[发明专利]一种快淬非晶合金薄带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料制备领域，特别涉及一种非晶态合金薄带及其制备方法，尤其是一种快淬非晶合金薄带及其制备方法。

背景技术

在单辊法喷带的工艺中，金属液由喷嘴的窄缝隙中喷铸到靠得很近的旋转冷却辊的辊面上，由于急冷而形成非晶合金带材。在现有技术中，由于受工艺和装备条件的限制，大多只能喷制34-46微米厚的非晶态合金带材，这是因为受金属液纯净度的影响，喷嘴易于被金属液中的杂质堵塞而中止喷带。为防止喷嘴堵塞，往往使用比较宽的喷嘴，宽度达到0.6-1.2毫米，这样就可以保证在金属液温度不是非常高的情况下顺利喷带。使用宽的喷嘴缝可以使金属液在单位时间流过喷嘴的量增多，所含的热量也多，对防止喷嘴因不断被冷却而降温有重要作用，可以使喷嘴的温度不降低，从而保证连续正常喷带。否则，喷嘴的温度不断降低，金属液中的杂质将不断在温度较低的喷嘴处析出，逐渐减小喷嘴的实际宽度，使金属液的流量不断减小，流量的减小又导致热量不断减少，更加速喷嘴的降温，使嘴缝进一步减小，最后导致喷嘴处金属液凝固而中止喷带。这是现有技术条件下经常出现的问题。

因为喷嘴出钢面直接与空气接触，受转动的冷却辊子表层的气流的影响急速冷却，降温比较严重，加之喷嘴处必须外露，以便与冷却辊接近形成必要的熔潭形状，喷嘴的这个平面在快速转动的冷却辊的表面处降温很快。若要保持喷嘴的温度，需要不断流过喷嘴的金属液对喷嘴有加热作用，使喷嘴失去的热量与金属液对喷嘴的热量补充相平衡。若使喷嘴的温度不降低，应该使喷嘴吸收的热量大于或等于喷嘴失去的热量。

为防止喷嘴的降温，必须保证单位时间内钢水流过喷嘴时所携带的热量足够多。如果钢水携带的热量为Q，则有：

Q∝TVS               (1)

其中S＝LD，即：

Q∝TVLD              (2)

其中：T为金属液温度，V为喷嘴中金属液的流速，S为喷嘴的过钢截面积，L为喷嘴缝的长度(决定带材的宽度)，D为喷嘴缝宽度(决定带材厚度的主要参数)。

受结构和流程的制约，从冶炼包、中间包、喷嘴包，至喷嘴，金属液温度T一般是不断降低的。金属液的温度T越高，热量越大，提高出钢温度，减少中间包和喷嘴包的降温都有利于热量的提高；金属液流速V是熔潭的内、外部压力和金属液温度的函数：V＝f(T、P)；熔潭中金属液的温度越高，金属液流速V就越大；由于过分提高金属液的出钢温度会导致金属液中的杂质过多，同时也增加漏钢的危险。目前经常采用的办法就是加大喷嘴缝宽度D，而不是主要依靠提高金属液的温度T，这是现有技术的情况。由于流量的保证是靠加大横截面的面积来实现的，其平面流的厚度比较大，必然导致带材的厚度是比较大的。如果加大辊速则其拉伸率加大，带材厚度并没有下降多少，而带材表面的拉痕太大，使表面粗糙度加大，甚至出现网状结构和孔洞，质量严重下降。所以，冷却辊子转速一般不能太大，线速度要小于35米/秒。这样的技术只能得到34-46微米厚的带材，而表面光洁度达到勉强接受的水平。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种尺寸更薄、表面光洁度更高、韧性更好的快淬非晶合金薄带。

本发明的另一个目的是提供了一种制备上述快淬非晶合金薄带的方法，通过控制喷嘴和冷却辊间金属液熔潭的形状和熔潭的温度和压力等参数，从而获得尺寸更薄、表面光洁度更高、韧性更好、高频损耗更低的非晶合金薄带。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种快淬非晶合金薄带，其化学成分按照原子百分为：70-85％Fe，0.001-4％Nb或Nb、Mo、W、V、Ta中的至少一种，0.001-25％Si，0.001-15％B，0.001-2％Cu，0.005-0.08％Al和Ti中的至少一种。

喷带步骤中喷嘴和冷却辊之间形成动态稳定、两端向外凸的弧形熔潭，熔潭温度为1180-1300℃；

所述薄带的厚度为18-24微米，粗糙度Ra小于2微米。

原料采用工业纯铁、含铌量60-68％的铌铁合金、工业结晶硅和硼铁合金以及电解铜。

其化学成分按照原子百分为：70-79％Fe，0.1-4％Nb或Nb、Mo、W、V、Ta中的至少一种，5-20％Si，5-11％B，0.1-2％Cu，0.005-0.08％Al和Ti中的至少一种。

所述薄带的磁性能为：损耗P_5/20K小于22W/Kg，填充系数大于76％，剩磁Br小于0.2T。