一種鐵鈷軟磁合金器件的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鐵鈷軟磁合金器件的制備方法，其步驟是：1.采用真空速凝鑄片爐將工業(yè)純鐵、金屬鈷、金屬釩和稀土等材料熔化、精煉，采用速凝快淬技術(shù)制造出由含Co 35.0～50%、V 0.5～1.5%、稀土0.06～0.10%，其余為Fe的鐵鈷合金薄片，再磨成粉末；2.將該粉末與霧化法制出的鐵鈷合金粉末按照3～8:10的比例混合；3.按聚乙烯醇水溶液：鐵鈷合金粉末重量比例為3～7：2000，攪拌均勻，然后炒干；4.采用高速壓機(jī)將合金粉末壓制成形制備壓坯；5.將壓坯進(jìn)行燒結(jié)熱處理：在爐內(nèi)通入氫氣，溫度為1000～1200℃，保溫時(shí)間為5～9小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫出爐。按本制備方法制備出的鐵鈷軟磁合金器件具有高致密度和高磁性能的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種鐵鈷軟磁合金器件的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種適合制造形狀復(fù)雜、高致密度和高磁性能的鐵鈷軟磁合金器件的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵鈷軟磁合金是重要的金屬軟磁材料，具有良好的磁性能，廣泛應(yīng)用于變壓器、電動(dòng)機(jī)、電話機(jī)膜片、高速打印機(jī)嵌鐵、接收機(jī)線圈、開關(guān)和存儲(chǔ)鐵芯、磁致伸縮傳感器、電磁鐵極頭等。隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，電子器件的設(shè)計(jì)制造逐漸向小型化、集成化、多功能化方向發(fā)展，所用的軟磁合金器件尺寸精度越來越高，形狀變得越來越復(fù)雜。
[0003]鐵鈷軟磁合金器件通常采用傳統(tǒng)的熔鍛乳法制出材料再機(jī)加工，生產(chǎn)工序多，生產(chǎn)效率低，因鐵鈷軟磁合金材料硬且脆，加工成材率低，原材料浪費(fèi)大，生產(chǎn)周期長，成本高，產(chǎn)品價(jià)格昂貴，導(dǎo)致材料使用范圍較窄，無法大范圍推廣應(yīng)用，鐵鈷軟磁合金良好的材料特性未能充分發(fā)揮。
[0004]粉末冶金工藝是一種高自動(dòng)化、大規(guī)模生產(chǎn)異形產(chǎn)品的近凈成形制備技術(shù)，它以粉末為原料，通過成形、燒結(jié)以及后繼處理制出產(chǎn)品，在軟磁合金器件的制備中開始應(yīng)用。但采用粉末冶金工藝具制備鐵鈷軟磁合金器件時(shí)，由于工藝的限制存在一定的孔隙，密度不高，組織缺陷等問題，造成材料的磁性能不理想。
[0005]上述問題是現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)鐵鈷軟磁合金器件一直存在的不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有鐵鈷軟磁合金器件制備存在的上述問題，提供一種可以制備出復(fù)雜形狀、高致密度和高磁性能的鐵鈷軟磁合金器件的制備方法。
[0007]上述任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的:
1.采用真空速凝鑄片爐將工業(yè)純鐵、金屬鈷、金屬釩和稀土等材料熔化、精煉和速凝快淬技術(shù)制造出由重量百分比的Co 35.0?50%、V 0.5?1.5%、稀土0.06?0.10%，其余為Fe組成的鐵鈷合金薄片，然后經(jīng)環(huán)錘磨機(jī)磨成快淬鐵鈷合金粉末；
2.將制成的快淬鐵鈷合金粉末與霧化法制出的霧化鐵鈷合金粉末按照3?8:10的比例混合均勻，制備成鐵鈷合金混合粉末；
3.按聚乙烯醇水溶液(溶液中聚乙烯醇重量占比為4?6%):鐵鈷合金粉末重量比例為3?7:2000，將聚乙烯醇水溶液加入到鐵鈷合金混合粉末中并攪拌均勻，然后炒干，制得粘結(jié)合金粉末；
4.通過高速壓機(jī)采用高速壓制技術(shù)將粘結(jié)合金粉末壓制成形制備壓坯，其沖擊速度為7.8?9.5米/秒；
5.將壓坯放入保護(hù)氣氛爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)熱處理:在爐內(nèi)通入氫氣，溫度為1000?1200°C，保溫時(shí)間為5?9小時(shí)。然后隨爐冷卻，冷至室溫出爐，得到所需的器件。
[0008]上述的鐵鈷合金器件的制備方法還可采取如下措施進(jìn)一步完善: 1.所述的鐵鈷合金優(yōu)選成分由重量百分比的Co 35.0?40.0%、釩0.7?1.0%、稀土鑭
0.06?0.08%，其余為鐵組成。
[0009]2.所述的快淬鐵鈷軟磁合金粉末與霧化鐵鈷軟磁合金粉末優(yōu)選按3:5的比例配粉混合。
[0010]3.所述的在鐵鈷合金混合粉末中加入聚乙烯醇水溶液，優(yōu)選按聚乙烯醇水溶液:鐵鈷合金粉末重量比例為1:400。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:采用速凝快淬制粉和霧化法等不同制粉方式制備出鐵鈷合金混合粉末，加入合適的粘接劑混合均勻，通過高速壓制成形制備壓坯，進(jìn)行保護(hù)氣氛燒結(jié)，制備出器件。將兩種不同制備方式合金粉末按一定比例經(jīng)充分混合，可充分利用兩種方式合金粉末的優(yōu)點(diǎn)，成形時(shí)使用的粘結(jié)劑量更少，有效降低雜質(zhì)含量，提高產(chǎn)品綜合性能，可以制備出復(fù)雜形狀、高致密度和高磁性能的鐵鈷軟磁合金器件。經(jīng)測(cè)試，鐵鈷軟磁合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度B值2 2.10 T(特斯拉)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例1包括以下步驟:
1.采用真空速凝鑄片爐將工業(yè)純鐵、金屬鈷、金屬釩和稀土等材料熔化、精煉，采用速凝快淬技術(shù)制出由重量百分比的Co 36%,V 0.8%、稀土鑭0.065%，其余為Fe組成的鐵鈷合金薄片，然后經(jīng)環(huán)錘磨機(jī)磨成快淬鐵鈷合金粉末；
2.將制成的快淬鐵鈷合金粉末與霧化鐵鈷合金粉末按照3:10的比例混合均勻后，制備成鐵鈷合金混合粉末；
3.按聚乙烯醇水溶液(溶液中聚乙烯醇重量占比為4%):鐵鈷合金粉末重量比例為3:2000，將聚乙烯醇水溶液加入到鐵鈷合金混合粉末中并攪拌均勻，然后炒干，制得粘結(jié)合金粉末；
4.采用高速壓機(jī)將合金粉末壓制成形制備壓坯，其沖擊速度為8.0米/秒；
5.將壓坯放入保護(hù)氣氛爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)熱處理:在爐內(nèi)通入氫氣，溫度為1050°C，保溫時(shí)間為9小時(shí)。然后隨爐冷卻，冷至室溫出爐，得到所需的器件。
[0013]檢測(cè)鐵鈷合金材料性能:飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度B值為2.11T(特斯拉)。
[0014]實(shí)施例2
1.采用真空速凝鑄片爐將工業(yè)純鐵、金屬鈷、金屬釩和稀土等材料熔化、精煉，采用速凝快淬技術(shù)制出由重量百分比的Co 40.0%,V 1.0%、稀土鑭0.08%，其余為Fe組成的鐵鈷合金薄片，然后經(jīng)環(huán)錘磨機(jī)磨成快淬鐵鈷合金粉末；
2.將制成的快淬鐵鈷合金粉末與霧化制出的鐵鈷合金粉末按照3:5的比例混合均勻后，制備成鐵鈷合金混合粉末；
3.按聚乙烯醇水溶液(溶液中聚乙烯醇重量占比為5%):鐵鈷合金粉末重量比例為1:400，將聚乙烯醇水溶液加入到鐵鈷合金混合粉末中并攪拌均勻，然后炒干，制得粘結(jié)合金粉末；
4.采用高速壓機(jī)將合金粉末壓制成形制備壓坯，其沖擊速度為8.9米/秒； 5.將壓坯放入保護(hù)氣氛爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)熱處理:在爐內(nèi)通入氫氣，溫度為1150°C，保溫時(shí)間為8.5小時(shí)。然后隨爐冷卻，冷至室溫出爐，得到所需的器件。檢測(cè)鐵鈷合金材料性能:飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度B值為2.17 T(特斯拉)。
[0015] 實(shí)施例3
1.采用真空速凝鑄片爐將工業(yè)純鐵、金屬鈷、金屬釩和稀土等材料熔化、精煉，采用速凝快淬技術(shù)制出由重量百分比的Co 50.0%、V 1.5%、稀土鑭0.1%，其余為Fe組成的鐵鈷合金薄片，然后經(jīng)環(huán)錘磨機(jī)磨成快淬鐵鈷合金粉末；
2.將制成的快淬鐵鈷合金粉末與霧化制出的鐵鈷合金粉末按照4:5的比例混合均勻后，制備成鐵鈷合金混合粉末；
3.按聚乙烯醇水溶液(溶液中聚乙烯醇重量占比為6%):鐵鈷合金粉末重量比例為7:2000，將聚乙烯醇水溶液加入到鐵鈷合金混合粉末中并攪拌均勻，然后炒干，制得粘結(jié)合金粉末；
4.采用高速壓機(jī)將合金粉末壓制成形制備壓坯，其沖擊速度為9.5米/秒；
5.將壓坯放入保護(hù)氣氛爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)熱處理:在爐內(nèi)通入氫氣，溫度為1200°C，保溫時(shí)間為5小時(shí)。然后隨爐冷卻，冷至室溫出爐，得到所需的器件。檢測(cè)鐵鈷合金材料性能:飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度B值為2.14 Τ(特斯拉)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鐵鈷軟磁合金器件的制備方法，其特征在于: (1)采用真空速凝鑄片爐將工業(yè)純鐵、金屬鈷、金屬釩和稀土等材料熔化、精煉，采用速凝快淬技術(shù)制造出由重量百分比的Co 35.0?50%、V 0.5?1.5%、稀土0.06?0.10%，其余為Fe組成的鐵鈷合金薄片，然后經(jīng)環(huán)錘磨機(jī)磨成快淬鐵鈷合金粉末； (2)將制成的快淬鐵鈷合金粉末與霧化制出的鐵鈷合金粉末按照3?8:10的比例混合均勻后，制備成鐵鈷合金混合粉末； (3)按聚乙烯醇水溶液(溶液中聚乙烯醇重量占比為4?6%):鐵鈷合金粉末重量比例為3?7:2000，將聚乙烯醇水溶液加入到鐵鈷合金混合粉末中并攪拌均勻，然后炒干，制得粘結(jié)合金粉末； (4)通過高速壓機(jī)采用高速壓制技術(shù)將粘結(jié)合金粉末壓制成形制備壓坯，其沖擊速度為7.8?9.5m/s； (5)將壓坯放入保護(hù)氣氛爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)熱處理:在爐內(nèi)通入氫氣，溫度為1000?1200°C，保溫時(shí)間為5?9小時(shí)，然后隨爐冷卻，冷至室溫出爐，得到所需的器件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵鈷軟磁合金器件的制備方法，其特征是鐵鈷合金混合粉末是采用真空速凝鑄片爐冶煉和環(huán)錘磨機(jī)制出的快淬鐵鈷軟磁合金粉末與霧化鐵鈷軟磁合金粉末進(jìn)行混合，按3?8:10的比例配粉混料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵鈷軟磁合金器件的制備方法，其特征是粘結(jié)合金粉末是按聚乙烯醇水溶液(溶液中聚乙烯醇重量占比為4?6 % ):鐵鈷合金粉末重量比例為3?7:.2000，將聚乙烯醇水溶液加入到鐵鈷合金混合粉末中并攪拌均勻，然后炒干制成。
【文檔編號(hào)】B22F1/00GK105855555SQ201610205538
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月5日
【發(fā)明人】劉志堅(jiān), 陳遠(yuǎn)星, 吳水桂, 何坤宏
【申請(qǐng)人】廣東省鋼鐵研究所