一種圓環(huán)取向非晶磁粉芯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能材料中軟磁粉芯的制備領(lǐng)域，具體涉及一種圓環(huán)取向非晶軟磁粉芯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非晶磁粉芯是由非晶磁粉與絕緣劑混合壓制而成的一種軟磁器件，廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源磁芯、濾波器和互感器等各種電子元器件中。傳統(tǒng)非晶磁粉芯主要經(jīng)過(guò)粉末篩分及粒度配比、磁粉鈍化、絕緣包覆、模壓成型、去應(yīng)力退火、固化處理等一系列環(huán)節(jié)加工而成，上述工藝會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)題:(I)由于鱗片狀磁粉為無(wú)序狀態(tài)，在壓制過(guò)程中磁粉與磁粉棱角之間的相互擠壓，容易破壞絕緣包覆膜，造成渦流損耗增加；(2)磁粉平面不平行于應(yīng)用磁場(chǎng)，會(huì)產(chǎn)生面內(nèi)渦流，從而造成磁粉芯總損耗的增加；(3)鱗片狀磁粉在垂直于應(yīng)用磁場(chǎng)方向具有最大的退磁因子，會(huì)產(chǎn)生最大的退磁場(chǎng)，從而降低磁粉芯磁導(dǎo)率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種具有高μ XQ值的圓環(huán)取向非晶磁粉芯的制備方法，以消除由磁粉退磁場(chǎng)、磁粉面內(nèi)渦流損耗對(duì)非晶磁粉芯磁電性能造成的不利影響。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種圓環(huán)取向非晶磁粉芯的制備方法，包括以下步驟:
[0006]步驟一，將鱗片狀非晶軟磁粉末進(jìn)行鈍化處理，隨后同粘結(jié)劑、絕緣劑混合均勻；
[0007]步驟二，將混合均勻的復(fù)合物放入非導(dǎo)磁模具內(nèi)，然后將模具放置于水平外加磁場(chǎng)中并加以振動(dòng)；
[0008]步驟三，以固定角度旋轉(zhuǎn)模具，并將沿圓環(huán)方向取向磁粉進(jìn)行逐次預(yù)壓固定，之后將已預(yù)壓的磁粉芯置于粉末壓片機(jī)中進(jìn)行壓制；
[0009]步驟四，將已取向磁粉芯進(jìn)行去應(yīng)力退火、固化處理。
[0010]優(yōu)選的，步驟一中的鱗片狀非晶磁粉為非等軸的鱗片狀非晶磁粉。
[0011]優(yōu)選的，步驟一中的非晶磁粉粒度為50 μπι-500 μπι。
[0012]優(yōu)選的，步驟一中鱗片狀非晶磁粉的用量為該復(fù)合物總重量的80% -95%。
[0013]優(yōu)化的，步驟二中外加水平磁場(chǎng)大小為0.1-10特斯拉。
[0014]優(yōu)選的，步驟三中模具旋轉(zhuǎn)角度為30°、45°、60°、90°的一種。
[0015]優(yōu)選的，步驟四中去應(yīng)力退火處理溫度為420°C，退火時(shí)間為30min，其中升溫速率為10°C /min，之后隨爐冷卻。
[0016]優(yōu)選的，步驟四中固化處理是磁粉芯在100°C下保溫1min后，在環(huán)氧樹(shù)脂膠中浸漬直至無(wú)氣泡產(chǎn)生，然后烘干。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有非晶軟磁粉芯制備工藝相比，本發(fā)明采用了磁場(chǎng)誘導(dǎo)粉末取向壓制成型工藝，鱗片狀非晶磁粉具有較大的徑厚比，其形狀各向異性顯著，在沿著磁粉平面方向?yàn)橐状呕S，垂直于磁粉平面方向?yàn)殡y磁化軸，其中非晶磁粉在外加磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生靜磁力，從而發(fā)生旋轉(zhuǎn)使其易磁化軸沿著磁力線方向進(jìn)行取向排列。對(duì)磁粉芯內(nèi)部每個(gè)磁粉來(lái)講，并不存在閉合回路，鱗片狀磁粉平面在平行于應(yīng)用磁場(chǎng)方向具有最小的退磁因子，產(chǎn)生最小的退磁場(chǎng)，從而可以有效提高磁粉芯磁導(dǎo)率。非晶磁粉經(jīng)磁場(chǎng)誘導(dǎo)取向后，磁粉與磁粉之間為平行排列，從而避免了壓制過(guò)程中磁粉與磁粉棱角之間的相互擠壓，減小對(duì)絕緣包覆膜的破壞程度，其次磁粉平面平行應(yīng)用磁場(chǎng)可以有效的降低磁粉面內(nèi)渦流損耗。本發(fā)明制備的非晶磁粉芯可以顯著提高磁粉芯的μ與Q的乘積。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的磁場(chǎng)取向示意圖；
[0019]圖2為實(shí)施例1與對(duì)比例的磁導(dǎo)率與頻率關(guān)系對(duì)比圖；
[0020]圖3為實(shí)施例1與對(duì)比例的μ與Q乘積與頻率關(guān)系對(duì)比圖；
[0021]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制備的圓環(huán)取向非晶磁粉芯的斷口掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0023]實(shí)施例1
[0024]將成分為Fe78Si9B13鱗片狀非晶磁粉進(jìn)行篩分，混成由10%通過(guò)-100?+200目的第一粉末和55%的通過(guò)-200?+300目的第二粉末和35%的通過(guò)-300目的第三粉末組成的配比粉末，將配比好的非晶粉末進(jìn)行鈍化處理，然后將粉末烘干，向鈍化后的非晶粉末中加入粘結(jié)劑、絕緣劑進(jìn)行均勻混合，其中，鱗片狀非晶磁粉的用量為該復(fù)合物總重量的90% ;將絕緣包覆后的非晶磁粉均勻裝入非導(dǎo)磁模具中，然后將模具放置于0.8Τ的水平外加磁場(chǎng)中并加以振動(dòng)，然后以45°旋轉(zhuǎn)模具，并將沿圓環(huán)方向取向磁粉進(jìn)行逐次預(yù)壓固定，之后將已預(yù)壓的磁粉芯置于粉末壓片機(jī)中進(jìn)行壓制，壓力為lOOOMPa，得到規(guī)格為?29mmX 17mmX 10mm(即外徑為29mm，內(nèi)徑為17mm，高為10mm)的磁粉芯，將壓制后的磁粉芯在氬氣氣氛保護(hù)下進(jìn)行去應(yīng)力退火，熱處理溫度為420°C，退火時(shí)間為30min，其中升溫速率為10°C /min，隨爐冷卻，將熱處理后的磁粉芯在100°C下保溫1min后，在環(huán)氧樹(shù)脂膠中浸漬直至無(wú)氣泡產(chǎn)生，然后烘干。
[0025]實(shí)施例2
[0026]將成分為Fe78Si9B13鱗片狀非晶磁粉進(jìn)行篩分，混成由10%通過(guò)-100?+200目的第一粉末和55%的通過(guò)-200?+300目的第二粉末和35%的通過(guò)-300目的第三粉末組成的配比粉末，將配比好的非晶粉末進(jìn)行鈍化處理，然后將粉末烘干，向鈍化后的非晶粉末中加入粘結(jié)劑、絕緣劑進(jìn)行均勻混合，其中，鱗片狀非晶磁粉的用量為該復(fù)合物總重量的80% ;將絕緣包覆后的非晶磁粉均勻裝入非導(dǎo)磁模具中，然后將模具放置于0.5T的水平外加磁場(chǎng)中并加以振動(dòng)，然后以60°旋轉(zhuǎn)模具，并將沿圓環(huán)方向取向磁粉進(jìn)行逐次預(yù)壓固定，之后將已預(yù)壓的磁粉芯置于粉末壓片機(jī)中進(jìn)行壓制，壓力為lOOOMPa，得到規(guī)格為?29mmX 17mmX 10mm(即外徑為29mm，內(nèi)徑為17mm，高為10mm)的磁粉芯，將壓制后的磁粉芯在氬氣氣氛保護(hù)下進(jìn)行去應(yīng)力退火，熱處理溫度為420°C，退火時(shí)間為30min，其中升溫速率為10°C /min，隨爐冷卻，將熱處理后的磁粉芯在100°C下保溫1min后，在環(huán)氧樹(shù)脂膠中浸漬直至無(wú)氣泡產(chǎn)生，然后烘干。
[0027]實(shí)施例3
[0028]將成分為Fe78Si9B13鱗片狀非晶磁粉進(jìn)行篩分，混成由10%通過(guò)-100?+200目的第一粉末和55%的通過(guò)-200?+300目的第二粉末和35%的通過(guò)-300目的第三粉末組成的配比粉末，將配比好的非晶粉末進(jìn)行鈍化處理，然后將粉末烘干，向鈍化后的非晶粉末中加入粘結(jié)劑、絕緣劑進(jìn)行均勻混合，其中，鱗片狀非晶磁粉的用量為該復(fù)合物總重量的95% ;將絕緣包覆后的非晶磁粉均勻裝