[发明专利]一种铁镍基软磁材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉一种铁镍基软磁材料的制备方法。

背景技术

自问世以来，非晶软磁性合金立即引起引起了人们的极大重视，是近几十年来材料研究的热点之一。非晶软磁合金因其原子不规则排列、非周期性、没有晶粒晶界的存在，磁畴的钉扎点或钉扎线少，磁晶各向异性很小，显示良好的软磁特性：矫顽力小、磁导率高、磁感应强度高、电阻率高、损耗小、频率特性好。

与Fe基非晶合金相比，添加Ni制成的铁镍基非晶合金的磁致伸缩系数和磁晶各向异性常数更小，软磁性能更加优异。铁镍基非晶软磁合金是投入使用最早，也是目前应用量最大的非晶软磁材料之一，它具有矫顽力小，磁导率较高，频率特性好，稳定性好等特点，常用来替代坡莫合金，主要用在高精度，高灵敏度器件上。

现有的非晶软磁合金，改善软磁性能和力学性能常常相互制约，很难同时提高合金的各个性能。然而，在很多领域应用，都要求FeNi基非晶软磁合金必须同时具有高非晶形成能力，优异的磁性能和力学性能，尤其是需要较大塑性变形能力。

发明内容

本发明提供一种铁镍基软磁材料的制备方法，该方法制备的磁性材料具有高磁导率、高抗磁饱和特性和良好的力学性能。

为了实现上述目的，本发明提供一种铁镍基软磁材料的制备方法，其中该软磁材料使用如下原子配比的合金材料制成：Fe_{(100-a-b-c-d-e-f)}Ni_aSi_bAl_cCe_dB_eNb_f，其中：a=15-20，b=3-4，c=10-15，d=1-2，e=3-5，f=1-3，该方法包括如下步骤：

（1）熔铸母合金

将纯度大于99.9%的原料Fe、Ni、Si、Al、Ce、B和Nb，按Fe_{(100-a-b-c-d-e-f)}Ni_aSi_bAl_cCe_dB_eNb_f合金成分以原子百分比称量并配料，铈以铁铈合金的方式加入；将真空电弧熔炼炉预热后，通入1-2个大气压的氩气，加入上述原料，反复熔炼4-5次，注入模具冷却为母合金锭，形成母合金；

（2）制备非合金带

将母合金锭破碎，并将母合金放入真空电弧熔炼炉中重熔，然后将所属母合金放入高真空单辊旋淬炉中，旋淬出纳米晶软磁合金带，其中，高真空单辊旋淬炉的喷嘴到铜辊之间距离为1-2mm，铜辊的线速度为20-35m/s，喷嘴的喷注压强为1.5-2MPa，单辊旋淬炉真空度优于5×10^-4Pa，软磁合金带的厚度为20-25μm，宽度为20-30mm；

（3）制备软磁材料产品

将上述合金带氢破后，利用行星球磨机球磨制粉，球磨时并采用氩气保护的方式防止混合粉末氧化，最后得到粒径为1-3μm的粉体；

将上述粉体压制成预定形状后，放入真空高温电阻炉后，以10-15℃/min的升温速度升温至800-950℃，保温3-4h后，以15-20℃/min的降温速度至室温，得到本发明的软磁材料。

本发明制备的软磁材料，采用铁镍为主体材料以提高导磁率，往其中添加较大比例铝，以提升材料的延展性，使得材料的力学性能，特别是可塑性提高，适当添加硅铈硼铌元素，以改善材料的抗磁饱和能力。

具体实施方式

实施例一

本实施例的软磁材料使用如下原子配比的合金材料制成：Fe₆₇Ni₁₅Si₃Al₁₀Ce₁B₃Nb₁。

将纯度大于99.9%的原料Fe、Ni、Si、Al、Ce、B和Nb，按Fe₆₇Ni₁₅Si₃Al₁₀Ce₁B₃Nb₁合金成分以原子百分比称量并配料，铈以铁铈合金的方式加入；将真空电弧熔炼炉预热后，通入1个大气压的氩气，加入上述原料，反复熔炼4次，注入模具冷却为母合金锭，形成母合金。