铁基软磁合金及其制备方法与流程

本发明涉及一种铁基软磁合金及其制备方法。

背景技术：

1、软磁材料作为各种变压器、抗流线圈、各种传感器、饱和电抗器、磁性开关等的磁芯用材料，其用于配电用变压器，激光电源或加速器等电力供给或电力变换等，或者作为电磁波或磁场的屏蔽构件广泛用于各种电气和电子设备中。在如上所述的电气电子领域，对软磁材料的市场需求在于小型轻量化、高性能/高效率化及低产品成本，为了满足上述市场需求，对具有高饱和磁通密度和低磁损耗的软磁材料积极进行研究。

2、因此，具有优异饱和磁通密度和磁损耗的各种组成的软磁材料被不断推出，但是，为了发挥所需水平的特性，在制备初始合金后的热处理工艺中，处理条件非常严格，使得热处理后的合金中难以形成均匀的纳米精细结构，导致良品生产率差，难以批量生产。

3、另一方面，作为铁基软磁合金的制备方法，广泛使用通过将熔融的金属喷射到高速旋转的辊上并使其在辊上快速凝固而获得薄带的快速凝固法。通过这种方法，可以获得板厚为数μm的带材，若带材的宽度较窄，则生产出良品的可能性很大，例如，将初始合金控制为非晶态或在热处理后形成均匀的纳米精细结构，但随着带材宽度的增加，可能不容易生产出良好的产品，即使制造出具有宽幅的优质带材，也存在很难保证用于批量生产的再现性的问题。

4、因此，迫切需要开发如饱和磁通密度和磁损耗等性能优异且热稳定性得到改善，容易实现均匀的纳米级精细结构并适合批量生产的铁基软磁材料。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明是鉴于上述问题而研制的，其目的在于，提供一种铁基软磁合金及其制备方法，上述铁基软磁合金的组成被设计为使得其具有一定水平以上的饱和磁通密度、最小化磁损耗、具有更大的磁导率特性，即使在经过薄片化工艺时也能防止过度细碎，破碎成一定尺寸，以具有较大磁导率和较低磁损耗。

3、另外，本发明的另一目的在于提供一种铁基软磁合金及其制备方法，其在制备非晶初始合金并通过热处理实现均匀精细结构时通过改善组成和可热处理条件范围，提高实现非晶初始合金的再现性，通过热处理能够容易实现所需的精细结构和物理性能，还可实现批量生产。

4、另外，本发明的再一目的在于提供一种铁基软磁合金及其制备方法，其即使实现为宽度增加的带状片材也确保实现非晶初始合金的再现性。

5、解决问题的方案

6、为了解决上述技术问题，本发明提供一种铁基软磁合金，其由实验式xabbsiccudme表示，在上述实验式中，x包括ni和co中的至少一种元素和fe，m包含nb和mo中的至少一种元素，a、b、c、d及e为相应元素的原子％(原子百分比)，15.0≤b+c≤19.0，0.5≤d≤1.5，2.0≤e≤5.0，以余量包括x。

7、根据本发明的一实施例，上述x包括ni和co中的至少一种元素，在上述实验式中，a的含量可以为75.0原子％至81.5原子％，co的含量可以为2.0原子％至5.0原子％，ni的含量可以为0原子％至1原子％。

8、此外，在上述实验式中，b可以为11.0原子％至16.0原子％，c可以为2.0原子％至6.5原子％。

9、另外，在上述实验式中，b可以为11.0原子％至16.0原子％，a、b及c的根据下述数学式1的值可以为2.75至4.70，更优选地，可以为3.20至4.50。进一步优选地，可以为3.40至4.20。

10、[数学式1]

11、

12、另外，在上述实验式中，c可以为2.0原子％至5.0原子％。

13、另外，在上述实验式中，m可以包括nb和mo。此时，nb的含量可以比mo的含量高。

14、另外，在上述实验式中，e可以为2.5原子％至4.0原子％。

15、此外，上述软磁合金可以具有非晶组织或在非晶母相中包含平均粒径为40nm以下的晶粒，更优选地，晶粒的平均粒径可以为30nm以下。

16、另外，在非晶母相体积中，上述晶粒的含量可以为40体积％以上。

17、另外，饱和磁通密度可以为1.4t以上，更优选地，可以为1.6t以上。

18、此外，本发明提供一种铁基软磁合金的制备方法，包括制备软磁合金的步骤，上述软磁合金由实验式xabbsiccudme表示，在上述实验式中，x包括ni和co中的至少一种元素和fe，m包含nb和mo中的至少一种元素，a、b、c、d及e为相应元素的原子％(原子百分比)，15.0≤b+c≤19.0，0.5≤d≤1.5，2.0≤e≤5.0，以余量包括x。

19、根据本发明的一实施例，还可以包括在530℃至620℃的温度下对上述软磁合金进行热处理10分钟至60分钟的步骤。

20、此外，本发明提供一种包括根据本发明的铁基软磁合金的屏蔽构件。

21、在下文中，将说明本发明中使用的术语。

22、作为本发明中使用的术语，“初始合金”是指处于没有经过用于改变所制造的合金的特性的单独处理(例如，热处理等)的状态的合金。

23、发明的效果

24、根据本发明，本发明的铁基软磁合金可以具有一定水平以上的饱和磁通密度、最小化磁损耗、具有更大的磁导率特性，即使在经过薄片化工艺时也能防止过度细碎，破碎成一定尺寸，以具有较大磁导率和较低磁损耗。另外，其在制备非晶初始合金并通过热处理实现均匀精细结构时改善组成和可热处理条件范围，以提高实现非晶初始合金的再现性，通过热处理能够容易实现所需的精细结构的再现性，还可实现批量生产。进而，其即使实现为宽度增加的带状片材也确保实现非晶初始合金的再现性，因此经过热处理后，可以批量生产宽幅且优质的铁基软磁合金带状片材。因此，根据本发明的一实施例的铁基软磁合金可被广泛应用于如高功率激光器、高频电源、高速脉冲发生器、smps、高频滤波器、低损耗高频变压器、高速开关、无线电力传输、电磁波屏蔽等电气和电子设备的磁性元件。

技术特征：

1.一种铁基软磁合金，其特征在于，由实验式xabbsiccudme表示，在上述实验式中，x包括ni和co中的至少一种元素和fe，m包含nb和mo中的至少一种元素，a、b、c、d及e为相应元素的原子％，15.0≤b+c≤19.0，0.5≤d≤1.5，2.0≤e≤5.0，以余量包括x。

2.根据权利要求1所述的铁基软磁合金，其特征在于，在上述实验式中，a为75.0原子％至81.5原子％，co为2.0原子％至5.0原子％，ni为0原子％至1原子％。

3.根据权利要求1所述的铁基软磁合金，其特征在于，在上述实验式中，b为11.0原子％至16.0原子％，c为2.0原子％至6.5原子％。

4.根据权利要求1所述的铁基软磁合金，其特征在于，在上述实验式中，b为11.0原子％至16.0原子％，a、b及c的根据下述数学式1的值为2.75至4.50：

5.根据权利要求4所述的铁基软磁合金，其特征在于，上述数学式1的值为3.20至4.50。

6.根据权利要求4或5所述的铁基软磁合金，其特征在于，在上述实验式中，c为2.0原子％至5.0原子％。

7.根据权利要求4所述的铁基软磁合金，其特征在于，在上述实验式中，m包括nb和mo。

8.根据权利要求7所述的铁基软磁合金，其特征在于，nb含量高于mo含量。

9.根据权利要求1所述的铁基软磁合金，其特征在于，在上述实验式中，e为2.5原子％至4.0原子％。

10.根据权利要求1所述的铁基软磁合金，其特征在于，上述软磁合金具有非晶组织或在非晶母相中包含平均粒径为30nm以下的晶粒。

11.一种铁基软磁合金的制备方法，其特征在于，包括制备软磁合金的步骤，上述软磁合金由实验式xabbsiccudme表示，在上述实验式中，x包括ni和co中的至少一种元素和fe，m包含nb和mo中的至少一种元素，a、b、c、d及e为相应元素的原子％，15.0≤b+c≤19.0，0.5≤d≤1.5，2.0≤e≤5.0，以余量包括x。

12.根据权利要求11所述的铁基软磁合金的制备方法，其特征在于，还包括在530℃至620℃的温度下对上述软磁合金进行热处理10分钟至60分钟的步骤。

13.一种屏蔽构件，其特征在于，包括根据权利要求1至10中任一项所述的铁基软磁合金。

技术总结
提供一种铁基软磁合金。根据本发明的一实施例的铁基软磁合金由实验式X<subgt;a</subgt;B<subgt;b</subgt;Si<subgt;c</subgt;Cu<subgt;d</subgt;M<subgt;e</subgt;表示，在上述实验式中，X包括Ni和Co中的至少一种元素和Fe，M包含Nb和Mo中的至少一种元素，a、b、c、d及e为相应元素的原子％(原子百分比)，15.0≤b+c≤19.0，0.5≤d≤1.5，2.0≤e≤5.0，以余量包括X。据此，铁基软磁合金具有高饱和磁通密度和低磁损耗特性，因此非常容易应用于使用磁性材料的各种零件中。另外，在热处理后实现均匀且粒径小的晶粒时，可以最小化热处理条件的影响，易于设计工艺条件，非常适合批量生产。

技术研发人员：尹世重,吴汉浩
受保护的技术使用者：阿莫绿色技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8