合金粉料的製作方法與流程

2023-06-03 07:24:46 1

本發明公開一種合金粉料的製作方法，屬於粉末冶金領域。

背景技術：

近年來隨著電源向小型化、高頻、大電流方向發展，這就需要電源內部的元器件，如電感、變壓器等所使用的磁芯材料具有較高的飽和磁感應強度Bs以滿足在較大電流下工作時不會產生飽和現象，還要求磁芯材料具有高磁導率，以利於器件向更小的方向發展，同時還要求磁芯材料具有較高的電阻率以適應高頻的工作狀態。

傳統電感及變壓器磁芯所使用的鐵氧體軟磁材料雖然功耗低、電阻率大，適合在高頻下工作，但由於Bs低導致飽和電流低；合金粉料具有高Bs，高磁導率，但傳統方法生產的合金粉料對粉粒表面絕緣處理不好導致高頻時渦流損耗急劇增加，或者是加入過多的絕緣物質雖然達到了絕緣要求，但由於絕緣物質的過多引入導致磁路被破壞，磁芯磁導率急劇下降。

技術實現要素：

針對上述提到的現有技術中的鐵氧體材料不能同時滿足較高的飽和磁感應強度和較高的電阻率的缺點，本發明提供一種合金粉料的製作方法，其通過特殊的工藝只在處鐵氧體合金材料，可同時滿足較高的飽和磁感應強度和較高的電阻率。

本發明解決其技術問題採用的技術方案是：一種合金粉料的製作方法，其該方法包括下述步驟：

A、根據需要破碎並篩分出所需粒度組合的磁粉，磁粉類型為鐵基合金粉，包括FeSi系列粉、非晶/微晶粉或FeNi系列粉；

B、將磁粉倒入含有偶聯劑的溶液中，所述偶聯劑的質量濃度為0-20%；

C、將含有偶聯劑及磁粉的溶液攪拌或超聲振蕩處理使溶劑揮發；

D、加入粘結劑，所加入粘結劑與磁粉的質量比在1-20%之間，並持續攪拌使混合均勻；

E、將混合物料乾燥後過標準篩篩分；

F、將過篩物料在80～240℃烘烤5～300min烘乾；

G、將烘乾的物料研磨並過標準篩分得到合金造粒粉。

本發明解決其技術問題採用的技術方案進一步還包括：

所述的步驟A中，磁粉為由帶材破碎法生產的鱗片狀磁粉、水霧化磁粉或氣霧化磁粉。

所述的步驟A中，磁粉根據粒度需要採用球磨法、研磨法或氣流磨破碎法並加標準篩篩分出所需粒度組合。

所述的步驟B中，偶聯劑含有親水及親油性基團。

所述的步驟B中，採用的溶劑為水、酒精、汽油、甲苯、乙二醇、醋酸乙酯、丙酮、二甲苯或正庚烷。

所述的步驟D中，所述的粘結劑包括無機類粘結劑或有機類粘結劑。

所述的粘結劑為環氧樹脂、酚醛樹脂、酚醛環氧樹脂、水玻璃或矽樹脂。

所述的步驟G中，加入含量為0.2～0.8wt.%的潤滑劑。

所述的潤滑劑選用硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、蠟粉和硬脂酸鈣中的一種或多種。

本發明的有益效果是：本發明生產的合金造粒粉能通過粉料、粘結劑、偶聯劑等配比改變成型後磁芯強度與電性能。合金造粒粉可以磷化、鉻化等鈍化處理方法進一步增加粉料的耐蝕性及絕緣性。合金造粒粉具有較好的流動性以利於自動化填料生產，其標準為50g粉末流動時間小於20s。

具體實施方式

本實施例為本發明優選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近似的，均在本發明保護範圍之內。

本發明主要為一種用於電感、變壓器等器件所使用的合金粉料的製造方法，其主要包括下述步驟：

A、根據需要破碎並篩分出所需粒度組合的磁粉，本實施例中，磁粉類型為鐵基合金粉，包括FeSi系列粉、非晶/微晶粉或FeNi系列粉等，磁粉可由上述單一類型磁粉組成也可以是幾種磁粉的混合物，磁粉為由帶材破碎法或球磨破碎法等方法生產的鱗片狀磁粉、水霧化磁粉、氣霧化磁粉等，並可根據粒度需要採用球磨法、研磨法或氣流磨破碎法等並加80~325目標準篩篩分出所需粒度，並按要求將不同粒度的磁粉進行組合：80～100目佔5～20%,100~200目佔20～60%，200～325目佔20～50%，其餘為大於325目的磁粉；

B、將磁粉倒入含有偶聯劑的溶液中，所述偶聯劑的可選用矽烷類、鈦酸酯類、鋁酸酯類，偶聯劑質量濃度為0.1～20%，本實施例中，偶聯劑含有親水及親油性基團，使磁粉能與粘結劑緊密、牢固地結合，本實施例中，採用的溶劑有水、酒精、汽油、甲苯、乙二醇、醋酸乙酯、丙酮、二甲苯、正庚烷等，根據粘結劑的特性可選用其中一種或其中幾種的組合，組合時分為主溶劑和輔助溶劑，主溶劑與輔助溶劑質量比不低於9:2；

C、將含有偶聯劑及磁粉的溶液手工或機械攪拌或超聲振蕩處理使溶劑揮發，待揮發掉80%以上溶劑時，此時包覆有偶聯劑的磁粉為粘稠狀物質；

D、加入粘結劑，所加入粘結劑與磁粉的質量比在1-20%之間，並持續攪拌使混合均勻，本實施例中，所述的粘結劑有無機類粘結劑和有機類粘結劑，如環氧樹脂、酚醛樹脂、酚醛環氧樹脂、水玻璃、矽樹脂等，粘結劑可選用其中一種或幾種的組合，組合時分為主粘結劑和輔助粘結劑，二者質量比大於4:1；

E、將混合物料在烘箱內或置於空氣中乾燥，乾燥後要求手輕捏後粉團能在5秒內散開，然後過80～325目標準篩篩分；

F、將過篩物料在烘箱內80～240℃烘烤5～300min烘乾；

G、將烘乾的物料倒入研缽內用研磨棒破碎並過80～325目標準篩分得到合金造粒粉；

H、步驟G中，可根據需要加入含量為0.2～0.8wt.%的潤滑劑，潤滑劑可選用硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、蠟粉、硬脂酸鈣中的一種或多種。

採用上述工藝生產的合金粉料兼具高Bs、高磁導率、高絕緣包覆，使用該合金粉料製作的磁芯可以小體積獲得高電感值，且在1～10MHz高頻下使用也不易飽和。合金造粒粉經500MPa及以上壓強壓制後，坯體的磁導率能達55以上，最高可達500，在100K～20MHz頻率條件下，磁導率下降率不超過20%。在溫度為38℃，相對溫度為90%的高溫高溼環境中不生鏽，不腐蝕，且能保證磁導率的穩定。合金造粒粉表面絕緣包覆性良好，造粒粉料經壓制燒結後磁芯表面絕緣電阻大於2MΩ，在1000V電壓下能保證不被擊穿。採用合金造粒粉壓製成磁芯並燒結後葉片強度大於2N，芯柱強度大於10N，並經100個冷熱衝擊循環後，磁芯不破壞。

本發明生產的合金造粒粉能通過粉料、粘結劑、偶聯劑等配比改變成型後磁芯強度與電性能。合金造粒粉可以磷化、鉻化等鈍化處理方法進一步增加粉料的耐蝕性及絕緣性。合金造粒粉具有較好的流動性以利於自動化填料生產，其標準為50g粉末流動時間小於20s。