[发明专利]强非晶形成能力的铁基纳米晶软磁合金及其制备方法

权利要求书

1.一种强非晶形成能力的铁基纳米晶软磁合金，该合金的表达式为Fe_xSi_aB_bP_cNb_dCu_e，所述表达式中x、a、b、c、d和e分别表示各对应组分的原子百分比含量，且满足以下条件：0.5≤a≤12，0.5≤b＜5，0.5≤c≤12，0.1≤d≤3，0.1≤e≤3，70≤x≤85，x+a+b+c+d+e＝100％。

2.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分Fe的原子百分比含量x的取值范围为76≤x≤82。

3.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分Si的原子百分比含量a的取值范围为2≤a≤10。

4.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分B的原子百分比含量b的取值范围为2≤b＜5。

5.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分P的原子百分比含量c的取值范围为2≤c≤6。

6.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分Nb的原子百分比含量d的取值范围为0.5≤d≤2.5。

7.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分Cu的原子百分比含量e的取值范围为0.5≤e≤1.5。

8.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分Nb被Zr、Ti、Ta、Hf、V、W、Mo、Mn、Cr、Zn中的至少一种元素部分或全部替代，其中所述替代Nb的元素在所述铁基纳米晶软磁合金中的原子百分比含量为3％以下。

9.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分B被C、N、O、S、Sn、Ge、Ga、Al中的至少一种元素部分或全部替代，其中所述替代B的元素在所述铁基纳米晶软磁合金中的原子百分比含量为5％以下。

10.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分Cu可被Au和/或Ag部分或全部替代，其中所述替代Cu的元素在所述铁基纳米晶软磁合金中的原子百分比含量为3％以下。

11.一种权利要求1-10任一所述的铁基纳米晶软磁合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，按权利要求1-10任一所述的合金表达式中各组分的原子百分比含量进行配料；

步骤二，在抽真空后充入保护气体的气氛下采用感应熔炼炉或电弧熔炼炉将所述步骤一配好的原料熔炼均匀，随炉冷却或注入模具冷却成母合金锭；

步骤三，将所述步骤二得到的母合金锭进行破碎；

步骤四，将破碎后的小块母合金锭熔化成钢液，然后采用单辊法、铸造法或雾化法制备出相应形状的Fe基非晶合金材料；

步骤五，将所述Fe基非晶合金材料在热处理炉内进行热处理，其中，所述热处理时间为5-120min，所述热处理温度为400-600℃。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述配料时使用原料纯度为99.5％以上。

13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述抽真空的真空度为低于5×10^-3Pa，所述保护气体的气氛为氮气或氩气气氛，所述熔炼时间为30-40min，并在熔化后保温5-30min以使合金原料熔炼均匀。

14.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤四中，采用所述单辊法将钢液快速冷却以制备厚度为10-200μm的Fe基非晶合金带材；采用所述铸造法将钢液快速冷却以制备直径为0.5-3.5mm的Fe基非晶合金棒材。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述单辊法制备带材时的气氛为氮气，氩气或空气；所述铸造法制备棒材时的气氛为氮气，氩气或空气。

16.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述单辊法制备带材时的转速为10-40m/s，喷带温度为1100-1550℃，喷带时表面张力大于0.5N/m，喷带时粘度大于0.5mPas；所述铸造法制备棒材时的铸造温度为1250-1600℃。