[發(fā)明專(zhuān)利]一種鐵硅軟磁合金及其粉末的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110229269.3
• 申請(qǐng)日: 2011-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102268605A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳遠(yuǎn)星;劉志堅(jiān);何坤宏;黃偉嘉;黃華儉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東省鋼鐵研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/34
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/34;B22F9/04;H01F1/20
• 代理公司: 廣州市南鋒專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 44228
• 代理人: 何本謙

申請(qǐng)單位:廣東省鋼鐵研究所

發(fā)明人：陳遠(yuǎn)星，劉志堅(jiān)，何坤宏，黃偉嘉，黃華儉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬粉末及其制造方法技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種鐵硅軟磁合金及其粉末的制備方法。

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背景技術(shù)

鐵硅合金是一類(lèi)性能優(yōu)異的軟磁材料，具有磁性能優(yōu)異、原材料資源豐富和價(jià)格低的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)合金中Si約6.5%時(shí),飽和磁致伸縮系數(shù)λs幾乎為零,最大導(dǎo)磁率μm達(dá)到最高,鐵損達(dá)到最低,因此，6.5%Si的鐵硅合金是制作低噪音、低鐵損比較理想的鐵芯材料，其領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

但由于含硅量高,?鐵硅合金出現(xiàn)結(jié)構(gòu)有序化,合金變得既硬又脆,使機(jī)械加工性能急劇惡化,難以用傳統(tǒng)方法軋制成型。目前,采用粉末冶金的方法直接生產(chǎn)Fe-6.5Si合金軟磁材料粉末及磁粉芯是一個(gè)很好的發(fā)展方向。

Fe-6.5Si鐵硅合金磁粉芯工作溫度可以達(dá)到200℃，沒(méi)有鐵粉芯在高溫工作時(shí)的熱老化問(wèn)題。具有高性價(jià)比、優(yōu)良的直流疊加特性、高頻低損耗特性等特點(diǎn)，使其性能特點(diǎn)正好填補(bǔ)于純鐵粉芯和原有其他三種合金磁芯（高磁通、鐵硅鋁、鐵鎳鉬）之間，特別適合目前低壓大電流、高功率密度、高頻化的趨勢(shì)，是一種性價(jià)比很高的產(chǎn)品。可以應(yīng)用到逆變電源、電力有源功率因數(shù)補(bǔ)償電路、太陽(yáng)光伏系統(tǒng)電源濾波。

目前鐵硅合金粉末主要生產(chǎn)方式有三種:1)氣霧化法;2)水霧化法;3)機(jī)械破碎法。氣霧化法生產(chǎn)的鐵硅合金粉為球形粉，純度高，但成型性差，難壓制;其設(shè)備投資大、生產(chǎn)成本高，價(jià)格貴；水霧化法生產(chǎn)的鐵硅合金粉形貌為不規(guī)則形，氧含量高，雜質(zhì)多，粉芯損耗高，性能差；普通機(jī)械破碎法制粉成型性好，性能好，但因Fe-6.5Si合金難破碎，機(jī)械制粉困難，生產(chǎn)效率低,無(wú)法批量生產(chǎn)。現(xiàn)有鐵硅合金粉末制備存在的上述問(wèn)題一直影響鐵硅合金粉末及磁粉芯的推廣應(yīng)用。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有鐵硅軟磁合金粉末存在的上述問(wèn)題，提供一種鐵硅軟磁合金及其粉末的制備方法。該鐵硅軟磁合金粉末不易生銹，粉末形貌好，電磁性能優(yōu)良，而且生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單，投資設(shè)備少，生產(chǎn)成本低。

上述任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種鐵硅軟磁合金，其特征是由重量百分比的Si?6.2~6.6%，P?0.15~0.5%、Ti?0.05~0.5%、Cr?0.5~2.0%，稀土0.1~0.8%，余量為Fe組成。

本發(fā)明任務(wù)還可以采取如下措施進(jìn)一步完善：

所述的磷可提高常溫下合金內(nèi)部的脆性，有利于磁感提高，但超過(guò)一定數(shù)量后合金粉末鐵損增加，其優(yōu)選配比為0.2～0.4%。

所述的鉻能提高合金中抗氧化和耐腐蝕能力，但超過(guò)一定量后合金損耗會(huì)增加，其優(yōu)選配比為為0.6~1.5%。

所述的鈦有利于細(xì)化晶粒，使矯頑力下降，有利于提高磁性。但超過(guò)一定量后，合金晶粒細(xì)小，合金破碎比較困難，其優(yōu)選配比為0.05~0.12%。

所述的稀土可選用鑭(La)、鈰（Ce）、釹(Nd)中一種稀土元素，最好選用鑭（La），其加入量以0.2～0.6%為合適。

本發(fā)明的鐵硅軟磁合金的優(yōu)選成分由重量百分比的Si?6.2～6.6%，P0.2～0.4%、Ti0.05～0.12%、Cr?0.6～1.5%，稀土鑭(La)?0.2～0.6%，余量為Fe組成；

???根據(jù)本發(fā)明的鐵硅軟磁合金的粉末制備方法是：

①采用感應(yīng)爐冶煉鐵硅合金，在1550~1590^oC時(shí)澆注扁模坯料；

②坯料冷卻到室溫后用落錘粗破碎到5毫米以下粒度，再用帶篩球磨機(jī)磨成粒度小于1毫米的粗粉料，最后用多角球磨機(jī)磨至粒度小于－150目的細(xì)粉料。

③將細(xì)粉料加熱到700~900^oC，保溫2~4小時(shí)進(jìn)行保護(hù)氣氛熱處理。

④采用振動(dòng)球磨機(jī)再將細(xì)粉料磨至－250~300目的超細(xì)粉末，然后在還原氣氛下進(jìn)行熱處理，溫度為700～880℃，時(shí)間為3～5小時(shí)。

⑤最后經(jīng)篩分，配料混合制成鐵硅合金粉成品。

上述的鐵硅合金粉末制備方法還可以采取如下措施進(jìn)一步完善：

所述的多角球磨機(jī)最好采用六角球磨機(jī)，球料比1：10~40，球磨時(shí)間8~24小時(shí)。

所述的保護(hù)氣氛熱處理所采用的氣體為氫氣、氮?dú)狻?/p>