[发明专利]一种具有优异高温软磁性能的铁基纳米晶合金

说明书

本发明公开了一种具有优异高温软磁性能的铁基纳米晶合金，由铁基合金制备而成；该铁基纳米晶合金以原子百分比计由下述组分组成：Cu：0～1.5％；Nb：0～3.5％；Si：8～15％；B：6～13％；Y：0.1～5％；Fe：余量。本发明通过优化合金配方设计，在铁基纳米晶合金成份的基础上通过添加少量稀土元素Y，制备出的铁基纳米晶合金薄带，具有优异的高温软磁性能。

技术领域

本发明属于铁基合金材料技术领域，具体涉及一种具有优异高温软磁性能的铁基纳米晶合金。

背景技术

铁基纳米晶合金材料标准成分为Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉，目前已广泛应用在电力、电子领域。但未来的磁性器件开始向小型、节能方向发展，应用领域和场所也愈来愈广泛，尤其是随着新能源汽车的发展，铁基纳米晶合金材料在汽车电子中的应用，环境工况非常恶劣。现有的材料在高温环境下，磁性能稳定性较差。

目前对铁基合金改性的研究大多针对常温性能，如专利申请CN103924169A公开一种微量稀土钇改性的低成本高导磁铁基纳米晶合金，加入微量钇0.0003％～0.02％(化学成分重量比)，并控制Nb含量，使得制备得到的铁基纳米晶合金具有优异的导磁性。

但是，当铁基纳米晶磁芯主要用在电源产品中，其温度范围最高在大概60℃；而铁基合金应用于电动汽车的车载电子系统时，其对高温性能的要求要大于常规产品的应用，如汽车电子要求至少在120℃，如果应用在汽车发动机周边的设备，那使用时温度可高达150℃。目前现有的铁基合金材料一旦周遭温度上升(尤其是高于120℃时)，材料本身则会因为发热而本身结构产生变化，使得在高温下材料的稳定性变差，尤其是磁导率。

因此，如何提供一种在高温环境下磁导率依然稳定，是当前软磁合金铁芯或软磁合金铁芯磁芯生产制备的现实需要面对和解决的问题，具有广泛的应用性。

发明内容

针对现有技术中的不足与难题，本发明旨在提供一种具有优异高温软磁性能的铁基纳米晶合金，通过优化合金配方设计，添加少量稀土元素钇；经配料、炼钢、铸造制备出铁基纳米晶合金薄带，具有优异的高温性能。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种具有优异高温软磁性能的铁基纳米晶合金，由铁基合金制备而成；该铁基纳米晶合金以原子百分比计由下述组分组成：Cu:0～1.5％；Nb:0～3.5％；Si:8～15％；B:6～13％；Y:0.1～5％；Fe:余量。

优选地，该铁基纳米晶合金中Nb、B、Si、Y单质元素的制备原材料分别采用铌铁、硼铁、硅铁、钇铁合金。

钇(Y)作为磁性元素，本发明在铁基合金中添加钇提高了磁性元素占比，同时，钇原子固溶在铁原子晶格结构中，弥散分布在α-铁基体中，在退火处理过程中阻碍了铁原子的移动，阻碍了晶粒长大，故钇元素的加入能起到细化晶粒的作用，晶粒细化提高了铁基合金的磁性能。

与现有技术相比，本发明的铁基纳米晶合金具有高磁导率以及优秀的高温性能，在高温下稳定性非常好，具有优异的高温软磁性。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地说明。

实施例1

具有优异高温软磁性能的铁基纳米晶合金，其化学成分为Fe_73.5Cu₁Nb_2.5Si_13.5B₉Y_0.5。

按照上述化学成分的原子百分比配制原材料共3kg，其中Nb、Si、B、Y分别采用铌铁、硅铁、硼铁、钇铁合金；