[发明专利]铁基非晶软磁合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种铁基非晶软磁合金及其制备方法。该制备方法以高磷铁矿为原料，氢气为主还原气体，利用闪速还原反应装置，将反应产生的还原矿粉液滴降落到与所述闪速还原反应装置下部连通的熔分装置中，收集得到钢液；然后，将所述钢液制备成非晶带材、棒材或者粉体中的一种；最后，将所述非晶带材、棒材或者粉体进行等温热处理，制备得到铁基非晶软磁合金。本发明制备的铁基非晶软磁合金具有高的饱和磁感应强度，可用作磁蕊材料广泛应用各类电子器件中。该制备方法采用闪速还原工艺的全氢冶炼，得到含磷的铁水不用进行脱磷处理，直接将磷作为钢液组成成分，简化了操作工序，具备工艺简单、生产成本和生产能耗低的优点，可用于大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及金属材料制备技术领域，尤其涉及一种铁基非晶软磁合金及其制备方法。

背景技术

与传统硅钢等晶态软磁材料相比，铁基非晶软磁合金内原子排列特点为短程有序而长程无序。其不存在位错和晶界等缺陷，磁各向异性较低，因而表现出高磁导率、高磁感应强度和低矫顽力。且合金内原子混乱排列会导致电子附加散射，因而其电阻率远高于传统电工铁和硅钢，具有更低的铁损。由此，铁基非晶合金具有低矫顽力、高磁导率、高电阻率、低损耗、频率特性好等优良特性，在节能变压器和电机等领域具有广泛的应用前景。

目前的电子电力设备正不断朝着节能化，小型化和高效化的方向发展，因此为了进一步获得轻量小型化电磁装置，提高铁基非晶合金的饱和磁化强度是一项重要的研究方向。为了保证铁基非晶合金的饱和磁化强度，过高的铁含量通常会导致合金的非晶形成能力较弱，为了进一步拓展铁基非晶软磁合金的应用范围，有必要在保证非晶形成能力的基础上，同时进一步提高其高饱和磁化强度。

申请号为CN201810726553.3的发明专利公开了一种铁基非晶软磁合金及其制备方法。所述制备方法为将原材料进行配料；将配好的各原料加入熔练炉内进行熔炼，将熔炼好的熔体引至加热装置；连接加热装置与喷包；加热装置从喷包漏斗中浇注熔体，通过喷包至铜辊表面，熔体与铜辊接触后快速冷却，形成带材试样，即得到铁基非晶软磁合金。但是该制备方法需要对原料的各个组分进行一一配料处理，存在操作工序繁琐、对原料组分的纯度要求高、原料成本高、生产能耗高的缺陷。

申请号为CN201911411731.4的发明专利公开了一种高饱和磁感应强度铁基非晶软磁合金及其制备方法。该制备方法为：1)制备初炼钢液：利用铁矿石经高炉炼铁、转炉吹炼或利用废钢经电炉熔炼得到；2)将初炼钢液进行炉外精炼进一步脱氧、脱硫、去除夹杂物，控制残余元素的含量，并进行合金成分微调，得到所需的精炼钢液；3)利用单辊旋淬技术将精炼钢液快速冷却得到非晶带材；4)将非晶带材进行热处理即得。虽然该制备方法采用铁矿石进行直接熔炼工艺，简化了一部分现有技术中的配料工序，但是该制备方法需要对钢液进行后续的脱磷和加磷、脱除氧硫元素、去除杂质以及合金成分微调等处理工序，存在操作工序复杂、操作时间长且生产成本和生产能耗大的不足。

有鉴于此，有必要提供一种在保证铁基非晶软磁合金具有高饱和磁感应强度的前提下，能够有效简化制备流程、减少生产工序、降低生产成本和生产能耗的铁基非晶软磁合金的制备方法，用以满足实际应用的需要。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种在保证铁基非晶软磁合金具有高饱和磁感应强度的前提下，能够有效简化制备流程、减少生产工序、降低生产成本和生产能耗的铁基非晶软磁合金及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了铁基非晶软磁合金的制备方法，包括如下步骤：

S1，将加热预处理后的高磷铁矿矿粉与载气的混合物、加热预处理后的还原气体分别按照预设流量，一同从闪速还原反应装置的顶部进料口中喷入闪速还原反应管道内，控制反应管道内温度为900～1500℃，所述还原气体和所述高磷铁矿矿粉在闪速还原反应管道内下降的过程中完成闪速还原反应；