CN102839335B - 一种钴基非晶薄带合金材料及制备方法 - Google Patents
一种钴基非晶薄带合金材料及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102839335B CN102839335B CN201210348479.9A CN201210348479A CN102839335B CN 102839335 B CN102839335 B CN 102839335B CN 201210348479 A CN201210348479 A CN 201210348479A CN 102839335 B CN102839335 B CN 102839335B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- remelting
- tubular type
- vacuum induction
- type crucible
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 title claims abstract description 27
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 title abstract description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 50
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 22
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 4
- ZSOJHTHUCUGDHS-UHFFFAOYSA-N gadolinium iron Chemical compound [Fe].[Gd] ZSOJHTHUCUGDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 10
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
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。
Description
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0.1T以上，0.8T以下；具有低矫顽力，其Hc在0.8A/m以下，0.1A/m以上；具有高有效磁导率，1KHz下其μc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 0.3％～0.5％，Nb 0.01％～0.03％, Al 1％～3％， Fe 0.5％～0.9％, Rh 0.01％～0.05％，Mo 0.01％～0.05％，Ge 0.01％～0.05％，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℃，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℃，重熔管式坩埚的顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下2-4mm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0.5-0.9mm ，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℃，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200-350μm，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高。
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。
附图说明
图1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1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：
（1）合金各成分按照重量百分比Gd 4％，Si 0.3％，Nb 0.01％, Al 1％， Fe 0.5％, Rh 0.01％，Mo 0.01％，Ge 0.01％，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℃，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℃，重熔管式坩埚的顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下4mm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0.8mm，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220μm，宽度为5 mm。
（4）然后将该合金带置于130℃，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 0.5％，Nb 0.03％, Al 3％， Fe 0.9％, Rh 0.05％，Mo 0.05％，Ge 0.05％，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350μm，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：
（1）首先合金各成分按照重量百分比Gd 6％，Si 0.4％，Nb 0.02％, Al 2％， Fe 0.7％, Rh 0.04％，Mo 0.03％，Ge 0.04％，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℃，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℃，重熔管式坩埚的顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下3mm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0.6mm ，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300μm，宽度为4 mm。
（4）然后将该合金带置于120℃，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 0.2％，Nb 0.005％, Al 0.5％， Fe 0.4％, Rh 0.005％，Mo 0.005％，Ge 0.005％，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350μm，宽度为3 mm。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 0.9％，Nb 0.04％, Al 4％， Fe 1 ％, Rh 0.06，Mo 0.07％，Ge 0.06％，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350μm，宽度为3 mm。其余制备过程同实施例一。
表1
由以上表性能对比可以看出，本发明的钴基非晶薄带合金材料中添加Si、Nb、Al、Fe 、Rh 、Mo 、Ge 、Gd元素有助于合金软磁性能的提高。但是超出本申请设计的范围，软磁性能非但不提高，反而降低，如实施例四、实施例五。原因是Ge 、Gd、Mo、Nb、Si、Al成份过多，会和Co反应形成非磁性化合物，也降低了Co的有效作用。Rh元素过多，不再起作用，浪费原材料。Fe成份过多，会低了Co的有效作用。
Claims (2)
1.一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 0.3％～0.5％，Nb 0.01％～0.03％, Al 1％～3％， Fe 0.5％～0.9％, Rh 0.01％～0.05％，Mo 0.01％～0.05％，Ge 0.01％～0.05％，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℃，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℃，重熔管式坩埚的顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下2-4mm处，重熔管式坩埚内放置一个可上下移动的耐火柱塞，耐火柱塞与管式坩埚内壁的间隙0.5-0.9mm ，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℃，保温2-4小时即得到钴基非晶薄带合金材料。
2.根据权利要求1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200-350μm，宽度为3-5 mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210348479.9A CN102839335B (zh) | 2012-09-19 | 2012-09-19 | 一种钴基非晶薄带合金材料及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210348479.9A CN102839335B (zh) | 2012-09-19 | 2012-09-19 | 一种钴基非晶薄带合金材料及制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102839335A CN102839335A (zh) | 2012-12-26 |
| CN102839335B true CN102839335B (zh) | 2014-01-15 |
Family
ID=47367052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210348479.9A Expired - Fee Related CN102839335B (zh) | 2012-09-19 | 2012-09-19 | 一种钴基非晶薄带合金材料及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102839335B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103820679B (zh) * | 2014-03-04 | 2015-10-21 | 南京信息工程大学 | 一种钴基高饱和磁感应强度薄带材料及制备方法 |
| CN103866206B (zh) * | 2014-03-04 | 2016-01-20 | 山西雷麦电子科技有限公司 | 钴基纳米晶软磁薄带合金材料及制备方法 |
| CN105788841A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-07-20 | 梁梅芹 | 一种非晶铁合金铁芯制备方法 |
| CN108091466A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-05-29 | 青岛云路先进材料技术有限公司 | 钴基非晶合金、钴基非晶合金带材的制备方法与钴基非晶合金磁芯的制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3049906A1 (en) * | 1979-09-21 | 1982-03-18 | Hitachi Ltd | Amorphous alloys |
| JPH06104870B2 (ja) * | 1981-08-11 | 1994-12-21 | 株式会社日立製作所 | 非晶質薄膜の製造方法 |
| JP4848912B2 (ja) * | 2006-09-28 | 2011-12-28 | 富士ゼロックス株式会社 | 真偽判定装置、真偽判定方法、真偽判定プログラム、非晶質合金部材の作製方法 |
| JP2008121215A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 鍵、真偽判定装置、施錠装置、真偽判定プログラム、施錠プログラム |
-
2012
- 2012-09-19 CN CN201210348479.9A patent/CN102839335B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102839335A (zh) | 2012-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104485192B (zh) | 一种铁基非晶纳米晶软磁合金及其制备方法 | |
| CN102839335B (zh) | 一种钴基非晶薄带合金材料及制备方法 | |
| CN104451465B (zh) | 一种用于工业生产的铁基非晶纳米晶软磁合金的制备方法 | |
| CN102832006B (zh) | 一种高有效磁导率钴镍基微晶磁性材料及制备方法 | |
| CN102212712A (zh) | 铍铜合金及非晶和/或纳米晶带材生产设备用铜套和制备方法 | |
| CN104264080B (zh) | 一种提高铁基非晶合金形成能力的制备工艺 | |
| CN101717888A (zh) | 纳米晶复合NdFeB永磁合金及其制备方法 | |
| CN102828110B (zh) | 一种低钴镍纳米晶铁基软磁合金材料及其制备方法 | |
| CN109108238A (zh) | 一种高电阻率铁基纳米晶合金薄带制备方法 | |
| CN101701327B (zh) | 一种铁基大块非晶软磁合金及其制备方法 | |
| CN101545082A (zh) | 钴基大块非晶合金及其制备方法 | |
| CN101538693A (zh) | 一种铁基非晶合金及其制备方法 | |
| CN103667855A (zh) | 一种用废带材冶炼铁基非晶态母合金的方法 | |
| CN104087840B (zh) | 一种铁基软磁材料的制备方法 | |
| CN103866206B (zh) | 钴基纳米晶软磁薄带合金材料及制备方法 | |
| CN106935352B (zh) | 一种复相磁性材料及制备方法 | |
| CN107419201A (zh) | 一种高饱和磁感应强度的非晶合金材料生产方法 | |
| CN102839300B (zh) | 一种镍基纳米晶软磁薄带合金及其制备方法 | |
| CN103924169A (zh) | 微量稀土钇改性的低成本高导磁铁基纳米晶合金 | |
| CN103320630A (zh) | 一种制备块体非晶的熔剂覆盖及真空纯化方法 | |
| CN104593670B (zh) | 一种铁镍基软磁材料的制备方法 | |
| CN109778082A (zh) | 一种高低温退火韧性的铁基非晶合金及其制备方法和用途 | |
| CN102832001B (zh) | 一种铁基复相磁性合金材料及其制备方法 | |
| CN103632790B (zh) | 一种高磁能积钕铁硼永磁材料及其制备方法 | |
| CN102832007B (zh) | 一种铁基亚微晶软磁性薄带合金材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 030900, Shanxi City, Jinzhong province Qixian Dayun northbound Qin Village Industrial Zone Patentee after: SHANXI SANYIQIANG MAGNETIC INDUSTRY CO., LTD. Address before: 030900, Shanxi City, Jinzhong province Qixian Dayun northbound Qin Village Industrial Zone Patentee before: Shanxi Sanyi Magnetic Co.,Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140115 Termination date: 20200919 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |