一種具有高磁通磁環(huán)性能的磁粉芯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有高磁通磁環(huán)性能的磁粉芯的制備方法，所述的方法包括如下步驟：合金冶煉，氣霧破碎，退火處理，絕緣包覆，模壓成型，熱處理，加固和表面噴涂油漆。本發(fā)明制備的磁粉芯具有高飽和磁感應(yīng)強度、高的交直流疊加特性及良好的溫度穩(wěn)定性、低的鐵芯損耗、低成本，適合電子器件的高頻化、大功率、小型化及抗電磁干擾的要求，市場應(yīng)用范圍不斷擴大，受到電子行業(yè)極大的關(guān)注。
【專利說明】一種具有高磁通磁環(huán)性能的磁粉芯的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磁芯制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種具有高磁通磁環(huán)性能的磁粉芯的制 備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 磁粉芯是由鐵磁性粉粒與絕緣介質(zhì)混合壓制而成的一種軟磁材料。由于鐵磁性顆 粒很?。ǜ哳l下使用的為〇. 5?5微米），又被非磁性電絕緣膜物質(zhì)隔開，因此，一方面可以 隔絕渦流，材料適用于較高頻率；另一方面由于顆粒之間的間隙效應(yīng)，導(dǎo)致材料具有低導(dǎo)磁 率及恒導(dǎo)磁特性；又由于顆粒尺寸小，基本上不發(fā)生集膚現(xiàn)象，磁導(dǎo)率隨頻率的變化也就較 為穩(wěn)定。主要用于高頻電感。磁粉芯的磁電性能主要取決于粉粒材料的導(dǎo)磁率、粉粒的大 小和形狀、它們的填充系數(shù)、絕緣介質(zhì)的含量、成型壓力及熱處理工藝等。常用的磁粉芯有 鐵粉芯、坡莫合金粉芯及鐵硅鋁粉芯三種。
[0003] 近年來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是強調(diào)節(jié)能減排，減少環(huán)境污染，節(jié)省貴重資源，對 電子、電器行業(yè)的推動很大。太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、大功率照明電源、電動大型電動汽車快 速充電器以及工業(yè)控制設(shè)備，都涉及開關(guān)電源，其中有頻率變換、儲能線路濾波、功率因數(shù) 校正器、抗電磁干擾等都要應(yīng)用電感，且必須要用到鐵芯以提高電感量和良好的磁性能。數(shù) 十赫茲的頻率是大量應(yīng)用硅鋼片制造變壓器電機、電器等的鐵芯，數(shù)兆赫茲到數(shù)十兆赫茲 應(yīng)用軟磁鐵氧體制作電感鐵芯，而數(shù)十千赫茲到數(shù)百千赫茲則要用金屬磁粉芯，金屬磁粉 芯中大量應(yīng)用價格低的純鐵粉芯，但鐵芯損耗大，磁導(dǎo)率約為75。合金磁粉芯中鐵鎳、鐵鎳 鑰磁粉芯價格較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種具有高磁通磁環(huán)性能的磁粉芯的制備方法。隨著人類的大量過 度開采，金屬鎳的可開采量越來越少，不得不想出用其它金屬來代替鎳的減少的問題，本發(fā) 明開發(fā)一種不使用鎳，但壓制成型后的磁性能達到高磁通磁環(huán)性能，在不影響性能的情況 下，既節(jié)約了成本，又節(jié)省了稀有金屬的使用。
[0005] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明的具有高磁通磁環(huán)性能的磁粉芯的制備方法的具體步驟如下：
[0007] (1)將鐵硅合金放入真空感應(yīng)爐中進行冶煉，鐵硅合金中硅含量為5-8%，余量為 鐵，然后在750°C下將鐵硅合金燒成溶液，將溶液進行將溶液從高8-12米的容器內(nèi)利用高 壓氮氣破碎，再在氮氣保護下投入熱處理爐內(nèi)720度進行退火處理，熱處理的目的是去除 因破碎而產(chǎn)生顆粒與顆粒間的應(yīng)力，熱處理又分預(yù)熱段和高溫段和冷卻段三個步驟，冷卻 至室溫后，將所得粉末過180-400目篩。
[0008] (2)將步驟⑴所得的粉末進行表面用2-3%磷酸和4-5%的水?dāng)嚢杈鶆蚝蠓湃?攪拌容器內(nèi)，然后加熱烘干，溫度在90-110度，完全干燥后待冷卻后方可，此種做法一定得 嚴(yán)格控制溫度與時間。然后往粉末中加入絕緣劑、內(nèi)潤滑劑和脫模劑，再進行模壓成型，模 壓的壓力為18T/cm *2,然后進行熱處理也分預(yù)熱區(qū)和高溫區(qū)和冷卻區(qū)三個區(qū)域，首先產(chǎn)品 在450度溫度段預(yù)熱，預(yù)熱30分鐘后，然后進入730度溫度高溫加熱，加熱60分鐘后進入 冷卻段，冷卻30分鐘后產(chǎn)品取出。加固處理：產(chǎn)品放入含浸液中浸泡25分鐘，然后取出清 洗干凈后放入烘箱內(nèi)220度烘干后方可。最后在表面噴涂環(huán)氧樹脂油漆，制得本發(fā)明的磁 粉芯。
[0009] 步驟（1)中，鐵娃合金中娃含量優(yōu)選為6. 5%，余量為鐵。
[0010] 步驟（2)中，所述的所述的絕緣劑是高齡土，絕緣劑的加入量是合金粉末重量的 0· 2-0. 25%。
[0011] 步驟（2)中，所述的內(nèi)潤滑劑是二硫化鑰，內(nèi)潤滑劑的加入量是合金粉末重量的 0· 2-0. 3%。
[0012] 步驟⑵中，所述的脫模劑是硬質(zhì)酸鋅，脫模劑的加入量是合金粉末重量的 0· 3-0. 6%。
[0013] 步驟⑵中，模壓成型為外徑Φ26. 92mm、內(nèi)徑Φ 14. 70mm、高為11. 18mm的環(huán)形樣 品。
[0014] 步驟⑵中，模壓成型使用自動干粉成型液壓機。
[0015] 步驟（2)中，所述的環(huán)氧樹脂油漆是耐200°C的改良型環(huán)氧樹脂油漆。
[0016] 步驟（2)中，加固處理中，所述的含浸液是硅酮樹脂。
[0017] 本發(fā)明的積極效果如下：
[0018] 本發(fā)明制備的具有高磁通磁環(huán)性能的磁粉芯具有以下優(yōu)點：高飽和度（1. 5T)，磁 芯損耗低于鐵粉芯和硅鋼，成本低于鑰坡莫合金材料，極佳的直流偏置，居里溫度高，穩(wěn)定 的溫度性能和適合小尺寸設(shè)計。
[0019] 本發(fā)明制備的磁粉芯具有高飽和磁感應(yīng)強度、高的交直流疊加特性及良好的溫度 穩(wěn)定性、低的鐵芯損耗、低成本，適合電子器件的高頻化、大功率、小型化及抗電磁干擾的要 求，市場應(yīng)用范圍不斷擴大，受到電子行業(yè)極大的關(guān)注。

【具體實施方式】
[0020] 下面的實施例是對本發(fā)明的進一步詳細描述。
[0021] 實施例1
[0022] (1)將鐵硅合金放入真空感應(yīng)爐中進行冶煉，鐵硅合金中硅含量為5%，余量為 鐵，然后在750°C下將鐵硅合金燒成溶液，將溶液從高8m的容器內(nèi)利用高壓氮氣破碎，再在 氮氣保護下投入熱處理爐內(nèi)720°C進行退火處理，冷卻至室溫后，將所得粉末過180目篩；
[0023] (2)將步驟（1)所得的粉末進行表面鈍化，用2wt%磷酸和4wt%的水?dāng)嚢杈鶆蚝?放入攪拌容器內(nèi)，然后加熱烘干，溫度90°C，完全干燥后，往粉末中加入絕緣劑、內(nèi)潤滑劑 和脫模劑，再進行模壓成型，模壓的壓力為18T/cm 2,然后進行熱處理，熱處理分預(yù)熱區(qū)和高 溫區(qū)和冷卻區(qū)三個區(qū)域，首先產(chǎn)品在450°C溫度段預(yù)熱，預(yù)熱30min后，然后進入730°C溫度 高溫加熱，加熱60min后進入冷卻段，冷卻30min后產(chǎn)品取出，再進行加固處理，產(chǎn)品放入 含浸液中浸泡25min，然后取出清洗干凈后放入烘箱內(nèi)220°C烘干，最后在表面噴涂環(huán)氧樹 脂油漆，制得本發(fā)明的磁粉芯。
[0024] 步驟（2)中，所述的絕緣劑是高齡土，絕緣劑的加入量是合金粉末重量的0. 2%。 所述的內(nèi)潤滑劑是二硫化鑰，內(nèi)潤滑劑的加入量是合金粉末重量的0. 2%。所述的脫模劑是 硬質(zhì)酸鋅，脫模劑的加入量是合金粉末重量的〇. 3%。
[0025] 步驟⑵中，模壓成型為外徑Φ26. 92mm、內(nèi)徑Φ 14. 70mm、高為11. 18mm的環(huán)形樣 品。
[0026] 步驟（2)中，模壓成型使用自動干粉成型液壓機。
[0027] 步驟（2)中，所述的環(huán)氧樹脂油漆是耐200°C的改良型環(huán)氧樹脂油漆。
[0028] 步驟（2)中，加固處理中，所述的含浸液是硅酮樹脂。
[0029] 實施例2
[0030] (1)將鐵硅合金放入真空感應(yīng)爐中進行冶煉，鐵硅合金中硅含量為8%，余量為 鐵，然后在750°C下將鐵硅合金燒成溶液，將溶液從高12m的容器內(nèi)利用高壓氮氣破碎，再 在氮氣保護下投入熱處理爐內(nèi)720°C進行退火處理，冷卻至室溫后，將所得粉末過400目 篩；
[0031] (2)將步驟（1)所得的粉末進行表面鈍化，用3wt%磷酸和5wt%的水?dāng)嚢杈鶆蚝?放入攪拌容器內(nèi)，然后加熱烘干，溫度1 l〇°C，完全干燥后，往粉末中加入絕緣劑、內(nèi)潤滑劑 和脫模劑，再進行模壓成型，模壓的壓力為18T/cm2,然后進行熱處理，熱處理分預(yù)熱區(qū)和高 溫區(qū)和冷卻區(qū)三個區(qū)域，首先產(chǎn)品在450°C溫度段預(yù)熱，預(yù)熱30min后，然后進入730°C溫度 高溫加熱，加熱60min后進入冷卻段，冷卻30min后產(chǎn)品取出，再進行加固處理，產(chǎn)品放入 含浸液中浸泡25min，然后取出清洗干凈后放入烘箱內(nèi)220°C烘干，最后在表面噴涂環(huán)氧樹 脂油漆，制得本發(fā)明的磁粉芯。
[0032] 步驟（2)中，所述的絕緣劑是高齡土，絕緣劑的加入量是合金粉末重量的0. 25%。 所述的內(nèi)潤滑劑是二硫化鑰，內(nèi)潤滑劑的加入量是合金粉末重量的〇. 3%。所述的脫模劑是 硬質(zhì)酸鋅，脫模劑的加入量是合金粉末重量的〇. 6 %。
[0033] 步驟（2)中，模壓成型為外徑Φ 26. 92mm、內(nèi)徑Φ 14. 70mm、高為11. 18mm的環(huán)形樣 品。
[0034] 步驟（2)中，模壓成型使用自動干粉成型液壓機。
[0035] 步驟（2)中，所述的環(huán)氧樹脂油漆是耐200°C的改良型環(huán)氧樹脂油漆。
[0036] 步驟（2)中，加固處理中，所述的含浸液是硅酮樹脂。
[0037] 實施例3
[0038] (1)將鐵硅合金放入真空感應(yīng)爐中進行冶煉，鐵硅合金中硅含量為6. 5%，余量為 鐵，然后在750°C下將鐵硅合金燒成溶液，將溶液從高10m的容器內(nèi)利用高壓氮氣破碎，再 在氮氣保護下投入熱處理爐內(nèi)720°C進行退火處理，冷卻至室溫后，將所得粉末過200目 篩；
[0039] (2)將步驟（1)所得的粉末進行表面鈍化，用2. 5wt%磷酸和4. 5wt%的水?dāng)嚢杈?勻后放入攪拌容器內(nèi)，然后加熱烘干，溫度100°c，完全干燥后，往粉末中加入絕緣劑、內(nèi)潤 滑劑和脫模劑，再進行模壓成型，模壓的壓力為18T/cm 2,然后進行熱處理，熱處理分預(yù)熱區(qū) 和高溫區(qū)和冷卻區(qū)三個區(qū)域，首先產(chǎn)品在450°C溫度段預(yù)熱，預(yù)熱30min后，然后進入730°C 溫度高溫加熱，加熱60min后進入冷卻段，冷卻30min后產(chǎn)品取出，再進行加固處理，產(chǎn)品 放入含浸液中浸泡25min，然后取出清洗干凈后放入烘箱內(nèi)220°C烘干，最后在表面噴涂環(huán) 氧樹脂油漆，制得本發(fā)明的磁粉芯。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有高磁通磁環(huán)性能的磁粉芯的制備方法，其特征在于：所述方法的具體步驟 如下： (1) 將鐵硅合金放入真空感應(yīng)爐中進行冶煉，鐵硅合金中硅含量為5-8%，余量為鐵，然 后在750°C下將鐵硅合金燒成溶液，將溶液從高8-12m的容器內(nèi)利用高壓氮氣破碎，再在氮 氣保護下投入熱處理爐內(nèi)720°C進行退火處理，冷卻至室溫后，將所得粉末過180-400目 篩； (2) 將步驟（1)所得的粉末進行表面鈍化，用2-3wt%磷酸和4-5wt%的水?dāng)嚢杈鶆蚝蠓?入攪拌容器內(nèi)，然后加熱烘干，溫度90-1KTC，完全干燥后，往粉末中加入絕緣劑、內(nèi)潤滑 劑和脫模劑，再進行模壓成型，模壓的壓力為18T/cm 2,然后進行熱處理，熱處理分預(yù)熱區(qū)和 高溫區(qū)和冷卻區(qū)三個區(qū)域，首先產(chǎn)品在450°C溫度段預(yù)熱，預(yù)熱30min后，然后進入730°C溫 度高溫加熱，加熱60min后進入冷卻段，冷卻30min后產(chǎn)品取出，再進行加固處理，產(chǎn)品放 入含浸液中浸泡25min，然后取出清洗干凈后放入烘箱內(nèi)220°C烘干，最后在表面噴涂環(huán)氧 樹脂油漆，制得本發(fā)明的磁粉芯。
2. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（1)中，鐵硅合金中硅含量為 6. 5%，余量為鐵。
3. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（2)中，所述的絕緣劑是高齡土，絕 緣劑的加入量是合金粉末重量的〇. 2-0. 25%。
4. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（2)中，所述的內(nèi)潤滑劑是二硫化 鑰，內(nèi)潤滑劑的加入量是合金粉末重量的〇. 2-0. 3%。
5. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（2)中，所述的脫模劑是硬質(zhì)酸鋅， 脫模劑的加入量是合金粉末重量的〇. 3-0. 6%。
6. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（2)中，模壓成型為外徑 Φ26. 92臟、內(nèi)徑Φ 14. 70臟、高為11. 18臟的環(huán)形樣品。
7. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（2)中，模壓成型使用自動干粉成 型液壓機。
8. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（2)中，所述的環(huán)氧樹脂油漆是耐 200°C的改良型環(huán)氧樹脂油漆。
9. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（2)中，加固處理中，所述的含浸液 是硅酮樹脂。
【文檔編號】B22F3/00GK104103413SQ201410287682
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】姚國忠 申請人:湖州南潯聞天磁性材料有限公司