[发明专利]一种铁基非晶合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料科学领域，特别是涉及一种铁基非晶合金的制备方法。

背景技术

一般的非晶合金材料由于电阻率高，并且无晶体的各向异性，因此具有高的导磁率，是优良的磁材料，可广泛应用于变压器、互感器、传感器等领域。但是非晶合金材料的制造方法一般采用电弧熔炼等，工艺步骤较多，能源消耗很大，成本高，不够环保。

非晶合金材料的主要原材料为铁、硅、硼等，通常采用使母合金从熔融状态急冷凝固的急冷技术制取非晶态合金薄带，通过使之急速地凝固而铸造成薄带，薄带的厚度不及人头发丝四分之一，最后得到了原子排列组合上呈现出短程有序、长程无序特点的非晶态合金薄带

我国目前的非晶合金材料1k101，其化学成分为Si：5-5.4％，B：2.85-3.05％，余量为铁，其技术特性为饱和磁感应强度Bs：1.32T，矩形比Br/Bs：0.28-0.3，矫顽力Hc：7.20A/m，导磁率um：20-22H/m，铁芯损耗：15W/kg。其中饱和磁感应强度和矩形比均低于美国Allied公司生产的同类产品标准，铁芯损耗高于美国Allied公司生产的同类产品的25％。而且，我国生产的非晶态合金材料1k101存在着诸如脆性大、韧性差和可加工性差等诸多缺点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在问题提出一种铁基非晶态合金的制备方法，本发明制备方法制得的铁基非晶态合金材料的综合磁性能显著提高。

本发明提出的铁基非晶合金的制造方法，依次包括如下步骤：

（1）准备如下材料：Fe：89.6-92.4kg，Cr：0.08-0.19kg，Cu：0.02-0.05kg，Si：3.8-5.2kg，B：2.1-3.2kg，C：0.05-0.16kg，Ti：0.33-0.82kg，

（2）将89.6-92.4kg的Fe装入真空冶炼炉中；

（3）依次加入Cr：0.08-0.19kg，Cu：0.02-0.05kg，Si：3.8-5.2kg，B：2.1-3.2kg，C：0.05-0.16kg，Ti：0.33-0.82kg；

（4）将真空冶炼炉抽真空，当真空度达到不大于20Pa时，通电加热真空炉，直到真空炉中的原料完全融化；

（5）停止通电融化的原料匀速浇入钢锭模中，冷却到常温，制成母合金钢锭；

（6）在常压下将母合金钢锭放入100KW的保温包中进行二次熔炼，二次熔炼时，熔炼温度为1350℃；熔炼结束后，将二次熔炼得到的原料注入铜辊上，冷却后得到铁基非晶合金。

其中，铁来源于工业用纯铁或铸铁粉，硼来源于工业用硼铁，碳来源于铸铁粉，硅来源于工业用纯硅，铬、铜和钛分别来源于电解铬、电解铜、电解钛。

在本发明非晶合金材料的原料成分中，硼是类金属元素，除可以降低形成非晶态合金的临界冷却速率外，其主要的作用是形成非晶态合金和提高非晶态合金的磁性能；硅是类金属元素，可以降低形成非晶态合金的临界冷却速率，主要还有利于形成非晶态合金；碳是类金属元素，可以提高非晶态合金的饱和磁感应强度，并有利于非晶态合金的形成；铬是金属元素，提高非晶态合金的抗氧化性能和韧性以及释放非晶态合金带材的应力；铜是金属元素，促使各组分的融合更加充分，在形成非晶态合金带材过程中调节硼的磁性能和铬的韧性，钛是金属元素，提高非晶态合金的的韧性。

具体实施方式

本发明的目的是针对现有技术中存在问题提出一种铁基非晶态合金材料，本发明铁基非晶态合金材料的综合磁性能显著提高。

本发明提出的铁基非晶态合金材料，以重量百分比计，包括以下成分：

Fe：89.6-92.4

Cr：0.08-0.19

Cu：0.02-0.05

Si：3.8-5.2

B：2.1-3.2

C：0.05-0.16

Ti：0.33-0.82

其中，铁来源于工业用纯铁或铸铁粉，硼来源于工业用硼铁，碳来源于铸铁粉，硅来源于工业用纯硅，铬、铜和钛分别来源于电解铬、电解铜、电解钛。

下面介绍本发明提出的铁基非晶合金的制造方法，所述方法依次包括如下步骤：

（1）准备如下材料：Fe：89.6-92.4kg，Cr：0.08-0.19kg，Cu：0.02-0.05kg，Si：3.8-5.2kg，B：2.1-3.2kg，C：0.05-0.16kg，Ti：0.33-0.82kg，

（2）将89.6-92.4kg的Fe装入真空冶炼炉中；