[发明专利]Fe-P-Cr合金薄板及其制造方法

说明书

本发明涉及一种Fe‑P‑Cr合金薄板及其制造方法。本发明的一个示例性实施方案提供一种以重量％计包含P：6.0％‑13.0％、Cr：0.002％‑0.1％、余量Fe和其它不可避免的杂质的Fe‑P‑Cr合金薄板。

技术领域

本发明的一个示例性实施方案涉及一种Fe-P-Cr合金薄板及其制造方法。

背景技术

本发明的一个示例性实施方案涉及磁性能优良的高频用Fe-P-Cr合金及其制造方法，具体涉及利用电镀成型以轧 制法不能生产的包含6.0重量％-13.0重量％的P和 0.002重量％-0.1重量％的Cr且极大改善通常相对于无取向性的高频性能的厚度为 100μm以下的Fe-P-Cr合金及其制造方法。

含硅钢板通常被称为电工钢板，因为这种钢板多用于电器。近来，由于新能源和可再生能源、电动汽车或高性能电器的广泛使用，需要高频性能优良的铁芯材料。为了改善高频性能，有些方法加入硅等电阻率增加元素、或者使厚度变薄、或者将杂质减至最低。

增加电阻率的最有效的方法是加入Si、P等合金元素。通常，如果加入3.5重量％以上的Si、0.1重量％以上的P，就不能进行冷轧，因此通过增加电阻率合金元素量改善铁损有局限性。

也有一种方法是取代炼钢步骤中加入Si，对轧板利用SiCl₄气体通过化学气相沉积法(CVD,Chemical Vapor Deposition)形成Si层后，再经长时间的扩散工艺使钢板整体高硅化，从而改善高频性能(日本公开专利公报，昭62-227079)，虽然该方法已经用于商业化生产，但由于利用污染物质SiCl₄且增加了化学气相沉积工艺和扩散工艺，因此存在制造成本高的局限性。

除此之外，还有一种方法是使厚度变薄，但在包含大量的电阻率元素的情况下，由于轧制性的降低，导致100μm以下超薄板的制造极其困难，而且生产成本急剧增加，难以实现商业化批量生产。将钢板中的杂质减至最低的方法也存在制造工艺复杂及生产成本高的问题。

因此，本发明的一个示例性实施方案提供一种利用电阻率增加效果比Si、Mn及 Al优良的P以及利用另外的添加元素Cr，并取代复杂且生产性低的轧 制法利用电铸成型工艺容易制造厚度为100μm以下的磁性能优良的超薄板的方法，以有效地提高高频性能。

关于Fe-P镀层，美国专利公报No.4,101,389公开了利用3A/dm²-20A/dm²的电流密度下pH范围为1.0-2.2及30℃-50℃的铁盐(0.3M-1.7M)和磷盐(0.07M-0.42M)溶液在铜基底上电沉积Fe-P或Fe-P-Cu薄膜的方法，其中没有提及Fe-P-Cr，而且除了镀层之外，对独立形式的薄板生产根本没有记载。

T.Osaka和共同作者在“电沉积的Fe-P薄膜的制造及其软磁性能”[日本磁学会定期刊物Vol.18，附录，No.S1(1994)]中提到了电沉积的Fe-P薄膜，大部分适当的 Fe-P合金薄膜在P含量为27at％的情况下显示出了0.2奥斯特(Oe)的最小矫顽力及 1.4T的高饱和磁通密度，其中同样没有提及Fe-P-Cr，而且除了镀层之外，对独立形式的薄板生产根本没有记载。

此外，关于纳米晶粒相对磁性能的影响，K.Suzuki和共同作者在“Highsaturation magnetization and soft magnetic properties of bcc Fe-Zr-B alloyswith ultrafine grain structure”[Mater Trans.JIM.Vol.3，pp.743-746(1990)]中提到了饱和磁通密度因非晶相中所包含的纳米晶粒而得到提高的性能，但是没有提及Fe-P-Cr。