一種鎳基納米晶軟磁薄帶合金及其制備方法技術

本發明專利技術提供一種鎳基納米晶軟磁薄帶合金材料及其制備方法，該薄帶合金材料具有低的矯頑力。其制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。該鎳基納米晶軟磁薄帶合金材料中各成分的重量百分含量為：Ta0.03％～0.05％，Nb0.01％～0.03％,Al2％～4％，Zn2％～4％,Gd4％～7％,Er0.01％～0.05％，Cu0.01％～0.05％，Os0.01％～0.05％，其余為Ni。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于金屬材料
，涉及。
技術介紹
99801411. 7號申請涉及一種軟磁鐵一鎳一合金，其具有35至65重量％的鎳和一種或多種稀土金屬鈰、鑭、鐠、釹以及熔化條件下的夾雜，其中，稀土金屬的總量是O. 003 O. 05 %。其矯頑磁場強度He為2. 5-24A/m。但是其合金體系的磁性能不高，特別是矯頑力和磁導率性能不能滿足性能要求。
技術實現思路
本專利技術的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種鎳基納米晶軟磁薄帶合金，該薄帶合金材料具有低的矯頑力。本專利技術的另一目的是提供一種鎳基納米晶軟磁薄帶合金制備方法，該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的 一種鎳基納米晶軟磁薄帶合金材料，其特征是其各成分的重量百分含量為Ta0.03% 0.05%，Nb 0.01% 0.03%, Al 2% 4%，Zn 2% 4%，Gd4% 7%, ErO. 01% O. 05%, Cu O. 01% O. 05%, Os O. 01% O. 05%，其余為 Ni。該鎳基納米晶軟磁合金薄帶合金的組織特點為納米晶。本專利技術鎳基納米晶軟磁薄帶合金材料的制備方法，其具體步驟如下 (1)首先按照上述合金成分進行配料，原料Ta、Nb、Al、Zn、Er、Cu,Os、Ni的純度均大于99. 9%，Gd以鐵釓中間合金的方式加入，鐵釓合金中Gd的重量百分比為35% ；(2)將原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1530-1550°C，澆注冷卻后得到母合金； (3)然后放入真空感應成型爐內的重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1510-15300C，重熔管式坩堝的頂部置于真空感應成型爐轉輪輪緣之下2-4_處，所述重熔管式坩堝內設有一個可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞與重熔管式坩堝內壁的間隙為O. 5-0. 9mm，母合金置于管式坩堝內的耐火柱塞頂面熔化，熔化后被轉輪拖拽形成合金帶；(4)然后將合金帶置于300-350°C，保溫2-4小時，得到鎳基納米晶軟磁合金薄帶合金。所述真空感應成型爐轉輪輪緣的旋轉線速度為26 28m/s，所得合金帶的厚度為150-300 μ m,寬度為 3-5 mm。本專利技術具有如下有益效果 本專利技術合金采用的Er和Gd都可提高非晶形成能力。成份中的Er和Gd共同存在可使團簇中原子間相互作用強，則原子擴散便困難，因此提高材料非晶形成能力。Al和Zn為納米晶形核提供位置。Nb是納米晶合金形成的關鍵元素，Nb元素的加入提高了材料的晶化溫度，改變了晶化激活能，其中形核激活能(Eg)、晶化起始激活能(Ex)和第一晶化峰激活能都大大增加。Nb的加入不但提高了合金非晶形成能力，而且Nb半徑較大，擴散緩慢，在納米晶形成過程中抑制晶粒的長大，降低了晶粒尺寸。Cu是納米晶形成的關鍵元素。合金晶化過程中，Cu首先析出，為納米晶形核提供位置。Al、Zn、Nb、Cu共同作用，保證了納米晶的形成。Ta和Os提高非晶形成能力并阻礙納米晶長大。Ta、Os、Er和Gd結合可有效控制納米晶長大。Al和Zn具有較好的軟磁性能，磁導率和電阻率高。添加Er元素的合金具有降低矯頑力的作用。成份中添加Gd元素是良好的鐵磁性元素，使合金材料具有改善軟磁性能、降低矯頑力的作用。Al、Gd、Er、Zn和Ni結合強化了鐵磁性作用，有效提高了材料的磁導率和降低了合金的矯頑力。本專利技術合金在凝固中，采用快淬方式冷卻和合金化結合，可以有效減小合金中的相尺寸，保證化學成分的均勻分布，既保證了合金的磁性能，也保證了合金的力學性能。熱處理可降低快淬造成的內應力，改善合金的韌性。 本專利技術制備中，沒有大量使用稀貴元素，所取原料成本降低；另外合金經過快速冷卻，保證了合金成分、組織和性能的均勻性，因此也就保證了合金的質量。該合金制備工藝簡便，過程簡單，生產的合金具有良好的性能，非常便于工業化生產。附圖說明 圖I為本專利技術實施例一得到的材料的金相組織圖。由圖I可以看出，本專利技術得到的鎳基納米晶軟磁薄帶合金的組織致密均勻。具體實施例方式 實施例一 本專利技術鎳基納米晶軟磁薄帶合金的制備過程如下 (I)首先按照以下合金重量百分比進行配料Ta O. 03%,Nb 0.01%, Al 2%,Zn 2%,Gd 4% , Er O. 01%, Cu O. 01%, Os O. 01%，其余為 Ni。原料 Ta、Nb、Al、Zn、Er、Cu、0s、Ni的純度均大于99. 9%，Gd以鐵釓中間合金的方式加入，鐵釓合金中Gd的重量百分比為35%。(2)將原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1545°C，澆注冷卻后得到母合金； (3)將上述母合金放入重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1520°C，述重熔管式坩堝置于真空感應成型爐內，重熔管式坩堝的頂部置于真空感應成型爐轉輪輪緣之下3_處，所述重熔管式坩堝內設有一個可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞與重熔管式坩堝內壁的間隙為O. 7_，母合金置于管式坩堝內的耐火柱塞頂面熔化，重熔的合金熔融膨脹溢出后與旋轉的真空感應成型爐轉輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉的轉輪邊上輪緣拖拽形成合金帶，真空感應成型爐轉輪輪緣是圓弧形的，上下移動的耐火柱塞可上行將熔融合金液不斷提供給旋轉的轉輪，形成連續的金屬帶；真空感應成型爐轉輪輪緣的旋轉線速度為27m/s，所得合金帶的厚度為200-250 μ m,寬度為3-5 mm。(4)然后將步驟3)形成的合金帶置于330°C，保溫3小時，得到鎳基納米晶軟磁合金薄帶合金。實施例二 本專利技術鎳基納米晶軟磁薄帶合金的制備過程如下 首先按照以下合金重量百分比進行配料Ta O. 05%,Nb O. 03%, Al 4%,Zn 4%, Gd7% , Er O. 05%, Cu O. 05%，Os O. 05%，其余為Ni。制備過程同實施例一。實施例三 本專利技術鎳基納米晶軟磁薄帶合金的制備過程如下 首先按照以下合金重量百分比進行配料Ta O. 04%,Nb O. 02%, Al 3%,Zn 3%, Gd5% , Er O. 03%, Cu O. 03%, Os O. 03%，其余為Ni。制備過程同實施例一。實施例四合金成份配比不在本專利技術設計范圍內的實例 本專利技術鎳基納米晶軟磁薄帶合金的制備過程如下 首先按照以下合金重量百分比進行配料Ta O. 01%，Nb 0.005%，Al 1%, Zn 1% ,Gd 3% , Er O. 005%, Cu O. 005%, Os O. 005%，其余為 Ni。制備過程同實施例一。實施例五合金成份配比不在本專利技術設計范圍內的實例 本專利技術鎳基納米晶軟磁薄帶合金的制備過程如下 首先按照以下合金重量百分比進行配料Ta O. 06%,Nb O. 04%, Al 5%,Zn 5%, Gd8% , Er O. 07，Cu O. 07%, Os O. 06%，其余為Ni。制備過程同實施例一。表 I本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鎳基納米晶軟磁薄帶合金材料，其特征是：其各成分的重量百分含量為：Ta？0.03％～0.05％，Nb？0.01％～0.03％,？Al？2％～4％，Zn？2％～4％,？Gd？4％～7％,？Er？0.01％～0.05％，Cu？0.01％～0.05％，Os？0.01％～0.05％，其余為Ni。

【技術特征摘要】
1.一種鎳基納米晶軟磁薄帶合金材料，其特征是其各成分的重量百分含量為TaO.03% O. 05%，Nb O. 01% O. 03%，Al 2% 4%，Zn 2% 4%，Gd4% 7%, ErO.01% O. 05%，Cu O. 01% O. 05%，Os O. 01% O. 05%，其余為 Ni。2.一種鎳基納米晶軟磁薄帶合金材料的制備方法，其特征具體步驟如下 (1)首先按照重量百分含量為TaO. 03% O. 05%，Nb O. 01% 0.03%，Al 2% 4%, Zn 2% 4%，Gd 4% 7%，Er O. 01 % O. 05 %，Cu O. 01 % O. 05 %，OsO.01% O. 05%，其余為Ni的合金成分進行配料，原料Ta、Nb、Al、Zn、Er、Cu、Os、Ni的純度均大于99. 9%, Gd以鐵釓中間合金的方式加入，鐵釓...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫銳，鄭澤昌，邱奕婷，劉光宇，陸陽平，張詠，林瑩瑩，張金花，
申請(專利權)人：山西三益強磁業有限公司，
類型：發明
國別省市：