一種高頻電子變壓器用Fe-Si-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本納米晶磁芯的製備方法
2023-06-18 12:55:16
一種高頻電子變壓器用Fe-Si-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本納米晶磁芯的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高頻電子變壓器用Fe-Si-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本納米晶磁芯的製備方法，其具體步驟如下：將鐵基非晶薄帶真空等溫退火製得納米晶薄帶；將製得的納米晶薄帶進行破碎，得到納米晶金屬粉末；然後將納米晶金屬粉末分成不同等份的A、B料；A料加γ-（甲基丙烯醯氧）丙基三甲氧基鋁烷和雲母粉進行處理，B料先用三乙醇胺處理，再用氮化鋁、烏洛託品和聚乙烯醇處理；將處理後的A料、B料混合均勻，加入鋁酸鈉水溶液，壓製成型，將成型後的磁芯表面塗覆磁芯膠G500，固化，即得成品。本發明磁芯中添加Nb有利於提高磁芯的飽和磁感強度，添加Al有利於矯頑力的降低，同時可以明顯降低FeSiBCuNb磁芯的生產成本。
【專利說明】—種局頻電子變壓器用Fe-S1-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本納米
晶磁芯的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高頻電子變壓器用Fe-S1-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本納米晶磁芯的製備方法，屬於磁性材料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]鐵基納米晶軟磁材料具有聞飽和磁感應強度、聞磁導率低矯頑力和低的聞頻損耗、良好的強硬度耐磨性及耐腐蝕性、良好的溫度及環境穩定性，其綜合磁性能遠遠優於鋁鋼、鐵氧體、坡莫合金和非晶合金等是目前世界上公認的綜合性能優異的軟磁材料。其中FeCuNbSiB納米晶磁芯由於含有貴金屬Nb，生產成本較高，不利於與鋁鋼等軟磁材料競爭。
【發明內容】
[0003]為了解決上述的技術問題，本發明的目的是提供一種高頻電子變壓器用Fe-S1-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本納米晶磁芯的製備方法,在不降低磁芯性能的情況下，降低磁芯的生產成本。
[0004]本發明採用的技術方案如下:
一種高頻電子變壓器用Fe-S1-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本納米晶磁芯的製備方法，包括以下步驟:
(1)將利用單輥熔體旋轉快淬法製得的鐵基非晶薄帶在溫度為500-550°C、真空度為
0.001-0.002Pa條件下真空等溫退火l_2h，然後空冷至室溫，即得納米晶薄帶；其中，所述鐵基非晶薄帶各組分質量百分比為:Fe 72-75%、Si 10-15%、B 8-12%, Cu 1_2%、Nbl-1.5%、Al 0.5-1%、Ni 0.4-0.6%，其帶寬為 5-15mm，帶厚為 15-20ym ；
(2)將製得的納米晶薄帶進行破碎，得到納米晶金屬粉末，然後將納米晶金屬粉末按重量比 25-35%、65-70% 分成 A、B 料;
(3)取A料加入0.5-1%的Y -(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基鋁烷和2-4%的雲母粉，1000-1500rpm高速混合10_15min，烘乾，粉碎研細成粉末，過200-300目篩，待用；
(4)取B料加入1-3%的三乙醇胺，2000-3000rpm高速研磨10_15min，烘乾，然後加入適量的水打漿15-20min，製成濃度為60-65%的漿液，並加入漿液重量0.3-0.5%的氮化鋁、
0.3-0.5%的烏洛託品、2-3%的聚乙烯醇，攪拌均勻，再通過膠體磨磨漿至粒徑小於20 μ m,將液體漿料通過噴霧乾燥塔噴霧乾燥成顆粒狀粉體，待用；
(5)將經上述步驟(3)和步驟(4)處理後A料、B料混合均勻，加入3-5%的濃度為30-40%的鋁酸鈉水溶液，攪拌均勻，採用1.5-2.0 GPa的壓制壓力壓製成磁芯；
(6)將成型的磁芯在以氫氣為保護氣氛，升溫速率為100-120°C/min下進行退火熱處理，升溫至500-600°C保溫60-80min，空冷至室溫；
(7)用磁芯膠G500樹脂均勻的塗覆在磁芯的表面，厚度控制在l_2mm，然後放置在120-150°C烘箱中固化20-30min，即得成品 本發明的有益效果:
本發明採用Al、Ni部分取代FeSiBCuNb磁芯中的貴金屬Nb，添加Nb有利於提高磁芯的飽和磁感強度，添加Al有利於矯頑力的降低，同時可以明顯降低FeSiBCuNb磁芯的生產成本；本發明將納米晶金屬粉末進行了不同的絕緣包覆處理，有效阻礙了金屬粉末顆粒之間的直接接觸，降低了金屬粉末顆粒間所產生的渦流損耗，從而降低了產品的總損耗值。本發明的包覆處理還可以有效提高磁導率頻率特性，增大品質因數，提高磁芯的高溫穩定性。本發明製作工藝簡單，生產成本低，製備出來的磁芯成品具有高飽和磁感應強度、損耗值低、耐聞溫等優點，其綜合性能優良。
【具體實施方式】
[0005]一種高頻電子變壓器用Fe-S1-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本納米晶磁芯的製備方法，包括以下步驟:
(O將利用單輥熔體旋轉快淬法製得的鐵基非晶薄帶在溫度為520°C、真空度為
0.0015Pa條件下真空等溫退火1.5h，然後空冷至室溫，即得納米晶薄帶；其中，所述鐵基非晶薄帶各組分質量百分比為:Fe 73.5%,Si 13.5%、B 9%、Cu l%、Nb 1.5%、A1 l%、Ni 0.5%,其帶寬為10mm，帶厚為15 μ m ;
(2)將製得的納米晶薄帶進行破碎，得到納米晶金屬粉末，然後將納米晶金屬粉末按重量比30%、70%分成A、B料;
(3)取A料加入0.6%的Y _(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基鋁烷和3%的雲母粉，1500rpm高速混合lOmin，烘乾，粉碎研細成粉末，過300目篩，待用；
(4)取B料加入2%的三乙醇胺，2000rpm高速研磨15min，烘乾，然後加入適量的水打漿15min，製成濃度為60%的漿液，並加入漿液重量0.4%的氮化鋁、0.3%的烏洛託品、3%的聚乙烯醇，攪拌均勻，再通過膠體磨磨漿至粒徑小於20 μ m，將液體漿料通過噴霧乾燥塔噴霧乾燥成顆粒狀粉體，待用；
(5)將經上述步驟(3)和步驟(4)處理後A料、B料混合均勻，加入4%的濃度為35%的鋁酸鈉水溶液，攪拌均勻，採用1.6 GPa的壓制壓力壓製成磁芯；
(6)將成型的磁芯在以氫氣為保護氣氛，升溫速率為120°C/min下進行退火熱處理，升溫至550°C保溫70min，空冷至室溫；
(7)用磁芯膠G500樹脂均勻的塗覆在磁芯的表面，厚度控制在1.5mm，然後放置在130°C烘箱中固化25min，即得成品。
[0006]經檢測，本發明磁芯的主要磁性能:μe=8.7X 104，Bs=L 42T，PQ.5/2(lk=15W/kg，P0.5/50k=76ff/kg,與25°C時磁芯性能相比，在-50°c和50°C時磁芯性能的相對變化率不超過
5% ο
【權利要求】
1.一種高頻電子變壓器用Fe-S1-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本納米晶磁芯的製備方法，其特徵在於包括以下步驟: (O將利用單輥熔體旋轉快淬法製得的鐵基非晶薄帶在溫度為500-550°C、真空度為.0.001-0.002Pa條件下真空等溫退火l_2h，然後空冷至室溫，即得納米晶薄帶；其中，所述鐵基非晶薄帶各組分質量百分比為:Fe 72-75%、Si 10-15%、B 8-12%, Cu 1_2%、Nbl-1.5%、Al 0.5-1%、Ni 0.4-0.6%,其帶寬為 5-15_，帶厚為 15-20 μ m ； (2)將製得的納米晶薄帶進行破碎，得到納米晶金屬粉末，然後將納米晶金屬粉末按重量比 25-35%、65-70% 分成 A、B 料; (3)取A料加入0.5-1%的Y -(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基鋁烷和2-4%的雲母粉，.1000-1500rpm高速混合10_15min，烘乾，粉碎研細成粉末，過200-300目篩，待用； (4)取B料加入1-3%的三乙醇胺，2000-3000rpm高速研磨10_15min，烘乾，然後加入適量的水打漿15-20min，製成濃度為60-65%的漿液，並加入漿液重量0.3-0.5%的氮化鋁、.0.3-0.5%的烏洛託品、2-3%的聚乙烯醇，攪拌均勻，再通過膠體磨磨漿至粒徑小於20 μ m,將液體漿料通過噴霧乾燥塔噴霧乾燥成顆粒狀粉體，待用； (5)將經上述步驟(3)和步驟(4)處理後A料、B料混合均勻，加入3-5%的濃度為30-40%的鋁酸鈉水溶液，攪拌均勻，採用1.5-2.0 GPa的壓制壓力壓製成磁芯； (6)將成型的磁芯在以氫氣為保護氣氛，升溫速率為100-120°C/min下進行退火熱處理，升溫至500-600°C保溫60-80min，空冷至室溫； (7)用磁芯膠G500樹脂均勻的塗覆在磁芯的表面，厚度控制在l_2mm，然後放置在.120-150°C烘箱中固化20-30min，即得成品。
【文檔編號】B22F3/02GK103700482SQ201310640440
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月4日 優先權日:2013年12月4日
【發明者】李新滿 申請人:銅陵三佳變壓器有限責任公司