軟磁鐵矽鋁合金磁粉芯μe60的製造方法

2023-04-29 06:21:36 1

專利名稱：軟磁鐵矽鋁合金磁粉芯μe60的製造方法
技術領域：
本發明涉及磁性物體的製造方法，尤其涉及一種由鐵矽合金粉末經過絕緣處理 後模壓成型的軟磁粉芯，用於電感鐵芯的製造方法，這種軟磁電感鐵芯主要用於LED大 功率電源、功率因數修正電感器等。
背景技術：
近年科學技術的飛躍發展，提出節能、減排、降低汙染的要求，推動電子工業 的發展，各種電器的控制部分就要向高頻方向設計，因此要使用各種開關電源，其中要 應用各種軟磁材料製作電感鐵芯，而電感鐵芯中使用壓粉鐵芯較為理想，這種壓粉鐵芯 用於開關電源的交流電感、輸出電感、線路濾波器、功率因數校正電路等，適用於從數 十到數百KHz範圍的高頻。
壓粉鐵芯中的金屬磁粉芯是由鐵磁性粉末與絕緣介質混合壓制而成的一種軟磁 材料，由於粉末顆粒很小，又被非磁性電絕緣膜隔開，因此，可以隔絕渦流，又由於顆 粒之間的間隙效應，導致材料低磁導率及恆磁特性，同時基本上不發生集膚現象，磁導 率隨頻率的變化也就較為穩定。
目前主要的粉芯有純Fe粉芯、Hi-Flux(Fe-Ni)粉芯、Mpp(Fe-Ni-Mo)粉芯、FeSiAl粉芯、鐵矽粉芯、超微晶粉芯。從工藝價格、性能綜合分析，鐵矽鋁粉芯具有較 大優勢，其功率損耗比鐵粉芯低80%，磁電性能與含鎳的性能相當，價格低很多，資源 也較為豐富。近年國內外許多製造廠均能生產一般性能的鐵矽鋁磁粉芯。
近來發展的LED大功率電源可以大量降低電耗，如照明電路中，LED路燈電 源150瓦可以代替400瓦金屬鈉燈，節電2/3，它要求濾波的鐵芯電感的磁電性能穩定， 特別是在使用的頻率條件下，造成的溫升不能影響濾波電感鐵芯的電磁性能。因此對 FeSiAl磁粉芯的製造工藝提出了更高的要求。發明內容
本發明要解決的技術問題是製造一種磁導率為％60、在頻率10ΚΗζ-500ΚΗζ範 圍變化率小於3%、磁粉芯功率損耗在0-125°C溫度範圍內、50KHz 500Gs變化率小於 3%、400KHz 500GS變化率小於3%的、工藝較為便捷的軟磁鐵矽鋁合金磁粉芯製造方法。
本發明採用下述技術方案一種軟磁鐵矽鋁合金磁粉芯με60的製造方法，包 括下述步驟鐵矽鋁合金的冶煉一鐵矽鋁合金鑄錠用機械法破碎成細粉顆粒一退火處 理一粒度配比一向鐵矽鋁合金粉末內添加絕緣劑、粘接劑、脫模劑一模壓成型一熱處 理一表面塗層，其特徵是a.所述鐵矽鋁合金的冶煉採用非真空感應爐，使用氬氣保護冶煉；b.所述鐵矽鋁合金的化學成分，按質量百分數是幻8.8-9.2%，AL5.9-6.1%, Dy 或 Nd:0.05-0.15%，其餘為 Fe ；C.粒度配比過程中，粉末粒度組成為120 +325目為25士5%，其餘為-325目； d.所述絕緣劑為矽溶劑，含Si02為30%，加入的量為合金粉末的10-20%，以質量百 分數計。
優選的，所述的鐵矽鋁合金的化學成分，採用的原材料是工業純鐵、多晶矽、 純鋁、鏑鐵合金或釹鐵合金。
與一般製造方法相比，本發明具有以下技術效果1、合金冶煉用非真空感應爐在氬氣保護的方法，可以達到軟磁材料磁電性能要求， C含量動.02%，氧含量動.1%，雜質含量很少，成本比真空感應爐冶煉要低，操作簡 便；2、在合金中加入稀土元素鏑或釹，可以改善材料的電阻係數、電阻溫度係數、導熱 係數、線膨脹係數，這樣才能保證達到本發明的目的；3、採用細小顆粒粉料可以降低渦流損耗，適用於較高頻率，基本上不發生集膚現 象，磁導率隨頻率的變化也就較為穩定。
具體實施方式
實施例1 頓萆 f CfCHz)10SO10020030040i)500電S! L ( μ Η)&0. 7S&. 75β. -J50- 250. 049. .S7'ffjii (m/c η ) 50 s ....................................................................................................................Tt9 3將工業純鐵、結晶矽、純鋁、鏑鐵含金投入公稱200公斤的高頻感應爐內冶煉，該 感應爐上有通氬氣的鐘罩，冶煉成化學成分為Si: 8.8%、Al: 6.1%、Dy 0.05%的合 金鑄錠，其中 C: 0.02%, O 0.08%, P 0.014%, S 0.008%, Cu、Ni < 0.1%。將合 金鑄錠用機械破碎法破碎成-100 +325目為20%，-325目為80%，進行通氫還原退火處 理。將上述細粉用10%的水浸溼，再加入相對粉末質量10%的矽溶膠(含&0230%)， 即IKg磁粉加IOOg矽溶膠炒幹並形成造粒-100目狀態，再加入脫模劑硬脂酸鋅、硬脂 酸鉀或其它硬脂酸類。將此粉料投入模具沈.90X 14.70X11.20 (外徑0^6.90mm內徑 14.70mm高度11.20mm)進行壓製成環形粉芯，再經過650士 10°C熱處理，最後用絕緣油 漆塗覆在粉芯的表面即可。其磁性能參數如表1 : 表1條件 「*""""***-*·^Sm f(Hfe> ！105010 [ 20-0 I 30040y5(lu I電感遞L ( MHl..................................... 50. 75€). T......................................I......................................ι...................................... Kn 4 Ρ,Λ I--/) Λ I49. S49. 7 I181% SOOsJs...................................70 I I 1I公稱型號 S270060 測試繞線 Φ0.5mm，26 匝，AL 標準 75nH/N2,AL = L/N2。4
表2是在上述電感量L隨溫度變化情況，從表1看出電感量從頻率IOKHz到 500KHz下降約2%，從表2可見電感量從25 °C到125 °C下降約2%。
表權利要求
1.一種軟磁鐵矽鋁合金磁粉芯με60的製造方法，包括下述步驟鐵矽鋁合金的冶 煉一鐵矽鋁合金鑄錠用機械法破碎成細粉顆粒一退火處理一粒度配比一向鐵矽鋁合金 粉末內添加絕緣劑、粘接劑、脫模劑一模壓成型一熱處理一表面塗層，其特徵是a.所述鐵矽鋁合金的冶煉採用非真空感應爐，使用氬氣保護冶煉；b.所述鐵矽鋁合金的化學成分，按質量百分數是Si:8.8-9.2%，AL 5.9-6.1%, Dy 或 Nd:0.05-0.15%，其餘為 Fe ；C.粒度配比過程中，粉末粒度組成為120 +325目為25士5%，其餘為-325目； d.所述絕緣劑為矽溶劑，含Si02為30%，加入的量為鐵矽鋁合金粉末的10-20%，按 質量百分數計。
2.根椐權利要求1所述的軟磁鐵矽鋁合金磁粉芯με60的製造方法，其特徵是所述 的鐵矽鋁合金的化學成分，採用的原材料是工業純鐵、多晶矽、純鋁、鏑鐵合金或釹鐵I=I 巫 O
全文摘要
本發明提供—種由軟磁鐵矽鋁合金粉末製造電感鐵芯的方法，包括下述步驟鐵矽鋁合金的冶煉是非真空感應爐採用氬氣保護的方法冶煉—冶煉成分是添加少量稀土元素的特定的鐵矽鋁含量—鐵矽鋁合金鑄錠用機械法破碎成細粉顆粒—退火處理—粒度配比—向鐵矽鋁合金粉末內添加絕緣劑、粘接劑、脫模劑—模壓成型—熱處理—表面塗層，其中所添加的絕緣劑是矽溶膠，應用本方法所製造的磁粉芯，磁電性能的溫度穩定性好，從常溫到125℃的磁芯損耗增加不超過3.0%。
文檔編號B22F3/03GK102019422SQ20101059657
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月20日 優先權日2010年12月20日
發明者葉國豪, 王壽良 申請人:惠州市科力磁元有限公司