[发明专利]一种球形纳米晶合金粉末制备方法

权利要求书

1.一种球形纳米晶合金粉末制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

S1：将原料熔化，得到合金熔液；所述原料为 FeSiB 系合金；按照质量百分比，所述原料的组分包括：Si：1-14%、B：7-15%、C：≤4%、Cu：≤3%、 Nb：≤4%、P：≤2%，余量为 Fe 和不可避免的杂质；

S2：在真空或惰性气氛下，采用惰性雾化气体对所述合金熔液进行雾化处理，得到合金粉末中间体；所述雾化处理时，雾化气体压力为 2~6Mpa；所述雾化处理时的真空度控制10Pa以下；

S3：所述合金粉末中间体进入冷却区进行冷却，得到球形非晶合金粉末；所述冷却的速率为 10⁶K/s 以上；

S4：将所述球形非晶合金粉末退火，所述退火的保温温度为 400~700℃；保温时间为20~120min，得到所述球形纳米晶合金粉末；所述球形纳米晶合金粉末的粒度 D50 为 5~30μm，所述球形纳米晶合金粉末的氧含量200-1000ppm；

所述球形非晶合金粉末是通过如下装置制备的，所述装置包括：

气雾化器，用于采用雾化气体将合金熔液破碎；

液冷装置，位于所述气雾化器下方且设置于所述气雾化器的气流喷嘴外围，用于将所述气雾化器破碎后的合金粉末中间体冷却形成球形非晶合金粉末； 所述液冷装置呈环形设置于所述气流喷嘴外围，用于形成冷却所述合金粉末中间体的环形冷却区；其中，所述液冷装置为具有双层壁的筒形结构，且所述液冷装置下底面设置有冷却液出口，用于冷却液向下流出形成冷却液幕，所述冷却液幕形成冷却所述合金粉末中间体的环形冷却区，所述冷却液为水。

2.如权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于，所述 FeSiB 系合金为 NP01、NP02 或NP03合金；所述 NP01合金化学成分按质量百分比为： Cu： 1%、Nb：3%、Si：13.5%、B：9%、Fe：余量以及不可避免的杂质；

所述 NP02合金化学成分按质量百分比为： Cu：1%、Nb：1%、Si：4%、 B：9%、C：0.3%、Fe：余量以及不可避免的杂质；

所述 NP03合金化学成分按质量百分比为：Cu：1.2%、Si：2%、B：12%、 P：2%、Fe：余量以及不可避免的杂质。

3.如权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于，在步骤 S1 中，在高于所述原料熔点50~250℃的条件下将所述原料熔化，得到所述合金熔液。

4.如权利要求 3 所述的制备方法，其特征在于，在步骤 S1 中，在高于所述原料的熔点 150~200℃的条件下将所述原料熔化，得到所述合金熔液。

5.如权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于， 在步骤 S2 中，所述惰性雾化气体为氮气或氩气。

6.如权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于，在步骤 S3 中， 所述冷却的速率为10⁶-10⁷K/s。

7.如权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于， 所述退火是在还原性气体或惰性气体中进行的； 所述还原性气体为氢气或一氧化碳；所述惰性气体为氮气或氩气。

8.如权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于，所述球形非晶合金粉末的制备装置还包括导液管，连接装有所述合金熔液的中间包和所述气雾化器。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述导液管上端与所述中间包连通； 所述导液管下端部座设于所述气雾化器的对应插口；所述导液管的内腔从上到下呈倒锥形，锥角为 0-15°。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述导液管的内腔从上到下由倒锥形过渡为圆筒状，锥角为 1-15°。