[发明专利]一种铁基亚纳米软磁合金及其制备方法

权利要求书

1.一种铁基亚纳米软磁合金，其特征在于，所述铁基亚纳米软磁合金的组分表达式为Fe_aSi_bB_cP_dC_eCu_fM_g，其中M为Ti、Zr和Hf中的一种或多种元素，下标a、b、c、d、e、f、g分别为各对应元素的原子百分含量，并满足以下条件：81≤a≤84.5，2≤b≤9，4≤c≤10，2≤d≤5，0.5≤e≤3，0.1≤f≤1，0.7≤g≤4且1＜g/f≤4，a+b+c+d+e+f+g＝100；所述铁基亚纳米软磁合金的淬态带材是由非晶态合金基体和亚纳米尺度的晶粒及有序原子团簇组成的复合材料，所述的晶粒和原子团簇在非晶态合金基体上均匀弥散分布。

2.根据权利要求1所述铁基亚纳米软磁合金，其特征在于，所述铁基亚纳米软磁合金的淬态带材内部有序原子团簇为CuM B2相团簇及其周围形成的α-Fe相团簇；所述CuM B2相团簇和α-Fe相团簇的尺寸在0.5-2nm范围内。

3.根据权利要求1所述铁基亚纳米软磁合金，其特征在于，所述铁基亚纳米软磁合金的淬态带材内部晶粒为在CuM B2相团簇周围形核长大的α-Fe晶粒；所述α-Fe晶粒的尺寸在2-5nm范围内。

4.根据权利要求1所述铁基亚纳米软磁合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1)配料：按照组分表达式Fe_aSi_bB_cP_dC_eCu_fM_g，其中M为Ti、Zr和Hf中的一种或多种元素，下标a、b、c、d、e、f、g分别为各对应元素的原子百分含量，并满足以下条件：81≤a≤84.5，2≤b≤9，4≤c≤10，2≤d≤5，0.5≤e≤3，0.1≤f≤1，0.7≤g≤4且1＜g/f≤4，a+b+c+d+e+f+g＝100，配比各个组分原料；

2)制备母合金锭：将步骤1)配好的各组分原料加入感应熔炼炉或电弧熔炼炉中，抽真空后充入保护气体，启动感应熔炼炉或电弧熔炼炉将各原料熔炼均匀，然后随炉冷却或注入模具冷却成母合金锭；

3)制备亚纳米合金带材：将上述步骤2)中制备好的母合金锭重熔，利用单辊熔体快淬法，将重熔的母合金钢液喷射到旋转的铜辊表面，制成含有亚纳米尺度有序原子团簇和晶粒的铁基亚纳米软磁合金带材。

5.根据权利要求4所述铁基亚纳米软磁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1)配比的各原料的重量百分比纯度不低于99％。

6.根据权利要求4所述铁基亚纳米软磁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2)将配比好的各组分原料加入感应熔炼炉或电弧熔炼炉，抽真空至1×10^-2Pa以下，充入高纯氩气或氮气，在氩气或氮气的气氛下将上述步骤1)中配好的原料熔化，在原料全部熔化后保温10-30min，以使合金原料熔炼均匀。

7.根据权利要求4所述铁基亚纳米软磁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中采用单辊熔体快淬法，将重熔的母合金钢液喷射到铜辊表面；所述铜辊的表面线速度为20-40m/s。

8.根据权利要求4所述铁基亚纳米软磁合金的制备方法，其特征在于，还包括将所述步骤3)制得的铁基亚纳米软磁合金带材经过400℃-500℃范围内，5-15min退火的步骤，形成α-Fe亚纳米晶粒均匀分布的铁基亚纳米软磁合金。