一種厚非晶軟磁合金及其制備方法和用途
【專利摘要】本發明涉及一種厚非晶軟磁合金，其組成成分及重量份數如下：鐵70-80份；硅5-10份；硼5-10份；碳0.5-2份。本發明非晶軟磁合金為厚度在50-60um非晶帶材，通過實驗，當非晶帶材厚度超過50um以后就可用沖壓設備直接沖出各種復雜形狀的非晶片，再將這些非晶片疊加起來就可制成各種復雜形狀的異型鐵芯且尺寸精度高、產品一致性好，因而大大地簡化了異型鐵芯的制造工藝和制造成本，提高了產品合格率，提高了生產效率，為非晶電機的發展起到了很大的推動作用。
【專利說明】一種厚非晶軟磁合金及其制備方法和用途

【技術領域】
[0001] 本發明屬于功能材料【技術領域】，涉及磁性材料，尤其是一種厚度在50-60uM的非 晶軟磁合金及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 非晶軟磁材料因其具有很高飽和磁感應強度、低矯頑力、低損耗等優點，在許多應 用領域正逐步取代硅鋼片等傳統軟磁材料。國內現有的非晶軟磁合金帶材的厚度一般都在 30uM左右。用這種帶材做成環形鐵芯比較容易，但要做成像E型或更復雜形狀的鐵芯就比 較困難。通常采用的辦法是先將裁剪過的非晶帶材繞成環形鐵芯，然后用整形夾具進行整 形，再將整形好的鐵芯連同夾具一起進行熱處理后用真空浸膠方法定型，最后再用專用切 割設備、平面磨床等進行機械加工。由于工序較多，每道工序如果處理不好都會影響到鐵芯 最后性能，同時也增加了制作成本。
[0003] 近年來非晶電機發展迅速，用非晶材料做電機定子，因其在高頻工作時渦流損耗 小，在400Hz-10000Hz頻率下損耗是硅鋼片的1/3-1/5,具有損耗低、溫升低的優點。隨 著高頻、高速和高性能電機技術的發展，特別是汽車驅動電機使用非晶合金替代硅鋼片材 料制備定子鐵芯，從而降低了其高頻下的渦流損耗，提高了電機系統的效率、功率和轉矩密 度。非晶電機將成為未來必然發展趨勢。但用于非晶電機上各種規格的鐵芯多設計成異型， 用傳統的制造異型鐵芯方法較為復雜。
[0004] 通過檢索，尚未發現與本發明專利申請相關的專利公開文獻。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于克服現有異型鐵芯制造技術上的不足，提供一種厚度為 50-60um厚非晶軟磁合金帶材，該厚非晶軟磁合金帶材可以通過沖壓疊加辦法制造出各種 復雜形狀的異型鐵芯，且尺寸精度高、制造工藝得到簡化、降低了生產成本、提高了產品合 格率。
[0006] 為了實現上述目的，本發明所采用的的技術方案如下：
[0007] -種厚非晶軟磁合金，其組成成分及重量份數如下：
[0008] 鐵 70-80份； 硅 5-10份； 硼 5-10份；
[0009] 碳 0.5-2份。
[0010] 一種如上所述的厚非晶軟磁合金的制備方法，步驟如下：
[0011] ⑴按配方準確配料，把配好的料放入真空感應爐里經過真空熔煉形成合金熔液， 熔煉條件為：熔煉溫度1300-1500°C、熔煉時間2-4小時、真空度0. 1-lPa ;將合金熔液倒 入設有冷卻裝置的旋轉澆鑄盤里形成合金鑄錠，該冷卻裝置要保證冷卻循環水的壓力在 0· 1-0. 2MPa 之間；
[0012] ⑵將合金鑄錠放入噴帶設備上的中頻感應坩堝里進行二次熔煉，熔煉溫度為 1100-1300°C，熔煉時間40-60分鐘，得到二次熔煉熔液；將二次熔煉熔液倒入經過預熱的 中間包里，得鋼氺，中間包要選擇高一些的以增加鋼氺的壓力，提高帶材的密度；鋼氺通過 中間包底部的噴嘴噴到高速旋轉銅棍上，銅棍內設有超級冷卻系統，保證冷卻速度在150 萬度/S-170萬度/S，通過調整噴嘴和銅棍之間的距離噴出厚度在50-60um的厚非晶軟磁合 金帶材，即得厚非晶軟磁合金。
[0013] 而且，所述步驟⑵中預熱溫度為1200-1300°C。
[0014] 而且，所述步驟⑵中中間包的高度為280-300mm。
[0015] 如上所述的厚非晶軟磁合金在制造異型鐵芯方面的應用。
[0016] 本發明的優點和積極效果是：
[0017] 1、本發明非晶軟磁合金為厚度在50_60um非晶帶材，通過實驗，當非晶帶材厚度 超過50um以后就可用沖壓設備直接沖出各種復雜形狀的非晶片，再將這些非晶片疊加起 來就可制成各種復雜形狀的異型鐵芯且尺寸精度高、產品一致性好，因而大大地簡化了異 型鐵芯的制造工藝和制造成本，提商了廣品合格率，提商了生廣效率，為非晶電機的發展起 到了很大的推動作用。
[0018] 2、本發明制備方法方法簡單、操作方便，所制備得到的非晶軟磁合金省掉了專用 切割設備、平面磨床、帶材裁剪機、整形夾具等設備的投入，提高了大批量生產鐵芯的穩定 性，降低了復雜異型鐵芯的制造難度。

【具體實施方式】
[0019] 下面結合實施例，對本發明進一步說明；下述實施例是說明性的，不是限定性的， 不能以下述實施例來限定本發明的保護范圍。
[0020] 本發明中所使用的方法，如無特殊說明，均為本領域的常規方法；本發明中所使用 的設備，如無特殊說明，均為本領域的常規設備。
[0021] 實施例1
[0022] -種厚非晶軟磁合金，其組成成分及重量份數如下：
[0023] Fe70_80 份；Si5_10 份；B5-10 份；C0. 5-2 份。
[0024] 上述厚非晶軟磁合金的制備方法、步驟如下：
[0025] ⑴按配方準確配料，把配好的料放入真空感應爐里經過真空熔煉（熔煉溫度 1300-1500°C、熔煉時間2-4小時、真空度0. Ι-lPa)形成合金熔液；將合金熔液倒入設有冷 卻裝置（該冷卻裝置要保證冷卻循環水的壓力在〇. 1-0. 2MPa之間）的旋轉澆鑄盤里形成 合金鑄錠；
[0026] ⑵將合金鑄錠放入噴帶設備上的中頻感應坩堝里進行二次熔煉（熔煉溫度為 1100-1300°C，熔煉時間40-60分鐘）得到二次熔煉熔液，將二次熔煉熔液倒入經過預 熱（預熱溫度1200-1300°C，以保證鋼氺的流動性）的中間包里，中間包要選擇高一些 (280-300_)的以增加鋼氺的壓力，提高帶材的密度。鋼氺通過中間包底部的噴嘴噴到高速 旋轉銅棍上，銅棍內設有超級冷卻系統，要保證冷卻速度在150萬度/S--170萬度/S，這是 合金帶材加厚到50-60um仍能保持非晶狀態的技術關鍵。通過調整噴嘴和銅棍之間的距離 噴出厚度在50-60um的厚非晶軟磁合金帶材。
[0027] 實施例2
[0028] -種厚非晶軟磁合金，其組成成分及重量份數如下：
[0029] 鐵 70份； 石圭 5份； 硼 5份； 碳 0.5份。
[0030] 一種如上所述的厚非晶軟磁合金的制備方法，步驟如下：
[0031] ⑴按配方準確配料，把配好的料放入真空感應爐里經過真空熔煉形成合金熔液， 熔煉條件為：熔煉溫度1300°c、熔煉時間2小時、真空度0. IPa ;將合金熔液倒入設有冷卻 裝置的旋轉澆鑄盤里形成合金鑄錠，該冷卻裝置要保證冷卻循環水的壓力在〇. IMPa之間；
[0032] ⑵將合金鑄錠放入噴帶設備上的中頻感應坩堝里進行二次熔煉，熔煉溫度為 1KKTC，熔煉時間40分鐘，得到二次熔煉熔液；將二次熔煉熔液倒入經過預熱的中間包里， 預熱溫度為1200,中間包的高度為280_，得鋼氺，中間包要選擇高一些的以增加鋼氺的壓 力，提高帶材的密度；鋼氺通過中間包底部的噴嘴噴到高速旋轉銅棍上，銅棍內設有超級冷 卻系統，保證冷卻速度在150萬度/S，通過調整噴嘴和銅棍之間的距離噴出厚度在50的厚 非晶軟磁合金帶材，即得厚非晶軟磁合金。
[0033] 實施例3
[0034] 一種厚非晶軟磁合金，其組成成分及重量份數如下：
[0035] 鐵 75份； 石圭 7份； 硼 7份； 碳 0.1份。
[0036] -種如上所述的厚非晶軟磁合金的制備方法，步驟如下：
[0037] ⑴按配方準確配料，把配好的料放入真空感應爐里經過真空熔煉形成合金熔液， 熔煉條件為：熔煉溫度1400°C、熔煉時間3小時、真空度0. 5Pa ;將合金熔液倒入設有冷卻 裝置的旋轉澆鑄盤里形成合金鑄錠，該冷卻裝置要保證冷卻循環水的壓力在〇. 15MPa之 間；
[0038] ⑵將合金鑄錠放入噴帶設備上的中頻感應坩堝里進行二次熔煉，熔煉溫度為 1200°C，熔煉時間50分鐘，得到二次熔煉熔液；將二次熔煉熔液倒入經過預熱的中間包里， 預熱溫度為1250°C，中間包的高度為290mm，得鋼氺，中間包要選擇高一些的以增加鋼氺的 壓力，提高帶材的密度；鋼氺通過中間包底部的噴嘴噴到高速旋轉銅棍上，銅棍內設有超級 冷卻系統，保證冷卻速度在160萬度/S6,通過調整噴嘴和銅棍之間的距離噴出厚度在55um 的厚非晶軟磁合金帶材，即得厚非晶軟磁合金。
[0039] 實施例4
[0040] 一種厚非晶軟磁合金，其組成成分及重量份數如下：
[0041] 鐵 80份； 石圭 10份； 硼 10份； 碳 2份。
[0042] 一種如上所述的厚非晶軟磁合金的制備方法，步驟如下：
[0043] ⑴按配方準確配料，把配好的料放入真空感應爐里經過真空熔煉形成合金熔液， 熔煉條件為：熔煉溫度1500°C、熔煉時間4小時、真空度IPa ;將合金熔液倒入設有冷卻裝 置的旋轉澆鑄盤里形成合金鑄錠，該冷卻裝置要保證冷卻循環水的壓力在〇. 2MPa之間； [0044] ⑵將合金鑄錠放入噴帶設備上的中頻感應坩堝里進行二次熔煉，熔煉溫度為 1300°C，熔煉時間60分鐘，得到二次熔煉熔液；將二次熔煉熔液倒入經過預熱的中間包里， 預熱溫度為1300°C，中間包的高度為280-300mm，得鋼氺，中間包要選擇高一些的以增加鋼 氺的壓力，提高帶材的密度；鋼氺通過中間包底部的噴嘴噴到高速旋轉銅棍上，銅棍內設有 超級冷卻系統，保證冷卻速度在170萬度/S，通過調整噴嘴和銅棍之間的距離噴出厚度在 60um的厚非晶軟磁合金帶材，即得厚非晶軟磁合金。
[0045] 本發明低磁導率納米晶軟磁合金的相關檢測結果：
[0046] 通過實驗，當非晶帶材厚度超過50um以后就可用沖壓設備直接沖出各種復雜形 狀的非晶片，再把這些非晶片疊加起來就可制成各種復雜形狀的異型鐵芯且有很好的尺寸 精度。本發明厚非晶軟磁合金帶材可以通過沖壓直接沖出各種復雜形狀的非晶片，再通過 疊加制成各種復雜形狀的異型鐵芯。產品銷往日本，被廣泛應用于各類非晶電機上。
【權利要求】
1. 一種厚非晶軟磁合金，其特征在于：其組成成分及重量份數如下： 鐵 70-80汾； 硅 5-10份； 硼 5-10份； 碳 0.5-2份。
2. -種如權利要求1所述的厚非晶軟磁合金的制備方法，其特征在于：步驟如下： ⑴按配方準確配料，把配好的料放入真空感應爐里經過真空熔煉形成合金熔液，熔 煉條件為：熔煉溫度1300-1500 °C、熔煉時間2-4小時、真空度0. Ι-lPa ;將合金熔液倒 入設有冷卻裝置的旋轉澆鑄盤里形成合金鑄錠，該冷卻裝置要保證冷卻循環水的壓力在 0· 1-0. 2MPa 之間； ⑵將合金鑄錠放入噴帶設備上的中頻感應坩堝里進行二次熔煉，熔煉溫度為 1100-1300°C，熔煉時間40-60分鐘，得到二次熔煉熔液；將二次熔煉熔液倒入經過預 熱的中間包里，得鋼氺，中間包要選擇高一些的以增加鋼氺的壓力，提高帶材的密度；鋼氺 通過中間包底部的噴嘴噴到高速旋轉銅棍上，銅棍內設有超級冷卻系統，保證冷卻速度在 150萬度/S-170萬度/S，通過調整噴嘴和銅棍之間的距離噴出厚度在50-60um的厚非晶軟 磁合金帶材，即得厚非晶軟磁合金。
3. 根據權利要求2所述的厚非晶軟磁合金的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中預 熱溫度為1200_1300°C。
4. 根據權利要求2所述的厚非晶軟磁合金的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中中 間包的高度為280-300mm。
5. 如權利要求1所述的厚非晶軟磁合金在制造異型鐵芯方面的應用。
【文檔編號】C22C45/02GK104195475SQ201410376564
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】安海路 申請人:天津奧納科技有限公司