[发明专利]一种非晶铁合金铁芯制备方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及磁性材料制造领域，具体涉及一种非晶铁合金铁芯制备方法。

背景技术

铁基纳米晶软磁合金材料自问世以来，因具有高饱和磁感应强度、高磁导率、低损耗、低矫顽力等特点而得到极大的重视和深入的研究，并广泛应用于开关电源和电磁传感器等领域。

非晶态合金是利用快速凝固技术制造的新型材料，具有优异的软磁性能，即高饱和磁感应强度、高导磁率、低矫顽力、高电阻率和极低的涡流效应以及优异的耐腐蚀性能等而广泛应用于微电子、机械、电力工程等领域。利用非晶态合金的上述特点，现有技术采用非晶态合金替代传统的硅钢片、坡莫合金以及铁氧体制造电机的定子铁芯，有效的克服了传统电机的上述缺点。

但是，非晶态合金还存在明显的缺点：饱和磁感应强度不高。以非晶态合金中综合软磁性能最好的Fe_73.5Si_13.5B₉Nb₃Cu₁为例，其饱和磁感应强度仅为1.24T。相比于其他高饱和磁感应强度的软磁材料，在相同的工作条件下该合金材料需要更大体积，这极大地限制了它的应用范围。

发明内容

本发明提供一种非晶铁合金铁芯制备方法，该非晶铁合金铁芯，具有优异的软磁性能及高磁感应强度。

为了实现上述目的，实现上述目的，本发明提供了一种非晶铁合金铁芯的制备方法，该非晶铁合金铁芯由以下原子配比的合金制成：（Fe_1-x-yGd_xNi_y）_{1-a-b-c-d-e-f}（Si_1-zV_z）_aAl_bC_cTa_dHf_eF_f，其中x=0.02-0.03，y=0.14-0.18，z=0.03-0.05，a=0.1-0.15，b=0.13-0.15，c=0.01-0.02，d=0.01-0.015，e=0.015-0.02，f=0.005-0.01；

该方法包括如下步骤：

（1）制备合金

首先按照上述重量百分含量进行配料，所有原料的纯度均大于99.9％，其中，Gd以铁钆中间合金的方式加入，铁钆合金中Gd的重量百分比为35%；

将原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1510-1530℃，浇注冷却后得到母合金；

将所述母合金放入重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1500-1510℃；所述重熔管式坩埚放入真空感应成型炉内，其顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下2-4mm处，所述重熔管式坩埚内放置一个可上下移动的耐火柱塞，该耐火柱塞和管式坩埚内壁的间隙为0.5-0.9mm，所述母合金置于重熔管式坩埚内的耐火柱塞顶面熔化，熔化后被转轮轮缘拖拽形成合金丝，其中真空成型炉转轮轮缘的旋转线速度为25-27m/s，所得合金丝的直径为100-200微米；

然后将合金丝置于100-150℃，保温2-4小时，即得到铁基非晶软磁合金材料；

（2）制备铁芯

将上述合金薄带按照铁芯设计尺寸堆叠成预成型件，在氩气保护下，在低于晶化温度30-40K的温度下，等温退火1-1.5h，然后将退火后的非晶态合金叠片堆用绝缘漆和粘结剂作整体浸渍处理，得到本发明的铁基非晶态合金带所制得的铁芯。

本发明制备的非晶铁合金铁芯，采用Gd和Ni替代部分Fe，采用V替代部分Si提高了材料的软磁性能及磁饱和强度，采用的Hf可提高材料的非晶形成能力,材料中的Ta可增加非晶的热稳定性，Ta可阻止原子在高温的活动能力，保证了组织的热稳定性，Al和Ni有助于软磁性能提高。

具体实施方式

实施例一

本实施例的非晶铁合金铁芯由以下原子配比的合金制成：（Fe_0.84Gd_0.02Ni_0.14）_0.73（Si_0.97V_0.03）_0.1Al_0.13C_0.01Ta_0.01Hf_0.015F_0.005。