一種鐵矽軟磁合金粉芯的製備方法
2023-11-12 02:17:02 2
專利名稱：一種鐵矽軟磁合金粉芯的製備方法
技術領域：
本發明涉及金屬材料加工技術領域，特別是一種性能良好的鐵矽軟磁合金粉芯的製備方法。
背景技術：
鐵矽軟磁合金磁粉芯適合目前低壓大電流、高功率密度、高頻化的應用趨勢，可替代鐵粉芯，鐵矽鋁粉磁芯，鐵鎳磁粉芯等產品，是一種性價比很高的產品。可應用到逆變電源、電力有源功率因數補償電路、太陽光伏系統電源濾波等。
目前鐵矽合金粉末主要生產方式有霧化法和機械破碎法。霧化法有氣、水霧化法；氣霧化法生產的鐵矽合金粉為球形粉，純度高，但成型性差，難以壓制，而且設備投資大、生產成本高，價格貴；水霧化法生產的鐵矽合金粉形貌為不規則形，氧含量高，雜質多， 粉芯損耗高，性能差；普通機械破碎法制粉成型性好，性能好，但因鐵娃合金難破碎，機械制粉難，生產效率低，無法批量生產。因此，用單一制粉方法生產的鐵矽合金粉芯綜合性能是不理想的，直接影響鐵矽合金磁粉芯的推廣應用。發明內容
本發明的目的在於能解決現有鐵矽合金粉芯製備存在的上述問題，提供一種性能良好的鐵矽軟磁合金粉芯的製備方法。採用該製備方法可製造出性價比高、直流疊加特性和高頻低損耗特性良好以及在高溫條件下仍能保持較好磁性能的鐵矽軟磁合金粉芯。
上述任務是以這樣的方式實現的一種鐵矽軟磁合金粉末的製備方法包括以下步驟1.採用真空速凝鑄片爐將工業純鐵、結晶矽和磷鐵熔化、精煉，採用速凝快淬技術制出含Si 6. O 6. 8%、P O. I O. 45%，其餘為Fe (重量百分比)的鐵矽合金薄片，然後經環錘磨機磨成快淬鐵矽合金粉末；2.將機械破碎法製成的快淬鐵矽合金粉末與霧化法制出的鐵矽合金粉末按照I:1的比例混合均勻後，經篩分製備成複合鐵矽合金粉末；3.複合鐵矽合金粉末熱處理將複合合金粉末放入保護氣氛爐內，通入氫氣，溫度為 700 900°C，保溫時間為3 5小時，冷卻至室溫出爐；4.複合鐵矽合金粉末表面處理先加入佔複合鐵矽合金粉末重量O.I O. 3%的磷酸和10 18 %的去離子水於複合鐵矽合金粉末中攪拌混合均勻，然後加入佔複合鐵矽合金粉末重量O. 7 3. 4%的異丙醇混合，再加入正矽酸酯並用酒精稀釋，經充分攪拌均勻，最後採用電加熱將複合鐵矽合金粉末炒幹；5.採用液壓機將經過處理後的複合鐵矽合金粉末壓製成粉芯；6.複合鐵矽合金粉芯熱處理將壓製成型的複合鐵矽合金粉芯放入保護氣氛爐內，在保護氣氛爐內通入氮氣，溫度為650 800°C，保溫I. 5 2. 5小時，出爐快速冷卻至室溫；7.複合鐵娃合金粉芯表面處理先用環氧樹脂加固，將複合鐵娃合金粉芯浸泡在環氧3樹脂配製的溶液中，浸泡15分後，取出烘乾；再用粉末靜電噴塗油漆方法在其表面塗覆一層厚度為O. 2 O. 4毫米油漆防鏽層。
在上述的鐵矽軟磁合金粉芯的製備方法中所述的液壓機的壓強以16 24噸/釐米2為適合，壓強過小，磁粉芯密度低，性能不理想；壓強過大，模具損傷大，生產成本高。
所述的複合鐵矽粉末表面處理中正矽酸酯溶液加入數量佔複合鐵矽合金粉末重量 O. 5 2. 5%O
所述的複合鐵矽合金粉末要細小，其粒度以彡250目不小於60%，其餘為100 250目為合適。
本發明的有益效果在於採用速凝快淬技術和環錘磨機之處快淬鐵矽合金粉末， 與霧化法等不同制粉方式製備的鐵矽合金混合成複合粉末，其綜合性能好；通過進行表面處理，再經壓製成型、熱處理等工序，可生產出具有高性價比、良好的直流疊加特性、高頻低損耗特性特點，在較高的溫度條件下，仍能保持較好磁性能的鐵矽軟磁合金粉芯。能滿足電子行業的性能要求。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本發明作進一步的說明。
實施例I本發明實施例I包括以下步驟1.採用真空速凝鑄片爐將工業純鐵、結晶矽和磷鐵等熔化、精煉，經速凝快淬制出含 Si 6. 5%、P O. 1%，其餘為Fe (重量百分比)的鐵矽合金薄片，然後採用機械破碎法，經環錘磨機磨成快淬鐵矽合金粉末；2.將製成的快淬鐵合金粉末與霧化法制出的鐵矽合金粉末按照1:1的比例混合均勻後，經篩分製備成複合鐵矽合金粉末，其粒度配比為> 250目的粉末佔65%，100 250目的粉末佔35%;3.複合鐵矽合金粉末熱處理複合鐵矽合金粉末放入保護氣氛爐內，通入氫氣，溫度為850°C，保溫時間為4小時，冷卻至室溫出爐；4.複合鐵娃合金粉末表面處理先加入佔複合鐵娃合金粉末重量O.2%的磷酸和12% 的去離子水於複合鐵矽合金粉末中攪拌混合均勻，然後加入佔複合鐵矽合金粉末重量O. 7 %的異丙醇混合，再加入佔符合鐵矽合金粉末重量1. 5%的正矽酸酯並用酒精稀釋，經充分攪拌均勻，最後採用電加熱將複合鐵矽合金粉末炒幹；5.採用液壓機將經過表面處理後的複合鐵矽合金粉末壓製成粉芯，其壓強為16噸/釐米2 ;6.複合鐵矽合金粉芯熱處理將壓製成型的複合鐵矽合金粉芯放入保護氣氛爐內，通入氮氣，溫度為650°C，保溫時間為2. 5小時。出爐快速冷卻至室溫。
7.複合鐵娃合金粉芯表面處理先用環氧樹脂加固，將複合鐵娃合金粉芯浸泡在環氧樹脂配製的溶液中，浸泡15分後，取出烘乾；再用粉末靜電噴塗油漆方法在其表面塗覆一層厚度為O. 3毫米油漆防鏽層。
檢測複合鐵矽合金磁環樣品性能，其磁性能參數如表I所示表I
權利要求
1.一種性能良好的鐵矽軟磁合金粉芯的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟 1)採用真空速凝鑄片爐將工業純鐵、結晶矽和磷鐵熔化、精煉，再經速凝快淬制出含Si6.O 6. 8%、P 0. I 0. 45%，其餘為Fe (重量百分比)的鐵矽合金薄片，然後採用機械破碎法，經環錘磨機磨成快淬鐵矽合金粉末； 2)將機械破碎法製成的速凝快淬鐵矽合金粉末與霧化法制出的鐵矽合金粉末按照I:I的比例混合均勻後，經篩分製備成複合鐵矽合金粉末； 3)複合鐵矽合金粉末熱處理將複合合金粉末放入保護氣氛爐內，通入氫氣，溫度為700 900°C，保溫時間為3 5小時，冷卻至室溫出爐； 4)複合鐵矽合金粉末表面處理先加入佔複合鐵矽合金粉末重量0.I 0. 3%的磷酸和10 18 %的去離子水於複合鐵矽合金粉末中攪拌混合均勻，然後加入佔複合鐵矽合金粉末重量0. 7 3. 4%的異丙醇混合，再加入正矽酸酯並用酒精稀釋，充分攪拌均勻，最後採用電加熱將複合鐵矽合金粉末炒幹； 5)採用液壓機將經過表面處理後的複合鐵矽合金粉末壓製成粉芯； 6)複合鐵矽合金粉芯熱處理將壓製成型的複合鐵矽合金粉芯放入保護氣氛爐內，通入氮氣，溫度為650 800°C，保溫時間為I. 5 2. 5小時出爐快速冷卻至室溫； 7)複合鐵娃合金粉芯表面處理先用環氧樹脂加固；將複合鐵娃合金粉芯浸泡在環氧樹脂配製的溶液中，浸泡15分後，取出烘乾；再用粉末靜電噴塗油漆方法在其表面塗覆一層油漆防鏽層。
2.根據權利要求I所述的鐵櫃軟磁合金粉芯的製備方法，其特徵是所述的液壓機的壓強為16 26噸/釐米2。
3.根據權利要求I所述的鐵矽軟磁合金粉芯的製備方法，其特徵是所述的複合鐵矽合金粉末表面處理採用正矽酸酯溶液的加入數量佔複合鐵矽合金粉末重量0. 5 2. 5%。
4.根據權利要求I所述的鐵娃軟磁合金粉末的製備方法，其特徵是複合鐵娃合金粉末的粒度以彡250目不小於60%，其餘為100 250目為合適。
全文摘要
本發明公開一種性能良好的鐵矽軟磁合金粉芯的製備方法，包括1、採用速凝鑄片爐熔制鐵矽合金，快淬後用環錘磨機制出粉末；2、與霧化鐵矽合金粉末混合、過篩；3、在保護氣氛爐內對粉末進行表面處理；4、加入磷酸、去離子水、異丙醇和正矽酸酯混合攪拌，炒幹；5、用液壓機將粉末壓成粉芯；6、對粉芯進行保護氣氛熱處理；7、用環氧樹脂加固和噴漆對粉芯表面進行保護處理。本發明製備的鐵矽軟磁合金粉芯性價比高，具有直流疊加特性、高頻低損耗，特性良好，在高溫下仍能保持較好磁性能的優點。
文檔編號B22F3/26GK102974821SQ20121050945
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者劉志堅, 陳遠星, 何坤宏 申請人:廣東省鋼鐵研究所