一种铁硅硼合金带材防氧化单辊快淬工艺

技术领域

本发明涉及一种非晶合金材料制备工艺技术领域，特别是一种铁硅硼合金带材防氧化单辊快淬工艺。

背景技术

非晶合金材料是一种相对于常规晶态合金材料，具有不同微观结构的一种材料，其主要通过快速冷凝的工艺使非晶合金材料中的原子结构呈无序排列，从而使非晶合金材料具有独特的力学性能、磁性能、耐腐蚀性能及电学性能等。非晶合金带材制备时，需要将熔融的合金液由高速喷嘴直接喷射到圆形的冷却铜辊上，冷却铜辊高速转动并急剧冷却使熔融的合金液快速凝固成形，制成一定厚度的非晶合金磁性带材。但是采用常规制备方法，非晶合金磁性带材在冷却铜辊表面时容易被空气中的氧气所氧化，从而影响了非晶合金磁性带材的微观结构，使得非晶合金磁性带材的物理性能、磁力性能受到很大影响。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种铁硅硼合金带材防氧化单辊快淬工艺，能够保护非晶合金磁性带材在冷却铜辊表面时不被空气中的氧气所氧化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种铁硅硼合金带材防氧化单辊快淬工艺，包括以下步骤：

步骤一、将铁硅硼合金母锭置于中频感应熔炼炉中加热至1350～1400℃进行熔融，铁硅硼合金母锭中含有以下质量百分比的元素：硅元素16%～18%、硼元素8%～11%、碳元素2.0%～2.5%、铬元素1.7%～2.1%、铝元素1.5%～1.8%、锰元素0.5%～0.8%、余量的铁元素；

步骤二、通过合金熔融液浇道将步骤一制得的合金熔融液导流至合金浇注中间包中，再通过合金浇注中间包底部的合金浇注口将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处，合金熔融液在快淬单辊的辊面上冷却形成铁硅硼合金带材；

步骤三、通过合金带材退料挡块使快淬单辊的辊面上的铁硅硼合金带材与快淬单辊的辊面分离；

快淬单辊的辊面由浇淋合金熔融液的顶点处旋转至铁硅硼合金带材的分离处的弧度为210°～240°；在快淬单辊的辊面外侧设置弧形吹气挡板，弧形吹气挡板连接浇淋合金熔融液的顶点处与铁硅硼合金带材的分离处；从浇淋合金熔融液的顶点处向弧形吹气挡板和快淬单辊的辊面之间的间隙中吹气。

作为上述技术方案的进一步改进，快淬单辊的表面线速度为每秒42～45米，调节熔融合金液的浇注速率使制得的非晶合金磁性带材厚度为35～50微米，制得的非晶合金磁性带材宽度为5～20毫米。

作为上述技术方案的进一步改进，向弧形吹气挡板和快淬单辊的辊面之间的间隙中吹气，所吹气体为一氧化碳和二氧化碳的混合气体，且一氧化碳在混合气体中的提及占比为3%～5%，吹气的风速为1.5～2.0 m/s。

作为上述技术方案的进一步改进，通过对铁硅硼合金带材的顶面竖直向下吹气，使脱离快淬单辊辊面的铁硅硼合金带材运动方向由倾斜向上变为水平；然后再对铁硅硼合金带材的底面竖直向上吹气，使铁硅硼合金带材的运动方向保持水平直至进入收集装置。

作为上述技术方案的进一步改进，在铁硅硼合金带材脱离快淬单辊辊面后，对铁硅硼合金带材的顶面和底面所吹的气体为一氧化碳和二氧化碳的混合气体，且一氧化碳在混合气体中的提及占比为0.5%～1.0%。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

本发明所提供的一种铁硅硼合金带材防氧化单辊快淬工艺，能够保护非晶合金磁性带材在冷却铜辊表面时不被空气中的氧气所氧化，从而保持非晶合金磁性带材微观结构的稳定，使得非晶合金磁性带材的物理性能、磁力性能较优；此外，本发明既可以使铁硅硼合金带材不被氧化，又减少了铁硅硼合金带材与其它设备的接触，降低了表面磨损，提高了铁硅硼合金带材的表面质量。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来进一步详细说明本发明的技术内容。

本实施例所提供的一种铁硅硼合金带材防氧化单辊快淬工艺，包括以下步骤：

步骤一、将铁硅硼合金母锭置于中频感应熔炼炉中加热至1350～1400℃进行熔融，铁硅硼合金母锭中含有以下质量百分比的元素：硅元素16%～18%、硼元素8%～11%、碳元素2.0%～2.5%、铬元素1.7%～2.1%、铝元素1.5%～1.8%、锰元素0.5%～0.8%、余量的铁元素；

步骤二、通过合金熔融液浇道将步骤一制得的合金熔融液导流至合金浇注中间包中，再通过合金浇注中间包底部的合金浇注口将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处，合金熔融液在快淬单辊的辊面上冷却形成铁硅硼合金带材；快淬单辊的表面线速度为每秒42～45米，调节熔融合金液的浇注速率使制得的非晶合金磁性带材厚度为35～50微米，制得的非晶合金磁性带材宽度为5～20毫米。

步骤三、通过合金带材退料挡块使快淬单辊的辊面上的铁硅硼合金带材与快淬单辊的辊面分离；

快淬单辊的辊面由浇淋合金熔融液的顶点处旋转至铁硅硼合金带材的分离处的弧度为210°～240°；在快淬单辊的辊面外侧设置弧形吹气挡板，弧形吹气挡板连接浇淋合金熔融液的顶点处与铁硅硼合金带材的分离处；从浇淋合金熔融液的顶点处向弧形吹气挡板和快淬单辊的辊面之间的间隙中吹气；具体地，向弧形吹气挡板和快淬单辊的辊面之间的间隙中吹气，所吹气体为一氧化碳和二氧化碳的混合气体，且一氧化碳在混合气体中的提及占比为3%～5%，吹气的风速为1.5～2.0 m/s。

步骤四、通过对铁硅硼合金带材的顶面竖直向下吹气，使脱离快淬单辊辊面的铁硅硼合金带材运动方向由倾斜向上变为水平；然后再对铁硅硼合金带材的底面竖直向上吹气，使铁硅硼合金带材的运动方向保持水平直至进入收集装置；具体地，在铁硅硼合金带材脱离快淬单辊辊面后，对铁硅硼合金带材的顶面和底面所吹的气体为一氧化碳和二氧化碳的混合气体，且一氧化碳在混合气体中的提及占比为0.5%～1.0%。

合金熔融液从合金浇注中间包中一流出，就在一氧化碳和二氧化碳的混合气体的防氧化保护氛围中，因此可以保证高温的合金熔融液不会被空气中的氧气所氧化；合金熔融液在快淬单辊的辊面上冷却形成铁硅硼合金带材的过程中，随着快淬单辊的辊面由浇淋合金熔融液的顶点处旋转至铁硅硼合金带材的分离处，期间运动经过的弧度为210°～240°，在这运动过程中也一直由弧形吹气挡板和快淬单辊的辊面间隙中的一氧化碳和二氧化碳的混合气体所保护。

一氧化碳和二氧化碳的混合气体最后从铁硅硼合金带材的分离处沿切线运动，同时脱离快淬单辊辊面的铁硅硼合金带材运动方向与保护气运动方向一致，然后再由保护气吹动铁硅硼合金带材，以改变运动方向，再由保护气承托避免铁硅硼合金带材掉落，既可以使铁硅硼合金带材不被氧化，又减少了铁硅硼合金带材与其它设备的接触，降低了表面磨损，提高了铁硅硼合金带材的表面质量。

以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。