一種導磁率μe200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法
2023-10-11 13:32:04
一種導磁率μe200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種有效磁導率μe200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法，包括以下步驟：a)取適量粒度範圍為-100～-325目的鐵矽鋁粉；鐵矽鋁粉質量分數為7.7～9.8％的Si，5.2～6.6％的Al和餘量的Fe；b)將鐵矽鋁粉末進行預熱活化，至溫度達到60℃～80℃時加入絕緣包覆劑，加入量為鐵矽鋁粉重量的0.05％～2.0％，絕緣包覆劑為磷酸酐溶液，30℃～150℃加熱至乾燥；c)冷卻後加入絕緣填充劑並機械混合均勻；d)加入粘接劑，機械混合均勻；e)加入脫模潤滑劑，機械混合均勻；f)壓製成型；g)熱處理獲得目標產物。本發明製得的鐵矽鋁磁粉芯有效導磁率高，體積功率損耗密度低，且成本低。
【專利說明】—種導磁率Ue200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及軟磁性材料製造領域，特別是一種導磁率μ e200的鐵矽鋁磁粉芯的制
造方法。
【背景技術】
[0002]國際上鐵娃招磁粉芯稱為Sendust磁粉芯或稱為Kool mu磁粉芯,我國稱為鐵娃招磁粉芯。鐵矽鋁磁粉芯有Ue = 26，40，60，75，90，125，147等幾種牌號。鐵矽鋁磁粉芯產業近年在我國迅速崛起，現在鐵矽鋁磁粉芯比任何磁性材料發展都快。相比於鐵粉芯而言鐵娃招節能達80%,是一種高科技新型電子節能材料。
[0003]隨著能源技術的發展，節能減排、可持續發展是國家發展戰略的重要組成部分。電子【技術領域】向低損耗的發展趨勢越來越受到電力電子行業的重視。鐵矽鋁磁粉芯廣泛應用於大電流，高直流疊加的電子產品中。隨著電力電子行業使用的開關電源要求高頻化和小型化，因此要有高效率的軟磁材料，具體要求在頻率IOkHz?200kHz範圍具有高磁導率，低損耗，良好的交直流疊加性能的磁粉芯來製作電感的磁芯。
【發明內容】
[0004]為了解決上述問題，本發明提供一種導磁率μ e200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法，製得的鐵矽鋁磁粉芯有效導磁率高，體積功率損耗密度低，且成本低。
[0005]有效磁導率μ e200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法，包括以下步驟:
[0006]a)取適量鐵矽鋁粉，其由真空感應熔煉的方法製得，經機械法破碎後再經800?1000°C退火，，粒度範圍為-100?-325目；鐵矽鋁粉質量分數為7.7?9.8%的Si，5.2?
6.6%的Al和餘量的Fe。
[0007]b)將配比好的鐵矽鋁粉末進行預熱活化，至溫度達到60°C?80°C時加入絕緣包覆劑，加入量為鐵娃招粉重量的0.05%?2.0%,絕緣包覆劑為磷酸酐固體,其經稀釋20倍後加入，繼續在30°C?150°C加熱至乾燥。
[0008]c)冷卻後加入絕緣填充劑並機械混合均勻，加入量為鐵矽鋁粉重量的0.1%?
5.0%。
[0009]d)加入粘接劑，加入量為鐵矽鋁粉重量的0.05%?0.3%，機械混合均勻。
[0010]e)加入脫模潤滑劑，加入量為鐵矽鋁粉重量的0.3%?0.6%，機械混合均勻。
[0011]f)壓製成型，成型壓強:23?25tf/cm2。
[0012]g)熱處理:溫度720?780°C，在氮氣保護中進行20?120分鐘，即可得目標產物。
[0013]磷酸酐溶液的溶劑為以下任意一種:去離子水、丙酮、酒精。
[0014]所述絕緣填充劑為以下任意一種:雲母、高嶺土、滑石粉。
[0015]所述粘結劑為以下任意一種:硫化鑰、水玻璃。
[0016]所述脫模潤滑劑為以下任意一種:二硫化鑰、硬脂酸鋅、硬脂酸鋁、硬脂酸鋇。[0017]所述壓製成型的胚體密度為6.0?6.5g/cm3。
[0018]本發明有效導磁率μ e200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法具有以下優點:
[0019]I)採用廉價的鐵矽鋁粉，大大降低了生產成本；
[0020]2)採用多種合適粒度配比，使磁芯達到高的有效磁導率，低的體積功率損耗密度；
[0021]3)採用新型絕緣包覆劑，從而使磁芯形成了高的有效磁導率，高的直流偏置性能和低的體積功率損耗密度。
【具體實施方式】
[0022]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0023]磁導率μ e200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法，包括以下步驟:
[0024]a)取適量鐵矽鋁粉，其由真空感應熔煉的方法製得，經機械法破碎後再經800?1000°C退火，接著進行粒度配比，粒度範圍為-100?-325目；鐵矽鋁粉質量分數為7.7?
9.8%的Si, 5.2?6.6%的Al和餘量的Fe。
[0025]b)將鐵矽鋁粉進行預熱活化，至溫度達到60°C?80°C時加入絕緣包覆劑，加入量為鐵矽鋁粉重量的0.05%?2.0%，絕緣包覆劑為磷酸酐固體，其經稀釋20倍後再加入，溶劑為去離子水、丙酮、酒精中的一種或幾種，繼續在30°C?150°C加熱至乾燥。
[0026]c)冷卻後加入絕緣填充劑並機械混合均勻，絕緣填充劑為雲母、高嶺土、滑石粉中的一種或幾種，絕緣填充劑加入量為鐵娃招粉重量的0.1%?5.0%。
[0027]d)加入粘接劑並機械混合均勻，粘接劑為硫化鑰和/或水玻璃，粘接劑加入量為鐵矽鋁粉重量的0.05%?0.3%。
[0028]e)加入脫模潤滑劑並機械混合均勻，脫模劑為二硫化鑰、硬脂酸鋅、硬脂酸鋁、硬脂酸鋇中的一種或幾種，加入量為鐵矽鋁粉重量的0.3%?0.6%。
[0029]f)壓製成型,成型壓強:23?25tf/cm2 ;模壓成型後的胚體密度為6.0?6.5g/
3
cm ο
[0030]g)熱處理:溫度720?780°C，在氮氣保護中進行20?120分鐘，獲得目標產物。
[0031]本發明測試使用儀器LCR阻抗分析儀，I?1MHz，O?20A。
[0032]有效磁導率μ e及品質因數Q，以外徑26.92mm,內徑14.73mm,高度11.18mm的鐵矽鋁磁粉芯為代表進行測量，繞制線圈26匝，Φ0.50mm漆包線徑；V = 1.0伏，其它規格磁粉芯可用不同匝數，13匝，20匝，34匝等，進行類似測試。
[0033]直流疊加，在高頻交流電路中往往伴有一定直流成份，提供一定的工作電平，從而使直流磁場與交流磁場產生疊加，我們稱之為直流疊加。
[0034]直流疊加測量，繞制線圈26匝，f = IOOkHz，Φ0.50mm漆包線徑；其它規格磁粉芯可用不同匝數，13匝，20匝，34匝等，進行類似測試。
[0035]實施例1:
[0036]a)先取適量的鐵矽鋁合金粉，其由真空感應熔煉的方法製得，經機械法破碎後再經800~1000°C退火，鐵矽鋁合金粉包括9.6% wt的Si，5.6% wt的Al，其餘為Fe，然後進行粒度配比。配置比例為:-100目~+120目佔1%，-120目~+200目佔14%，-200目~+325 目佔 35%，-325 目佔 50%。
[0037]b)將配比好的鐵矽鋁粉末進行預熱活化，至溫度達到60°C時加入絕緣包覆劑，絕緣包覆劑為加入量為鐵矽鋁粉重量的0.2 %，其中絕緣包覆劑為磷酸酐固體，其經稀釋20倍後再加入，溶劑為去離子水，繼續在80°C加熱至乾燥。
[0038]c)冷卻後加入絕緣填充劑，絕緣填充劑為滑石粉，加入量為鐵矽鋁粉重量的
0.15%,機械混合均勻。
[0039]d)接著加入粘接劑，粘接劑為硫化鑰和/或水玻璃，加入量為鐵矽鋁粉重量的1.0%，機械混合均勻。
[0040]e)然後加入脫模潤滑劑，脫模劑為硬脂酸鋁，加入量為鐵矽鋁粉重量的0.5%，機械混合均勻。
[0041]f)按照內徑、外徑、高度的不同規格壓製成環形磁粉芯，壓強為25tf/cm2 ;將壓製成型的磁粉芯，壓製成型的胚體密度為6.5g/cm3。
[0042]g)進行熱處理，溫度780 V，在氮氣中進行90分鐘，獲得最終產品。
[0043]表1、表2和表3是本實施例最終產品測量獲得的數據，磁導率μ e為185~203，當頻率為50kHz和IOOkHz時，磁導率Ue分別為203和200，電感量L誤差範圍為±8%。
[0044]表1:有效磁導率μ e及品質因數Q
[0045]
【權利要求】
1.一種有效磁導率μ e200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法，其特徵在於，包括以下步驟: a)取適量鐵矽鋁粉，其由真空感應熔煉的方法製得，經機械法破碎後再經800?1000°C退火，粒度範圍為-100?-325目；鐵矽鋁粉質量分數為7.7?9.8%的Si，5.2?6.6%的Al和餘量的Fe ； b)將配比好的鐵矽鋁粉末進行預熱活化，至溫度達到60V?80°C時加入絕緣包覆劑，加入量為鐵娃招粉重量的0.05%?2.0絕緣包覆劑為磷酸酐固體,其經稀釋20倍後加入，繼續在30°C?150°C加熱至乾燥； c)冷卻後加入絕緣填充劑並機械混合均勻,加入量為鐵娃招粉重量的0.1%?5.0%: d)加入粘接劑，加入量為鐵矽鋁粉重量的0.05%?0.3%，機械混合均勻； e)加入脫模潤滑劑，加入量為鐵矽鋁粉重量的0.3%?0.6%，機械混合均勻； f)壓製成型，成型壓強:23?25tf/cm2； g)熱處理:溫度720?780°C，在氮氣保護中進行20?120分鐘，即可得目標產物。
2.根據權利要求1所述有效磁導率μe200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法，其特徵在於，所述磷酸酐溶液的溶劑為以下任意一種:去離子水、丙酮、酒精。
3.根據權利要求1所述有效磁導率μe200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法，其特徵在於，所述絕緣填充劑為以下任意一種:雲母、高嶺土、滑石粉。
4.根據權利要求1所述有效磁導率μe200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法，其特徵在於，所述粘結劑為以下任意一種:硫化鑰、水玻璃。
5.根據權利要求1所述有效磁導率μe200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法，其特徵在於，所述脫模潤滑劑為以下任意一種:二硫化鑰、硬脂酸鋅、硬脂酸鋁、硬脂酸鋇。
6.根據權利要求1所述有效磁導率μe200的鐵矽鋁磁粉芯的製造方法，其特徵在於，所述壓製成型的胚體密度為6.0?6.5g/cm3。
【文檔編號】H01F1/147GK103996479SQ201410220326
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月22日 優先權日:2014年5月22日
【發明者】吳娟 申請人:吳娟