[发明专利]一种Fe-B-P-C-Cu-N-Cr系非晶纳米晶软磁合金及制备方法

权利要求书

1.一种Fe-B-P-C-Cu-N-Cr系非晶纳米晶软磁合金，其特征在于该合金具有高的非晶形成能力、高的饱和磁化强度(B_s)和良好的耐腐蚀性；合金的化学成分表达式为Fe_xB_yP_zC_aCu_bN_cCr_d，式中x，y，x，a，b，c，d分别表示各对应组分Fe、B、P、C、Cu、N、Cr的原子百分比，其中80≤x≤85，4≤y≤9，3≤z≤8，3≤a≤5，0.7≤b≤1.1，0.1≤c≤0.5，x+y+z+a+b+c+d＝100；其中：Cr元素和N元素来源于FeCrN合金，d的具体范围根据氮化铬铁的成分确定，FeCrN合金的原子百分比含量为Fe_27.9Cr_46.8N_25.3。

2.根据权利要求1所述的Fe-B-P-C-Cu-N-Cr系非晶纳米晶软磁合金，其特征在于所述82≤x≤83.5，所述8≤y≤9，所述3≤z≤4，所述3.7≤a≤4.2，所述0.9≤b≤1.1，所述0.3≤c≤0.4，该优选合金具有优异的软磁性能。

3.根据权利要求1所述的Fe-B-P-C-Cu-N-Cr系非晶纳米晶软磁合金，其特征在于所述x＝82.4，y＝8.5，z＝3，a＝4，b＝1，c＝0.4，该合金的饱和磁化强度(B_s)为1.86T，矫顽力(H_c)为9.2A/m；其非晶状态下在0.5mol/L NaCl溶液中的腐蚀电位相对于对比例合金Fe₈₃B₉P₃C₄Cu₁的腐蚀电位提高了0.1V。

4.一种如权利要求1-3任一所述的Fe-B-P-C-Cu-N-Cr系非晶纳米晶软磁合金的单辊甩带制备方法，其特征在于制备步骤如下：

1)配料：采用纯度为99.98wt％的Fe、纯度为99.95wt％的B，P含量为27.1wt％、杂质含量低于1.6wt％的工业FeP合金，纯度为99.95wt％的Cu，纯度为99.95wt％的C和纯度为98.27wt％的Fe_27.9Cr_46.8N_25.3中间合金；

2)母合金熔炼：将配好的原料置于非自耗真空电弧炉中，抽真空至5×10^-3Pa，再在纯度为99.99％的氩气气氛下熔炼合金，每个合金锭至少反复熔炼3次以上；

3)带材的制备：将单辊旋淬炉抽真空至5×10^-2Pa，于氩气保护下将母合金锭重熔，喷射在高速旋转的铜辊上甩带；铜辊线速度40～50m/s，喷带压力为20～30kPa；制备的薄带厚度为18～28μm，宽度为1～1.5mm；

4)薄带热处理：将退火炉升温至所需晶化温度，然后将封装有薄带的石英玻璃管放入炉中，保温一定时长后取出水淬或空冷。

5.如权利要求4所述的Fe-B-P-C-Cu-N-Cr系非晶纳米晶软磁合金的单辊甩带制备方法，其特征在于所述合金熔炼的关键步骤为：先将Fe_27.9Cr_46.8N_25.3中间合金放入铜坩埚底，再放置FeP、B或FeB和C，最后将Fe和Cu放在最上面进行熔炼。

6.如权利要求4所述的Fe-B-P-C-Cu-N-Cr系非晶纳米晶软磁合金的单辊甩带制备方法，其特征在于所述甩带的冷辊线速度为40～50m/s。

7.如权利要求4所述的Fe-B-P-C-Cu-N-Cr系非晶纳米晶软磁合金的单辊甩带制备方法，其特征在于所述带材的厚度为18～24μm。

8.如权利要求4所述的Fe-B-P-C-Cu-N-Cr系非晶纳米晶软磁合金的单辊甩带制备方法，其特征在于所述热处理的温度为470～490℃。

9.如权利要求4所述的Fe-B-P-C-Cu-N-Cr系非晶纳米晶软磁合金的单辊甩带制备方法，其特征在于所述热处理的时间为5～10min。