[发明专利]有规则纹路铁基纳米晶带材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铁基纳米晶带材技术领域，特别是提供了一种有规则纹路铁基纳米晶带材的制备方法，应用于零序电流互感器铁芯。

背景技术

非晶软磁合金带材采用平板流液态急冷技术，将熔融合金钢液以每秒一百万度的冷却速度急速冷却，制得厚度为20~40微米的非晶带材，其微观结构具有长程无序的玻璃态特征，完全不同于传统的金属合金材料，有着高的强度、硬度、耐蚀性、耐磨性、电阻率、机电耦合系数、热传导性、表面活性及良好的韧性，具有高饱和磁感应强度、高磁导率、低矫顽力、低损耗、良好的频率特性和温度特性，取代硅钢、坡莫合金、铁氧体，广泛应用于变压器、互感器、电抗器、逆变电源、开关电源、漏电保护器、电感器及传感器等，推动实现电子产品小型化、高频化、高效化、环保、节能。

铁基纳米晶漏电带材作为非晶软磁合金带材其中的一种，应用于漏电保护领域，用于制备漏电保护器的核心元件——零序电流互感器。

漏电保护器主要是用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电进行保护。行业规定安全电压为36V，人体触电后的摆脱电流为交流10mA，直流50mA。一旦发生漏电事件，零序电流互感器检测漏电电流并发出信号，经放大后主开关由闭合位置转到断开位置，从而切断电源。

在纳米晶带材表面形成纹路效应是引起其宏观磁各向异性的重要因素之一，此纹路效应带来晶粒微结构的变化，使得晶粒排列更规则有序，导致磁各向异性能的减小，从而改善了其磁性能。通过本方法所制得的有纹路铁基纳米晶带材能够提高应用性能，提高由其制得的零序电流互感器的灵敏性。另外，有纹路的带材在韧性上有所提高，能够提高从带材的制备到制作零序电流互感的各环节的生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有规则纹路铁基纳米晶带材的制备方法，在现有工艺基础上通过对工艺参数的调整，制得表面带有规则纹路的铁基纳米晶带材，进而影响材料的磁化过程，以改善零序电流互感器的动作电流，同时也改进了材料的韧性，提高了生产效率。

本发明以单辊快淬平板流急冷的方法常规制备铁基纳米晶带材工艺为基础，调整和控制单辊快淬平板流急冷装置的工艺参数，制备有规则纹路的铁基纳米晶带材，提高其应用性能（动作电流）及提高由此种带材制得的零序电流互感器的灵敏性和工作稳定性。，在制造方法上通过对熔融合金钢液的温度、喷嘴包中钢液液位、喷嘴嘴缝的尺寸、冷却辊的转速这几项工艺参数的调整和定量控制，制得有规则纹路的纳米晶带材。具体工艺步骤及控制的技术参数如下：

（1）熔融合金钢液的温度控制在1300—1400℃；

（2）喷嘴包钢液液位控制在150mm—220mm；

（3）喷嘴嘴缝尺寸控制在0.4—1.0 mm；

（4）冷却辊转速（即铸造速度）控制在1200—1300 r/min；

（5）制得的纳米晶带材纹路宽度为0.4-1.0mm；

（6）制得的纳米晶带材厚度为30±2μm；

（7）以这种制备方法所生产的纳米晶带材制得零序电流互感器，使用HT-35铁芯测量仪和ABX-6磁环特性综合测试仪进行测试。所能达到性能如表1：

表1

附图说明

图1表示单辊快淬平板流急冷工艺原理图。

图2表示常规工艺下得到的带材表面形态。

图3表示本发明专利的表面有规则纹路带材示意图。

图4表示本发明专利的表面有规则纹路带材的实物图。

图5表示实施例1所得到的带材表面形态实物图。

图6表示实施例2所得到的带材表面形态实物图。

图7表示实施例3所得到的带材表面形态实物图。

图8表示实施例4所得到的带材表面形态实物图。

图9表示表面有、无规则纹路的铁基纳米晶带材制作的零序电流互感器铁芯在不同磁场强度的磁导率对比曲线。

图10表示表面有、无规则纹路的铁基纳米晶带材制作的相同重量的零序电流互感器铁芯毫伏输出（30mA下）与零序电流互感器动作电流的对对比曲线。

具体实施方式

下面结合附图，对有规则纹路铁基纳米晶漏电带材的制备方法所采取的术方案和优选方案做进一步的说明。