项目简介

非晶合金又称金属玻璃或玻璃金属，是当今世界上一种高新技术导磁材料。非晶合金是采用快速凝固的工艺，将熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上，以每秒达百万度的速度迅速冷却，使原子来不及重新排列就被凝固住，形成的具有长程无序微观结构的合金材料。非晶合金的制备省掉了一般冷轧金属制造工艺中的许多中间工序 ,大大节约了能源。非晶纳米晶合金具有高饱和磁感应强度、低矫顽力、高磁导率和低损耗等优点，同时由于非晶纳米晶合金制造和使用过程节能，因此被称为绿色材料和二十一世纪“双节能”材料。将其替代常规硅钢片材料应用于电机，可促进电机向高效、节能、重量轻、体积小方向发展。

随着频率的升高 ,目前常用的硅钢铁芯的损耗将变得非常严重 ,导致电机效率显著下降 ,甚至造成电机的过热损坏，因此限制了电动车驱动电机、高速电主轴、微型燃气轮发电机、航空发电机、舰船发电机等高速电机的发展。非晶软磁合金因其优异的电磁性能已引起电机业界的兴趣，但其应用技术还不成熟，目前存在非晶合金带材的饱和工作较低，非晶合金电机定子的低成本加工制造工艺欠缺等问题。因此，业界正在积极开展高饱和磁感应强度非晶合金的研发和突破非晶低成本加工的关键技术研发，以提升非晶电机的低能耗、高效率和高性价比。

本团队设计并开发的新型FeSiBPM系高饱和磁感应强度非晶合金，各项性能指标均超过日立06年推出的HB1新产品，饱和磁感应强度达到比现有变压器用非晶软磁合金高7 %；合金同时具有高非晶形成能力，适合生产宽幅带材；热处理的工艺窗口也比现有非晶合金宽，热处理后样品具有较好的韧性。将本团队研发的新型非晶合金HBA应用到非晶电机中，通过仿真与同等规格和条件的硅钢电机对比，应用本团队非晶合金，电机的重量减轻了7.2%，空载损耗降低了77%，负载损耗降低了12.3%，满载效率提高了1%。

技术优势

中科院宁波材料所非晶软磁研究团队开展了从非晶合金材料、配套热处理工艺、定转子加工工艺和电机设计技术等全链条的深入研究，历经多年研发，目前各项技术都已取得突破。成功研制出了磁性能和工艺性优异的新型FeSiBPM系列非晶合金。FeSiBPM系列合金的饱和磁感应强度达到1.67 T，明显高于目前广泛应用的1k101非晶合金和日立金属公司推出的新型HB1高饱和磁感应强度非晶合金。该合金同时具有较高的非晶形成能力，可满足制备非晶合金宽带的工艺性要求，使用单辊平面流铸法可制备临界厚度达到80 Mm的带状样品。该合金的最佳热处理温度范围宽，可在较低温度下热处理获得优异的软磁性能和韧性的样品。热处理后样品的性能稳定，软磁性能优异。优异的综合性能和生产工艺性使其具有更好的产业化前景，更加适合变压器、非晶电机和电抗器等领域应用。另外，针对非晶合金材料薄、脆、硬，以及磁性能对应力敏感的特性，非晶软磁团队开发了新型电机磁芯加工工艺，解决了加工精度和加工效率的难题，生产成本也大幅度降低。更重要的是通过多项技术处理，加工后的磁芯损耗增幅明显降低。

知识产权

1、专利号:CN201410018478.7具有高饱和磁感应强度和强非晶形成能力的铁基非晶合金

2、专利号:CN201410415305.9一种兼具优异工艺性和高饱和磁感应强度的铁基纳米晶软磁合金

3、专利号:CN201410728540.1一种铁基纳米晶软磁合金材料及其制备方法

应用市场

    使用非晶合金定子对于降低高速电机的铁耗和铁心的温升、提高功率密度具有重要意义。在高速高频应用领域有较明显的性能优势，当前应用的重点主要是对高转速、高功率密度有需求的高速电机，包括移动电源用发电机、电动汽车驱动电机、高速主轴电机、高速风机驱动电机、高速水泵驱动电机、高速压缩机用电机、高速离心机用电

机等。