[发明专利]Fe‑Si‑B‑C系非晶合金薄带以及由它形成的变压器磁心

说明书

技术领域

本发明涉及Fe-Si-B-C系非晶合金薄带，以及由它形成的变压器磁心。

背景技术

铁系非晶合金薄带显示出优异的软磁特性，例如AC励磁下显示出低铁损，用于变压器、马达、发电机等能量效率良好的磁装置。这些装置中，优选具有高饱和磁化强度以及热稳定性，铁损以及激励功率小的铁磁性体。Fe-B-Si系非晶合金满足这些要素。然而，为了使变压器等小型化，要求这些非晶合金有高饱和磁化强度。

美国专利第6,471,789号(专利文献1)公开了如下的金属合金薄带：具有由Fe_aB_bSi_c(其中，a、b以及c表示原子％，将它们的总计设为100，分别为约79～低于80、超过10且为16以下、以及5～10，b大于c。)的式子所表示的组成，在60Hz以及1.0～1.5Tesla下的铁损低于约0.22W/kg，含有有效量的硼以及硅，并且至少在一个方向具有弯曲性，且非晶相至少为75％。该金属合金薄带在小的铁损以及激励功率下引起高磁感应，通过我们的研究，可知为了形成变压器，以小曲率半径使其弯曲时，担心产生即便进行热处理也不能充分地去除的大的内部应力，铁损以及激励功率变得比较大。

日本特开平9-143640号(专利文献2)中公开了如下用于电力变压器的磁心的宽大的非晶合金薄带：具有由Fe_aB_bSi_cC_d(其中，a、b、c以及d为满足78.5≤a≤81、9.5≤b≤13、8≤c≤12.5、以及0.4≤d≤1.5的数字(原子％))的化学式表示的组成，在含有40体积％以上的二氧化碳的气氛中通过单辊液体骤冷法而进行铸造，铸造状态的薄带具有70mm以上的宽，并且铸造状态的薄带的辊接触面具有0.7μm以下的中心线平均粗糙度Ra。专利文献2中记载了该宽大的非晶合金薄带具有优异的磁特性、热稳定性、加工性以及生产率，适于电力变压器的磁心。

然而，专利文献2的宽大的非晶合金薄带含有8～12.5原子％的Si，因此可知将该非晶合金薄带层叠、弯曲而形成的磁心中，即便在热处理后也残留比较大的内部应力。进而，专利文献2的图1～图9展示了比权利要求更广的Fe、B、Si以及C的范围，但专利文献2的说明书仅记载了含有79原子％的Fe的Fe-B-Si-C系非晶合金的实施例。专利文献2中具体地示出的化学组成仅为Fe₇₉B_11.5Si₉C_0.5(图1)，Fe₇₉B_10.5Si_10.5-XC_X(图2～图4)，Fe₇₉B_20.5-ySi_yC_0.5(图5)，Fe_ZB_10.5Si_89-ZC_0.5(图6以及图7)，以及Fe₇₉B_20.5-ySi_yC_0.5(图8以及图9)。如此，Si含量为9原子％时(图1)，C含量从2原子％至5原子％为止发生变化时(图2～图4)，Si含量从6原子％至12原子％为止发生变化时(图5)，或者Si含量从8原子％至14原子％为止发生变化时(图8以及图9)，Fe含量限定为79原子％，此外，Fe含量从77原子％至83原子％为止发生变化时(图6以及图7)，B含量限定为10.5原子％。