[發明專利]一種鐵硅鋁軟磁制粉合金及其制備工藝

無效

• 申請號: 200910044568.2
• 申請日: 2009-10-19
• 公開（公告）號: CN101693979A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 劉達東;粟傳觀
• 申請（專利權）人: 衡陽市華南汽車配件制造有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C33/04;H01F1/147
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于金屬功能材料制備技術領域，具體涉及一種鐵硅鋁軟磁制粉合金及其制備工藝。

背景技術

軟磁制粉合金屬于精密合金范疇，廣泛用于航空航天、信息通訊、電力電子、冶金機械、石油化工、能源交通、環境保護等領域，由于其擁有的低矯頑力和高磁導率性能，常用于制作各種電磁鐵的極頭、磁導體、磁屏蔽、電機的轉子和定子、變壓器和繼電器的鐵芯及各種通訊、傳感、記錄等工程中的磁性元件。

當今信息技術時代，各種高性能的電子器件的出現對軟磁制粉合金也提出了更高的要求。比如：在眾多的電力電子設備中，噪聲是主要的電路干擾源，必須使用各種濾波器件以降低噪聲。由軟磁制粉合金制成的磁粉芯作為差模電感的主要元件，在濾波器中起著關鍵的作用。為了得到較好的濾波效果，要求磁粉芯材料具有以下性能特征：高的飽和磁感應強度、寬的恒導磁特性、良好的頻率特性、良好的交直流疊加特性及低的損耗特性。針對以上要求，相繼發展了鐵粉芯、切口非晶合金鐵芯、鐵鎳鉬粉芯等電感用軟磁材料，這些材料在不同的應用條件下都發揮了各自的優勢和作用。目前，在高端市場上鐵鎳鉬粉芯占據了主要份額，但由于鐵鎳鉬粉芯的制造工藝復雜、原材料價格昂貴，導致粉芯價格居高不下，在應用范圍上受到一定的制約。

近年來，鐵硅鋁軟磁合金制成的鐵基軟磁粉芯因其成本較低、制備工藝簡單、性能優異而倍受關注，有望替代鐵鎳鉬粉芯的部分用途。

發明內容

本發明的目的在于提供一種綜合磁性能和機械性能好的鐵硅鋁軟磁制粉合金。

所述軟磁制粉合金的化學成分按重量百分比為：C：0.03％；Si：9.2-9.8％；Al：5.8-6.2％；Ti：0.5-0.6％；S：0.02-0.03％；Mn≤0.40％；P≤0.03％；Fe余量；N2≤0.02％；O₂≤0.04％。

所述軟磁制粉合金熔點為1442-1445℃。

所述軟磁制粉合金密度為6.7-6.8×10³kg/m³。

本發明的另一目的在于提供上述軟磁制粉合金的制備工藝，包括以下步驟：

1)原材料準備：將純鐵、結晶硅在300℃以上烘烤2小時，其中純鐵裝爐前表面需打磨干凈；鋁錠在200℃以上烘烤2小時；輔助材料石灰、螢石低溫烘烤干燥，其中螢石要沖洗后再干燥；

2)配料：各原料重量百分比分別為：C：0.03％；Si：9.2-9.8％；Al：5.8-6.2％；Ti：0.5-0.6％；S：0.02-0.03％；Mn≤0.40％；P≤0.03％；Fe余量；

3)裝料、真空冶煉：純鐵裝好后打開爐底氬氣，保持壓力0.1Mpa大功率送電熔化；待純鐵全部熔化后降低送電功率，加錳鐵、硫磺、結晶硅、鈦鐵，然后加入鋁錠；最后加入精煉劑碳，加碳后精煉時間為25-45分鐘；

4)起鑄：吹氬凈化鋼液，溫度達到1475-1525℃、真空度＜1.33Pa時起鑄，蓋好爐蓋并密封，送入氬氣保護鑄坯。

本發明的優點在于：

1、通過配方的改進，本發明的軟磁制粉合金的各項軟磁性能技術指標良好，綜合磁性能和機械性能得到顯著改善，可廣泛應用于抗電磁干擾領域。

2、本發明采用真空感應爐與水平連鑄冶煉軟磁制粉合金，用該方法生產的金屬粉末，除了具有氣體霧化制粉技術的冷速高、晶粒細、成分均勻、固熔度高等特點外，還具有粉末純、含氧量低、細粉收得率高、外貌球形度高等一系列優點。

具體實施方式

以下實施例旨在說明本發明而不是對本發明的進一步限定，本發明可以按發明內容所述的任一方式實施。

實施例1：

每次冶煉出鋼量500kg。配料如下：純鐵405kg、99％鋁塊33kg，99結晶硅49kg，27.5％鈦鐵12.5kg、99％錳鐵1.0kg、99％硫磺0.03kg。

先將純鐵、結晶硅在300℃以上烘烤2小時，裝爐前將純鐵表面打磨干凈；鋁錠在200℃以上烘烤2小時；輔助材料石灰低溫烘烤干燥；螢石沖洗后低溫烘烤干燥。

將純鐵裝好后打開爐底氬氣，保持壓力0.1Mpa大功率送電熔化；待純鐵全部熔化后降低送電功率，分別加入錳鐵、硫磺、結晶硅、鈦鐵，然后加入鋁錠；最后加入精煉劑碳，加碳后精煉時間為25-45分鐘；起鑄前吹氬凈化鋼液，待溫度達到1475-1525℃、真空度＜1.33Pa時起鑄，蓋好爐蓋并密封，送入氬氣保護鑄坯。

本專利產品已得到武漢欣達磁性材料有限公司使用驗證，物化性能完全符合要求、技術參數完全達標。