专利名称：一种钴基非晶薄带合金材料及制备方法
技术领域：
本发明属于金属材料技术领域，涉及一种钴基非晶薄带合金材料及制备方法。
背景技术：
200910096940. 4号申请公开一种钴基块体非晶合金，该合金的分子简式为CoaFebNbcB22.4Si5.6，并满足 60 < a < 65，2 < b < 5，3 < c < 7。该申请还公开了该钴基块体非晶合金的制备方法。该合金具有较高的饱和磁感应强度，其Is在O. IT以上，O. 8T以下；具有低矫顽力，其H。在0.8A/m以下，O. lA/m以上；具有高有效磁导率，IKHz下其11。在10000以上，60000以下。但是该合金体系中的B含量过高，增加了材料的脆性。另外其饱和磁导率太低，不能满足使用要求。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种钴基非晶薄带合金材料，该薄带合金材料具有高饱和磁导率。本发明的另一目的是提供一种钴基非晶薄带合金材料制备方法，该制备方法工艺简单，合金熔化也容易操作，生产成本低，适于工业化生产。本发明的目的是通过以下技术方案实现的
一种高饱和磁导率钴基非晶薄带合金材料，其特征是该材料各成分的重量百分含量为Gd 4% 7%，Si O. 3% O. 5%，Nb O. 01% O. 03%，Al 1% 3%，Fe O. 5% O. 9% , Rh O. 01% O. 05%，Mo O. 01% O. 05%，Ge O. 01% O. 05%，其余为 Co。本发明高饱和磁导率钴基非晶薄带合金材料的制备方法，具体步骤为
(1)首先按照上述合金成分进行配料，原料Si、Nb、Al、Fe、Rh、Mo、Ge、Co的纯度均大于99. 9%, Gd以铁钆中间合金的方式加入，铁钆合金中Gd的重量百分比为35% ；
(2)将原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1530-1550°C，浇注冷却后得到母合
金；
(3)然后放入真空感应成型炉内的重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1510-1530°C，重熔管式坩埚的顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下2-4_处，重熔管式坩埚内放置一个可上下移动的耐火柱塞于，耐火柱塞与管式坩埚内壁的间隙O. 5-0. 9mm，母合金置于管式坩埚内的耐火柱塞顶面熔化，熔化后被转轮轮缘拖拽形成合金带；
(4)然后将该合金带置于100-150°C，保温2-4小时即得到高饱和磁导率钴基非晶薄带合金材料。步骤(3)中真空感应成型炉转轮轮缘的旋转线速度为22 25m/s,所得合金带的厚度为200-350 μ m,宽度为3-5 mm。该钴基非晶薄带合金材料的组织特点为非晶。本发明具有如下有益效果
本发明合金采用的Ge、Rh、Nb都可提高非晶形成能力。成份中的Ge、Rh、Nb共同存在可使团簇中原子间相互作用强，则原子扩散就困难，因此提高材料非晶形成能力。Mo元素和Rh都可增加非晶的热稳定性，Mo和Rh结合可阻止原子在高温的活动能力。因此，保证了组织的热稳定性。成份中添加Gd元素是良好的铁磁性元素，使合金材料具有软磁性能。Si含量的增加，初始晶化温度增加，即非晶形成能力增加，提高非晶相的稳定性。成份中的Al和Si有助于软磁性能，Gd、Al、Co和Si结合强化了铁磁性作用，有效提高了材料的磁导率和电阻率都提闻。本发明合金在凝固中，采用快速冷却和合金化结合，可以有效保证非晶的形成和稳定性，并且保证化学成分的均匀分布，这样既保证了合金的磁性能，也保证了合金的力学性能。热处理可降低快速冷却造成的内应力，改善合金的韧性。本发明的钴基非晶薄带合金材料的组织特点为非晶。与现有技术相比，本发明所得产品为具有优异软磁性能、良好的机械性能和非晶形成能力的钴基块体非晶合金体系。本发明制备中，没有大量使用稀贵元素，所取原料成本降低；另外，合金液经过快速冷却，保证了合金成分、组织和性能的均匀性，因此也就保证了 合金的质量。该合金的制备工艺简便，过程简单，生产的合金具有良好的性能，非常便于工业化生产。
图I为本发明实施例一制得的薄带合金材料的金相组织图。由图I可以看出该钴基非晶薄带合金材料的组织致密均匀。
具体实施例方式实施例一
本发明的钴基非晶薄带合金材料的制备过程如下
(I)合金各成分按照重量百分比Gd 4%，Si O. 3%, Nb 0.01% , Al 1%, Fe O. 5% ,Rh O. 01%, Mo O. 01%, Ge O. 01 %，其余为 Co 进行配料，原料 Si、Nb、Al、Fe、Rh ,Mo、Ge、Co的纯度均大于99. 9%,Gd以铁钆中间合金的方式加入，铁钆合金中Gd的重量百分比为35%。(2)将原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1545°C，浇注冷却后得到母合金。(3)然后放入真空感应成型炉内的重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1525°C，重熔管式坩埚的顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下4_处，重熔管式坩埚内放置一个可上下移动的耐火柱塞于，耐火柱塞与管式坩埚内壁的间隙O. 8_，母合金置于管式坩埚内的耐火柱塞顶面熔化，重熔的合金熔融膨胀溢出后正与旋转的真空感应成型炉转轮边缘接触，熔融金属熔潭被高速旋转的转轮边部圆弧形轮缘拖拽形成合金带，转轮轮缘是圆弧形的，上下移动的耐火柱塞可上行将熔融合金液不断提供给旋转的转轮，形成连续的金属带。真空感应成型炉转轮轮缘的旋转线速度为25m/s，所得合金带的厚度为220 μ m，宽度为5mmD(4)然后将该合金带置于130°C，保温4小时即得到钴基非晶薄带合金材料。实施例二
本发明的钴基非晶薄带合金材料的制备过程如下
合金中各成分按照重量百分比Gd 7%,Si O. 5%,Nb O. 03%, Al 3%, Fe O. 9%, RhO. 05%, Mo O. 05%, Ge O. 05%，其余为Co进行配料。其中真空感应成型炉转轮轮缘的旋转线速度为22m/s，得到高饱和磁导率钴基非晶薄带合金材料厚度为350 μ m，宽度为3 mm。其余制备过程同实施例一。实施例三
本发明的钴基非晶薄带合金材料的制备过程如下
(I)首先合金各成分按照重量百分比Gd 6%, Si 0.4%, Nb O. 02% , Al 2%, FeO. 7% , Rh O. 04%,Mo O. 03%,Ge O. 04%，其余为 Co 进行配料，原料 Si、Nb、Al、Fe、Rh、Mo、Ge、Co的纯度均大于99. 9%, Gd以铁钆中间合金的方式加入，铁钆合金中Gd的重量百分比为35%。(2)将原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1540°C，浇注冷却后得到母合金。
(3)然后放入真空感应成型炉内的重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1520°C，重熔管式坩埚的顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下3_处，重熔管式坩埚内放置一个可上下移动的耐火柱塞于，耐火柱塞与管式坩埚内壁的间隙O. 6_，母合金置于管式坩埚内的耐火柱塞顶面熔化，重熔的合金熔融膨胀溢出后正与旋转的真空感应成型炉转轮边缘接触，熔融金属熔潭被高速旋转的转轮边部圆弧形轮缘拖拽形成合金带，转轮轮缘是圆弧形的，上下移动的耐火柱塞可上行将熔融合金液不断提供给旋转的转轮，形成连续的金属带。真空感应成型炉转轮轮缘的旋转线速度为24m/s，所得合金带的厚度为300 μ m，宽度为4 mm。(4)然后将该合金带置于120°C，保温3小时即得到本发明的钴基非晶薄带合金材料。实施例四合金成份配比不在本发明设计范围内的实例 本发明的钴基非晶薄带合金材料的制备过程如下
合金中各成分按照重量百分比Gd 3%,Si O. 2%,Nb O. 005%, Al O. 5%, Fe O. 4%,Rh O. 005%,Mo O. 005%,Ge O. 005%，其余为Co进行配料。其中真空感应成型炉转轮轮缘的旋转线速度为23m/s，得到高饱和磁导率钴基非晶薄带合金材料厚度为350 μ m,宽度为3mm。其余制备过程同实施例一。实施例五合金成份配比不在本发明设计范围内的实例 本发明的钴基非晶薄带合金材料的制备过程如下
合金中各成分按照重量百分比Gd 8%,Si O. 9%,Nb O. 04% , Al 4%, Fe I % , RhO. 06，Mo O. 07%,Ge O. 06%，其余为Co进行配料。其中真空感应成型炉转轮轮缘的旋转线速度为23m/s，得到高饱和磁导率钴基非晶薄带合金材料厚度为350 μ m,宽度为3 mm。其余制备过程同实施例一。表I
权利要求
1.一种钴基非晶薄带合金材料，其特征是该材料中各成分的重量百分含量为Gd4% 7%，Si O. 3% O. 5%，Nb O. 01% O. 03%，Al 1% 3%，Fe O. 5% O. 9%，Rh O. 01% O. 05%，Mo O. 01% O. 05%，Ge O. 01% O. 05%，其余为 Co。
2.一种钴基非晶薄带合金材料的制备方法，其特征是具体步骤如下 (1)首先按照Gd 4% 7%，Si O. 3% O. 5%,Nb O. 01% O. 03%，Al 1% 3%，Fe O. 5% 0.9%, Rh O. 01% O. 05%，Mo O. 01% O. 05%，Ge O. 01% O. 05%，其余为Co的重量百分含量进行配料，其中Si、Nb、Al、Fe、Rh、Mo、Ge、Co的纯度均大于99. 9%, Gd以铁钆中间合金的方式加入，铁钆合金中Gd的重量百分比为35% ； (2)将原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1530-1550°C，浇注冷却后得到母合金； (3)然后放入真空感应成型炉内的重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1510-1530°C，重熔管式坩埚的顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下2-4_处，重熔管式坩埚内放置一个可上下移动的耐火柱塞于，耐火柱塞与管式坩埚内壁的间隙O. 5-0. 9mm，重熔时母合金置于管式坩埚内的耐火柱塞顶面熔化，熔化后被转轮轮缘拖拽形成合金带； (4)然后将该合金带置于100-150°C，保温2-4小时即得到钴基非晶薄带合金材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是步骤(3)中真空感应成型炉转轮轮缘的旋转线速度为22 25m/s，所得合金带的厚度为200-350 μ m,宽度为3_5 mm。
全文摘要
本发明提供一种钴基非晶薄带合金材料及其制备，该薄带合金材料不仅具有低矫顽力、高饱和磁导率。其制备方法工艺简单，合金熔化也容易操作，生产成本低，适于工业化生产。本发明的钴基非晶薄带合金材料，其成分的重量百分含量为Gd4％～7％，Si0.3％～0.5％，Nb0.01％～0.03％,Al1％～3％，Fe0.5％～0.9％,Rh0.01％～0.05％，Mo0.01％～0.05％，Ge0.01％～0.05％，其余为Co。钴基非晶薄带合金材料的组织特点为非晶。
文档编号C22C45/04GK102839335SQ201210348479
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者孙锐, 郑泽昌, 邱奕婷, 陆阳平, 张咏, 刘光宇, 林莹莹, 张金花 申请人:山西三益强磁业有限公司