一種磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法
2023-05-15 16:40:51
一種磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法
【專利摘要】本發明屬於金屬軟磁材料製造領域，具體涉及一種磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法；其包括如下步驟：步驟一，脆化處理；步驟二，粉碎；步驟三，篩分和配比；步驟四，鈍化處理和絕緣包覆；步驟五，添加改性劑；步驟六，壓製成型；步驟七，退火處理和噴塗；本發明提供的製備方法，能改善鐵矽硼軟磁粉芯的噪音缺陷，並提高其高頻特性。
【專利說明】一種磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法【技術領域】
[0001]本發明屬於金屬軟磁材料製造領域，具體涉及一種磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法。【背景技術】[0002]自1960年美國Duwez教授發明了用快淬工藝製備非晶態合金以來，由於其獨特的組織結構、高效的製備工藝、優異的材料性能和廣闊的應用前景，一直受到材料科學工作者和產業界的特別關注。非晶磁粉芯是一種新型的複合電子材料，主要用於開關電源磁芯、共模電感、高頻逆變器和零序互感器等。[0003]目前磁粉芯產品主要有鐵矽硼磁粉芯、鐵矽鋁磁粉芯、鐵鎳磁粉芯、MPP磁粉芯。 相比較而言，鐵矽鋁粉芯價廉，損耗及頻率特性較好，但是在大電流下的直流偏執能力較差，在某些領域限制了其應用；鐵鎳磁粉芯和MPP磁粉芯電磁性能都比較好，直流偏執能力也較好，但是由於這兩種粉芯中含有貴金屬，價格高昂，使其難以廣泛得到應用；鐵矽硼磁粉芯具有高強度、高硬度、高耐蝕及較好的軟磁性能等特點，且成本低廉，近年來逐漸成為研究和應用的熱點。[0004]但是常規的鐵矽硼磁粉芯高頻特性不良，同時噪音問題一直是難以解決並影響其使用壽命的問題。由於非晶鐵粉芯產生噪音的主要原因與其成分材料的磁致伸縮係數有關，而λ s > O是Fe-S1-B合金本身固有的特性，無法像FeSiAl的方案通過改變配比實現 λ s=0的情況。因此，改善噪音缺陷成為Fe-S1-B非晶磁粉芯亟待解決的重要問題。[0005]為改善鐵矽硼磁粉芯的高頻特性， 申請人:提交了申請號為201310018768.7的發明專利申請《一種製備合金軟磁粉芯的方法》，通過粉末篩分和配比，磁粉芯得到了最佳物理特性和組成均勻性，並具有穩定的高頻特性，其技術方案包括如下步驟:對鐵基非晶金屬薄帶進行熱處理，使其脆化易粉碎；對所述脆化非晶金屬薄帶進行粉碎以得到非晶金屬粉末；對所述非晶金屬粉末進行篩分，然後混合成由重量含量為50、0%的通過-200-+270 篩目的第一粉末和重量含量為10-50%的通過-270-+325篩目的第二粉末組成的粉末顆粒； 將所述混合成的非晶金屬粉末進行鈍化和絕緣包覆處理，然後壓製成型為磁芯；對所述成型的磁芯進行退火處理，然後對磁芯表面進行噴塗絕緣處理。即該申請中合金軟磁粉芯的製備方法的步驟依次為:非晶帶材脆化處理、粉碎成粉末、篩分和配比、鈍化處理和絕緣包覆、壓製成型、退火處理和噴塗，但是採用該申請中的方法製備的鐵矽硼磁粉芯存在嚴重的噪音缺陷。
【發明內容】
[0006]為解決上述問題，本發明的目的在於提供一種磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法，改善鐵矽硼軟磁粉芯的噪音缺陷，並提高其高頻特性。[0007]本發明提供的技術方案為，一種磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法， 包括如下步驟，步驟一，脆化處理:對鐵矽硼非晶金屬薄帶進行熱處理，使其脆化易粉碎；步驟二，粉碎:對所述脆化非晶金屬薄帶進行粉碎以得到非晶金屬粉末；步驟三，篩分和配比:對所述非晶金屬粉末進行篩分，然後混合成由重量含量為 20~40%的通過-200~+270篩目的第一粉末、重量含量為30~50%的通過-270~+325篩目的第二粉末組成的粉末顆粒和重量含量為10-50%的通過-325^500篩目的第三粉末組成的粉末顆粒；步驟四，鈍化處理和絕緣包覆:將上述混合的粉末顆粒採用鈍化劑進行鈍化，然後加入絕緣劑和粘合劑進行絕緣包覆；步驟五，添加改性劑:向絕緣包覆後的非晶粉末顆粒中加入改性劑，所述改性劑選自 Ni粉、鐵矽粉和鐵鎳粉中的一種或多種組成的混合物；步驟六，壓製成型:將添加改性劑後的非晶粉末顆粒壓製成磁粉芯；步驟七，退火處理和噴塗:對所述成型的磁粉芯進行退火處理，然後對磁粉芯表面進行噴塗絕緣處理。[0008]優化的，步驟五中添加的改性劑的粒度為-500~+600篩目。[0009]優化的，步驟五中添加的改性劑的重量含量為非晶粉末顆粒的5%~20%。[0010]優化的，步驟五中添加的改性劑為鐵矽粉、鐵鎳粉和Ni粉的混合物。[0011]優化的，鐵矽粉、鐵鎳粉和Ni粉的重量比例為1:1:1~2:1:1。[0012]優化的，步驟一中脆化處理在20(T40(TC下進行I~3小時。[0013]優化的，步驟四中鈍化劑採用磷酸液，其加入量為非晶粉末顆粒質量的0.5^1.0% ； 絕緣劑採用低熔點玻璃粉，加入量為2~10wt% ;粘結劑採用環氧樹脂，加入量為f5wt%。[0014]優化的，步驟六中壓製成型的壓力採用HlSt/cm2。[0015]優化的，步驟七中退火處理在38(T480°C下進行不超過6小時；噴塗絕緣處理採用環氧樹脂為處理劑本發明提供的製備方法具有以下有益效果:1，通過添加改性劑，大大改善了鐵矽硼磁粉芯的噪音缺陷；2，通過粉末篩分和配比，大大改善了鐵矽硼磁粉芯的高頻特性，得到了磁導率為50的軟磁粉芯；3、改性劑是可以買到的市售產品，且不用進行複雜的處理過程，僅通過添加改性劑就能夠達到降低噪音的目的，方法簡單，易操作，成本較低；4、通過進一步優化改性劑的粒度、添加量、種類等參數，大大降低了磁粉芯的噪音，最高能降低65%以上； 5，通過脆化處理，使非晶金屬帶材不被氧化又易粉碎；6，通過壓製成型和退火處理，得到了組織均勻、高強度、高緻密度和高頻磁導率的合金軟磁粉芯；7、通過噴塗絕緣處理，提高軟磁粉芯的耐蝕性和使用時間。【具體實施方式】[0016]下面結合實施方式具體說明本發明。[0017]實施例1本實施例提供的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法包括如下步驟，步驟一，脆化處理:對鐵矽硼非晶`金屬薄帶在300°C下進行2小時的熱處理，使其脆化易粉碎；步驟二，粉碎:對所述脆化非晶金屬薄帶進行粉碎以得到非晶金屬粉末；步驟三，篩分和配比:對所述非晶金屬粉末進行篩分，然後混合成由重量含量為30%的通過-200-+270篩目的第一粉末、重量含量為40%的通過-270-+325篩目的第二粉末組成的粉末顆粒和重量含量為30%的通過-325^500篩目的第三粉末組成的粉末顆粒；步驟四，鈍化處理和絕緣包覆:將配比好的非晶粉末顆粒倒入攪拌機內，攪拌混合均勻後，加入起到鈍化效果的磷酸液，加入量為非晶粉末顆粒質量的0.8%，混合均勻，勻速攪拌直至乾燥；然後加入起到絕緣粘結作用的低熔點玻璃粉和環氧樹脂混合，加入量分別為非晶粉末顆粒質量的5%和3%，勻速攪拌直至乾燥。[0018]步驟五，添加改性劑:向絕緣包覆後的非晶粉末顆粒中加入改性劑，所述改性劑選自Ni粉、鐵矽粉和鐵鎳粉中的一種或多種組成的混合物；步驟六，壓製成型:將添加改性劑後的非晶粉末顆粒壓製成規格為APB46P50的磁粉芯，壓力採用20t/cm2 ；步驟七，退火處理和噴塗:將所述成型的磁粉芯在440°C下進行3小時的退火處理，然後採用環氧樹脂對磁粉芯表面進行噴塗絕緣處理。[0019]本實施例通過改變步驟五中改性劑的種類、添加量和粒度，得到18個例子，編號為⑴~(18)。[0020]對比例I本對比例提供的鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法包括如下步驟，步驟一，脆化處理:對鐵矽硼非晶金屬薄帶在300°C下進行2小時的熱處理，使其脆化易粉碎；步驟二，粉碎:對所述脆化非晶金屬薄帶進行粉碎以得到非晶金屬粉末；步驟三，篩分和配比:對所述非晶金屬粉末進行篩分，然後混合成由重量含量為30%的通過-200-+270篩目的第一粉末、重量含量為40%的通過-270-+325篩目的第二粉末組成的粉末顆粒和重量含量為30%的通過-325^500篩目的第三粉末組成的粉末顆粒；步驟四，鈍化處理和絕緣包覆:將配比好的非晶粉末顆粒倒入攪拌機內，攪拌混合均勻後，加入起到鈍化效果的磷酸液，加入量為非晶粉末顆粒質量的0.8%，混合均勻，勻速攪拌直至乾燥；然後加入起到絕緣粘結作用的低熔點玻璃粉和環氧樹脂混合，加入量分別為非晶粉末顆粒質量的5%和3%，勻速攪拌直至乾燥。[0021]步驟五，壓製成型:將添加改性劑後的非晶粉末顆粒壓製成規格為APB46P50的磁粉芯，壓力採用20t/cm2 ；步驟六，退火處理和噴塗:將所述成型的磁粉芯在440°C下進行3小時的退火處理，然後採用環氧樹脂對磁粉芯表面進行噴塗絕緣處理。[0022]本對比例與實施例1的區別在於沒有添加改性劑。[0023]將上述實施例1中的例子和對比例I得到的磁粉芯用1.2mm*2的銅線繞90圈，製成PFC電感，然後分別將其安裝於實驗室空調機內做整機實驗，將測試線置於標準消音室， 在電壓220v，負載2kw和其他條件相同的情況下測試各個磁粉芯工作時的噪音。記錄在表廣表2中。[0024]表1編號 I改性劑I改性劑的粒度I各成分的重量比例 I改性劑的添加量I噪音(分貝)_ (IT !Ni 粉 1-500 ~+600 --12%|54
【權利要求】
1.一種磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法，其特徵在於:包括如下步驟，步驟一，脆化處理:對鐵矽硼非晶金屬薄帶進行熱處理，使其脆化易粉碎；步驟二，粉碎:對所述脆化非晶金屬薄帶進行粉碎以得到非晶金屬粉末；步驟三，篩分和配比:對所述非晶金屬粉末進行篩分，然後混合成由重量含量為 20~40%的通過-200~+270篩目的第一粉末、重量含量為30~50%的通過-270~+325篩目的第二粉末組成的粉末顆粒和重量含量為10-50%的通過-325^500篩目的第三粉末組成的粉末顆粒；步驟四，鈍化處理和絕緣包覆:將上述混合的粉末顆粒採用鈍化劑進行鈍化，然後加入絕緣劑和粘合劑進行絕緣包覆；步驟五，添加改性劑:向絕緣包覆後的非晶粉末顆粒中加入改性劑，所述改性劑選自 Ni粉、鐵矽粉和鐵鎳粉中的一種或多種組成的混合物；步驟六，壓製成型:將添加改性劑後的非晶粉末顆粒壓製成磁粉芯；步驟七，退火處理和噴塗:對所述成型的磁粉芯進行退火處理，然後對磁粉芯表面進行噴塗絕緣處理。
2.根據權利要求1所述的磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法，其特徵在於:步驟五中添加的改性劑的粒度為-500~+600篩目。
3.根據權利要求1所述的磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法，其特徵在於:步驟五中添加的改性劑的重量含量為非晶粉末顆粒的5%~20%。
4.根據權利要求1所述的磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法，其特徵在於:步驟五中添加的改性劑為鐵矽粉、鐵鎳粉和Ni粉的混合物。
5.根據權利要求4所述的磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法，其特徵在於:鐵娃粉、鐵鎳粉和Ni粉的重量比例為1:1:1~2:1:1。
6.根據權利要求1~5所述的任何一種磁導率為50的改性鐵娃硼軟磁粉芯的製備方法， 其特徵在於:步驟一中脆化處理在20(T400°C下進行f 3小時。
7.根據權利要求1飛所述的任何一種磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法， 其特徵在於:步驟四中鈍化劑採用磷酸液，其加入量為非晶粉末顆粒質量的0.5^1.0% ;絕緣劑採用低熔點玻璃粉，加入量為2~10wt%;粘結劑採用環氧樹脂，加入量為f5wt%。
8.根據權利要求f5所 述的任何一種磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法， 其特徵在於:步驟六中壓製成型的壓力採用HlSt/cm2。
9.根據權利要求1飛所述的任何一種磁導率為50的改性鐵矽硼軟磁粉芯的製備方法， 其特徵在於:步驟七中退火處理在38(T480°C下進行不超過6小時；噴塗絕緣處理採用環氧樹脂為處理劑。
【文檔編號】H01F41/02GK103500645SQ201310454647
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】紀傑, 江志濱, 王亞娜, 李維強, 姜海濱 申請人:青島雲路新能源科技有限公司