一種合金磁性材料及其製備工藝的製作方法

2023-06-17 12:41:21

本發明屬於磁性材料領域，具體涉及一種合金磁性材料及其製備工藝。

背景技術：

磁性材料，通常所說的磁性材料是指強磁性物質，是古老而用途十分廣泛的功能材料，而物質的磁性早在3000年以前就被人們所認識和應用，例如中國古代用天然磁鐵作為指南針。現代磁性材料已經廣泛的用在我們的生活之中，例如將永磁材料用作馬達，應用於變壓器中的鐵心材料，作為存儲器使用的磁光碟，計算機用磁記錄軟盤等。大比特資訊上說，磁性材料與信息化、自動化、機電一體化、國防、國民經濟的方方面面緊密相關。而通常認為，磁性材料是指由過度元素鐵、鈷、鎳及其合金等能夠直接或間接產生磁性的物質。磁性材料按磁化後去磁的難易可分為軟磁性材料和硬磁性材料。磁化後容易去掉磁性的物質叫軟磁性材料，不容易去磁的物質叫硬磁性材料。一般來講軟磁性材料剩磁較小，硬磁性材料剩磁較大。

目前，隨著信息技術的不斷發展，電子整機系統向小型輕量化、平面貼裝化等方向發展，開關電源的高頻化是其中重要的技術途徑，對於一般的應用要求綠色、高效能的要求越來越高，而更為重要的是為了適應全球不同環境的應用，要求電源不僅要適應高溫的環境，同時也要適應超低溫的環境，這樣對其中磁性材料的要求也就越來越高，要求磁性材料不僅在高溫下、同時在常溫甚至在超低溫下都有較優越的的性能。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種合金磁性材料及其製備工藝，該種合金磁性材料具有良好的導磁性能、耐高溫性能、且其矯頑力也具有顯著的提升，其製備工藝簡單，生產成本低，適宜大規模量產。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現的：

一種合金磁性材料，包括以下按重量份計的原料：四氧化三鐵60-80份、氧化鐵15-35份、三氧化二鋁5-15份、氧化銅10-20份、氧化鋅10-20份、二氧化矽4-10份、氧化鍶2-8份、氧化鎳25-45份、氧化高鈷10-30份和硬脂酸鎂1-5份。

進一步地，所述合金磁性材料包括以下按重量份計的原料：四氧化三鐵65-75份、氧化鐵20-30份、三氧化二鋁8-12份、氧化銅14-16份、氧化鋅14-16份、二氧化矽6-8份、氧化鍶4-6份、氧化鎳30-40份、氧化高鈷15-25份和硬脂酸鎂1-3份。

更進一步的，所述合金磁性材料包括以下按重量份計的原料：四氧化三鐵70份、氧化鐵25份、三氧化二鋁10份、氧化銅15份、氧化鋅15份、二氧化矽7份、氧化鍶5份、氧化鎳35份、氧化高鈷20份和硬脂酸鎂2份。

上述的一種合金磁性材料的製備工藝，按照以下步驟進行：

(1)按所述重量份配比稱取原料；

(2)將原料混合研磨，得混合料；

(3)將所述混合料置於感應爐中熔煉得合金錠；

(4)將合金錠置於球磨罐中，充入液氮進行研磨處理，得合金粉；

(5)最後將所述合金粉經磁場成形、燒結以及退火後即可。

進一步地，在步驟(2)中，所述混合料是通過球磨罐研磨至粒徑≤2mm混合製得的。

進一步地，在步驟(3)中，所述感應爐的熔煉溫度為1650℃～1850℃，熔煉時間為4～6h。

進一步地，在步驟(4)中，所述合金錠的研磨處理，球磨罐的罐內溫度為105-115℃，球磨時間為40-50min，球磨粒徑≤1mm。

進一步地，在步驟(5)中，所述燒結溫度為480-520℃，燒結時間為1-2h；所述退火是將合金粉加熱至680-720℃，保溫25-35min。

本發明的有益效果：

(1)本發明的合金磁性材料製備簡單，材料成本低，生產成本低，其製備工藝操作流程安全可靠，適宜大規模量產；

(2)本發明的合金磁性材料具有良好的導磁性能、耐高溫性能、且其矯頑力也具有顯著的提升，其矯頑力可高達284-321ka/m，應用領域廣泛，例如：電氣工程、計算機通信領域、醫療科技領域、航空航天領域、汽環保領域等。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明的具體實施方式作進一步描述，以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。

實施例1

一種合金磁性材料，包括以下原料：四氧化三鐵60kg、氧化鐵15kg、三氧化二鋁5kg、氧化銅10kg、氧化鋅10kg、二氧化矽4kg、氧化鍶2kg、氧化鎳25kg、氧化高鈷10kg和硬脂酸鎂1kg。

上述的一種合金磁性材料的製備工藝，按照以下步驟進行：

(1)先將原料通過球磨罐研磨至粒徑≤2mm混勻後製得混合料；

(2)再將所述混合料置於感應爐中熔煉得合金錠，其中，感應爐的熔煉溫度為1650℃，熔煉時間為4h；

(3)之後將合金錠置於球磨罐中，充入液氮進行研磨處理，得合金粉，其中，球磨罐的罐內溫度為105℃，球磨時間為40min，球磨粒徑≤1mm；

(4)最後將所述合金粉經磁場成形、燒結以及退火後即製得本發明的合金磁性材料，其中，所述燒結溫度控制在480℃，燒結時間設定為1h；所述退火是將合金粉加熱至680℃，保溫25min。

實施例2

一種合金磁性材料，包括以下原料：四氧化三鐵65kg、氧化鐵20kg、三氧化二鋁8kg、氧化銅14kg、氧化鋅14kg、二氧化矽6kg、氧化鍶4kg、氧化鎳30kg、氧化高鈷15kg和硬脂酸鎂1kg。

上述的一種合金磁性材料的製備工藝，按照以下步驟進行：

(1)先將原料通過球磨罐研磨至粒徑≤2mm混勻後製得混合料；

(2)再將所述混合料置於感應爐中熔煉得合金錠，其中，感應爐的熔煉溫度為1700℃，熔煉時間為4.5h；

(3)之後將合金錠置於球磨罐中，充入液氮進行研磨處理，得合金粉，其中，球磨罐的罐內溫度為108℃，球磨時間為42min，球磨粒徑≤1mm；

(4)最後將所述合金粉經磁場成形、燒結以及退火後即製得本發明的合金磁性材料，其中，所述燒結溫度控制在490℃，燒結時間設定為1.2h；所述退火是將合金粉加熱至690℃，保溫28min。

實施例3

一種合金磁性材料，包括以下原料：四氧化三鐵70kg、氧化鐵25kg、三氧化二鋁10kg、氧化銅15kg、氧化鋅15kg、二氧化矽7kg、氧化鍶5kg、氧化鎳35kg、氧化高鈷20kg和硬脂酸鎂2kg。

上述的一種合金磁性材料的製備工藝，按照以下步驟進行：

(1)先將原料通過球磨罐研磨至粒徑≤2mm混勻後製得混合料；

(2)再將所述混合料置於感應爐中熔煉得合金錠，其中，感應爐的熔煉溫度為1750℃，熔煉時間為5h；

(3)之後將合金錠置於球磨罐中，充入液氮進行研磨處理，得合金粉，其中，球磨罐的罐內溫度為110℃，球磨時間為45min，球磨粒徑≤1mm；

(4)最後將所述合金粉經磁場成形、燒結以及退火後即製得本發明的合金磁性材料，其中，所述燒結溫度控制在500℃，燒結時間設定為1.5h；所述退火是將合金粉加熱至700℃，保溫30min。

實施例4

一種合金磁性材料，包括以下原料：四氧化三鐵75kg、氧化鐵30kg、三氧化二鋁12kg、氧化銅16kg、氧化鋅16kg、二氧化矽8kg、氧化鍶6kg、氧化鎳40kg、氧化高鈷25kg和硬脂酸鎂3kg。

上述的一種合金磁性材料的製備工藝，按照以下步驟進行：

(1)先將原料通過球磨罐研磨至粒徑≤2mm混勻後製得混合料；

(2)再將所述混合料置於感應爐中熔煉得合金錠，其中，感應爐的熔煉溫度為1800℃，熔煉時間為5.5h；

(3)之後將合金錠置於球磨罐中，充入液氮進行研磨處理，得合金粉，其中，球磨罐的罐內溫度為112℃，球磨時間為48min，球磨粒徑≤1mm；

(4)最後將所述合金粉經磁場成形、燒結以及退火後即製得本發明的合金磁性材料，其中，所述燒結溫度控制在510℃，燒結時間設定為1.8h；所述退火是將合金粉加熱至710℃，保溫32min。

實施例5

一種合金磁性材料，包括以下原料：四氧化三鐵80kg、氧化鐵35kg、三氧化二鋁15kg、氧化銅20kg、氧化鋅20kg、二氧化矽10kg、氧化鍶8kg、氧化鎳45kg、氧化高鈷30kg和硬脂酸鎂5kg。

上述的一種合金磁性材料的製備工藝，按照以下步驟進行：

(1)先將原料通過球磨罐研磨至粒徑≤2mm混勻後製得混合料；

(2)再將所述混合料置於感應爐中熔煉得合金錠，其中，感應爐的熔煉溫度為1850℃，熔煉時間為6h；

(3)之後將合金錠置於球磨罐中，充入液氮進行研磨處理，得合金粉，其中，球磨罐的罐內溫度為115℃，球磨時間為50min，球磨粒徑≤1mm；

(4)最後將所述合金粉經磁場成形、燒結以及退火後即製得本發明的合金磁性材料，其中，所述燒結溫度控制在520℃，燒結時間設定為2h；所述退火是將合金粉加熱至720℃，保溫35min。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。