[发明专利]一种新型高电阻率晶态软磁合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型高电阻率晶态软磁合金。

背景技术

软磁合金是指具有低矫顽力和高磁导率的一类合金。以组成合金的元素分，主要有工业纯铁、FeSi合金、FeNi合金、FeAl合金、FeSiAl合金及FeCo合金等；按结构分有晶态和非晶态。此类合金可应用于电磁铁、极靴、磁导体、磁屏蔽、电机、变压器铁芯、继电器铁芯及滤波器等元件中。

软磁合金多数情况下在交流磁化状态下应用，当频率较高时，会产生涡流损耗，导致合金发热，温度升高，磁性能降低。为了降低高频下的涡流损耗，可以提高软磁合金的电阻率或减小合金尺寸等。

具有高电阻率的软磁合金主要有FeAl合金、FeSiAl合金及非晶态软磁合金。非晶态软磁合金虽具有高的电阻率，但无法加工制造出结构复杂、尺寸较大的块状零件。在晶态软磁合金中，FeAl合金和FeSiAl合金具有高的电阻率，其中FeAl合金1J12(FeAl12％)和1J16(FeAl16％)的电阻率分别为1.0μΩ·m和1.45μΩ·m左右，但1J12合金的磁导率较低，特别是初始磁导率μ_0.4太低，为0-2.0mH/m水平，μ_0.8为2.5-6.9mH/m的水平；1J16和FeSiAl合金的电阻率及磁性能较高，但饱和磁感应强度均低于1.0T。采用1J12、1J16及FeSiAl合金制作高速滤波器时，均无法满足使用要求。

刘大均于1998年公开了一种高磁感应强度高磁导率高电阻率低矫顽力低剩磁低材料密度软磁合金棒材料(公开号CN1710941A)，主要成分为FeAl合金，在Al含量11-14％的基础上，添加了0-5％M(M选自Si、Mn、Ti、V、Cr、Mo、Nb、Ge、R(稀土))合金元素，该合金经真空熔炼、锻造及热处理后，性能可达：μ_m＝48.6mH/m，电阻率为1.10μΩ·m；2005年，刘大均又公开了一种软磁合金棒料及制造工艺(公开号CN1718828A)，Al含量为11-14％的FeAl合金，经真空熔炼、锻造及热处理后，性能可达：μ₀＝4.5mH/m，μ_m＝53mH/m，电阻率为1.21μΩ·m；上述专利公开的两种合金，其初始磁导率及最大磁导率均无法满足高速滤波器的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型高电阻率、高饱和磁感应强度、高初始磁导率、高最大磁导率、高居里温度的晶态软磁合金材料，满足高速滤波器的使用要求。

本发明采用的主要技术方案：以FeAl合金为基础，通过添加铁磁性合金元素Co来提高综合性能。

Co，具有高的饱和磁感应强度和高的居里温度。在软磁合金1J12的基础上，添加含量(质量分数，％)为1-3的Co元素后，使合金的电阻率、饱和磁感应强度、初始磁导率、最大磁导率及居里温度增加。

新合金的化学成分(质量分数，％)为C≤0.02，Si≤0.20，Mn≤0.20，Al：11.5-12.5，，Co：1.0-3.0，其余为铁及不可避免的杂质。合金经真空熔炼，锻造或热轧到成品规格，在氢气保护下进行热处理，热处理制度为随炉加热到1150-1200℃保温3-5小时，然后以50-200℃/h的冷却速度冷却至600-700℃，断电炉冷至室温，能获得高的综合性能(ρ≥1.15μΩ·m，Bs≥1.4T，μ_0.4≥6.0mH/m，μ_m≥70mH/m，Tc≥600℃)。

本发明的优点为在软磁合金1J12的基础上，添加含量(质量分数，％)为1-3的Co元素后，合金的电阻率、饱和磁感应强度、初始磁导率、最大磁导率及居里温度增加，有效降低了涡流损耗，减少发热，提高了器件的稳定性，满足高速滤波器的使用要求。

具体实施方式

通过下列实施例进一步说明发明的技术方案。

具体实施例1

化学成分(质量分数，％)为：C0.01、Si0.10、Mn0.05、Al11.8、Co1.13，其余为Fe及不可避免的杂质。经真空熔炼，锻造，在氢气保护下热处理，热处理制度为：随炉加热到1150℃，保温5小时，然后以100℃/h的冷却速度冷却至700℃，断电炉冷至室温，得到棒材的性能为：ρ＝1.18μΩ·m，Bs＝1.412T，μ_0.4＝6.53mH/m、μ_m＝73.8mH/m，Tc＝634℃。

具体实施例2