[發(fā)明專利]一種高磁導(dǎo)率低功耗鐵硅鋁磁粉芯的制造方法

無效

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• 申請日: 2011-10-22
• 公開（公告）號: CN103065786A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭燕清;朱協(xié)彬;王紅軍;周翠娥
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南康力新材料科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;C22C33/04;B22F9/08
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磁性物體的制造方法，具體的說是一種高磁導(dǎo)率低功耗鐵硅鋁磁粉芯的制造方法。這種鐵硅鋁磁粉芯主要適合于制作開關(guān)電源上的電感鐵芯和濾波電感鐵芯。

背景技術(shù)

目前，開關(guān)電源及UPS的迅速發(fā)展，需要磁導(dǎo)率高、飽和磁通密度高、高頻工作時損耗低、附加直流偏磁場后磁導(dǎo)率下降小的磁性元件。大量使用的鐵粉芯磁導(dǎo)率低(μe＝75)，且鐵芯損耗大，鐵硅鋁磁粉芯磁導(dǎo)率可達μe＝125，飽和磁通官度達1.5T(特斯拉)左右，磁致伸縮系數(shù)接近于零，這種磁粉芯用于代替鐵粉芯，磁芯損耗更低，而且其能量儲存能力比鐵鎳鉬(MPP)磁粉還要高，它是開關(guān)電源中能量儲存和濾波電感器用磁芯的理想材料。現(xiàn)行鐵硅鋁合金粉末的制備方法有霧化制粉法、機械合金化法以及非晶晶化球磨法，霧化制粉法是目前鐵硅鋁合金粉末制備主要采用的方法。

現(xiàn)行鐵硅鋁磁粉芯原料合金粉末存在組成成份波動大、氧含量高、顆粒形貌難以控制、粉末的粒度分布配比不合理，導(dǎo)致鐵硅鋁磁粉芯的性能下降，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，同時鐵硅鋁原料合金粉末生產(chǎn)過程采用真空感應(yīng)熔煉，設(shè)備投資大、操作過程復(fù)雜、生產(chǎn)成本高。鐵硅鐵磁粉芯存在的不足限制了其在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)行鐵硅鋁磁粉芯生產(chǎn)過程存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種工藝過程簡單、生產(chǎn)成本低的高磁導(dǎo)率低功耗鐵硅鋁磁粉芯的制造方法。該方法制造的鐵硅鋁磁粉芯磁導(dǎo)率可達μe147，其制成品在交流100kHz疊加直流偏磁場H＝20Oe(奧斯特)時的磁導(dǎo)率為初始磁導(dǎo)率的60％以上，具有低的磁芯損耗，在頻率50kHz、B＝500Gs時磁芯損耗小于80mw/cm³。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種高磁導(dǎo)率低功耗鐵硅鋁磁粉芯的制造方法，該方法實現(xiàn)的步驟為：

(1)采用保護劑覆蓋非真空中頻感應(yīng)電爐，熔煉FeSiAl合金熔體，合金熔體重量百分比組成為：Si9.5％～9.8％，Al5.6％～6.0％，C≤0.02％，O≤0.04％，N≤0.01％，余量為Fe；

(2)將上述合金熔體經(jīng)超高壓水霧化制粉裝置霧化成合金粉末，退火處理后篩分分級，選用如下粒度分布粉末：-100目～150目占15％，-150目～+250目占55％，-250目+300目占25％，-300目占5％；

(3)經(jīng)過絕緣處理并添加粘結(jié)劑、脫膜劑后模壓成型，制成品的密度為6.1～6.5g/cm³。

(4)模壓成型的制成品在具有還原氣氛或保護氣氛的熱處理爐經(jīng)600～700℃、保溫30分鐘以上熱處理和表面噴涂即成磁粉芯。

其中所述保護劑由碳酸鈣、螢石、氧化鋁粉混合而成，按照重量百分比，其含量為：碳酸鈣：35～45％，螢石：15～25％，氧化鋁35～40％。

其中在步驟(1)中保護劑添加量為合金熔體重量的0.5％～10％。

其中絕緣劑為醇酸清漆、或三聚氧氨醇酸絕緣漆、或三聚清氨醇酸浸漬漆。

其中粘結(jié)劑為氧化銅粉和磷酸膠，重量比為2.5～4.5，然后用有機溶劑丙酮稀釋至濃度為0.9～1.1％，脫膜劑為1.0～1.6％的硬脂酸鋅。

其中在(2)步驟中將合金粉末置入具有氫氣氣氛的熱處理爐內(nèi)，在900～1000℃度的溫度條件下保溫2小時進行退火處理，將退火處理后的合金粉末再進行分級篩分，選取合適粒徑的合金粉末。

本發(fā)明一種高磁導(dǎo)率低功耗鐵硅鋁磁粉芯的制造方法具有以下優(yōu)點：由于在鐵硅鋁合金熔煉時采用非真空中頻感應(yīng)電爐，比現(xiàn)行使用的真空感應(yīng)電爐設(shè)備投資少、操作方便、生產(chǎn)成本低，采用超高壓水霧化法制粉，通過對霧化工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)，可以控制鐵硅鋁合金粉末的粒度分布和顆粒形貌，通過對鐵硅鋁合金粉末的粒度分級篩分與粒度分布合理配比，可以使鐵硅鋁合金粉末的填充密度達到最佳。上述措施的采用，大大提高了磁粉芯的導(dǎo)磁率，并降低了磁粉芯的功率損耗。

附圖說明

圖1是高磁導(dǎo)率低功耗鐵硅鋁磁粉芯制備工藝流程示意圖。

圖2是采用高磁導(dǎo)率低功耗鐵硅鋁合金粉末的XRD圖。

圖3是采用超高壓水霧化制粉裝置制備的鐵硅鐵合金粉末形貌圖。

具體實施方式

本發(fā)明提出的高磁導(dǎo)率低功耗鐵硅鋁磁粉芯制造方法實現(xiàn)的步驟為：