[發明專利]一種致密不易開裂的新能源汽車磁力水泵用粉末冶金磁環及其制作方法

在審

• 申請號: 201611011156.5
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106583737A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 谷道榮
• 申請（專利權）人: 安徽榮玖智能裝備科技有限公司
• 主分類號: B22F5/10
• 分類號: B22F5/10;B22F1/00;B22F3/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 方崢

技術領域

本發明涉及磁性材料技術領域，尤其涉及一種致密不易開裂的新能源汽車磁力水泵用粉末冶金磁環及其制作方法。

背景技術

軟磁材料，是一類常見的功能材料，廣泛地應用在電動機、發電機、變壓器、傳感器以及其他電氣設備中，是現代文明的先進設備中非常重要的組成部分。其特點是在較小的磁場下能較快地響應并達到飽和磁化狀態，且在去掉外磁場后磁化狀態幾乎消失，易于通過輕微地改變外場而控制材料的磁化狀態。隨著汽車產業的不斷發展，環境友好、節能減排、綠色新能源汽車的普及率逐年遞增，軟磁材料的需求量也穩步增加，尤其是用于新能源車輛的電機、控制器等電器的磁力水泵關鍵零件內、外磁環的市場規模將日益增大。磁環又稱鐵氧體磁環是電子電路中常用的抗干擾元件，對于高頻噪聲有很好的抑制作用。

鐵氧體可以將其看成是鐵的氧化物和其他金屬氧化物的復合體，常用的鐵氧體主要是錳鋅、鎳鋅和鎂鋅系列的鐵氧體。錳鋅鐵氧體具有高飽和磁感應強度、高磁導率、高電阻率、低功耗等優良特性，其性能的好壞直接決定著軟磁材料的性能優劣，因而對錳鋅鐵氧體的性能改進尤為重要，有關其研究也較多，比如《CaO對Mn-Zn鐵氧體微觀結構與磁性能的影響》采用傳統氧化物陶瓷工藝制備了CaO-Bi₂O₃-MoO₃-Nb₂O₅復合摻雜高磁導率Mn-Zn鐵氧體材料，利用掃描電子顯微鏡（SEM）、B-H測試儀和阻抗分析儀等對材料結構和磁性能進行了表征，研究了不同添加量CaO對高磁導率Mn-Zn鐵氧體的微觀結構和磁性能的影響。結果表明，添加適量的CaO可以細化晶粒、提高材料的頻率特性和品質因數 Ｑ，降低材料的損耗；當質量分數CaO＝0.03%時，材料具有最佳的綜合性能：μi＝9772.22，Ｌ200／Ｌ10＝99.36%，室溫 ＰＣＶ＝435.14mW／cm3。

然而文獻中僅僅是在微觀水平上對錳鋅鐵氧體進行改進，盡管其頻率特性有所改善，但用于制備磁環時存在磁性低、不耐腐蝕、耐酸堿性差、硬度小不耐磨等缺陷，因而急需對現有技術中磁環的配方和工藝流程重新組合改性，適當添加一些合金元素和潤滑助劑等以提高其耐腐蝕、耐酸堿等性能，提高磁環的使用壽命。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種致密不易開裂的新能源汽車磁力水泵用粉末冶金磁環及其制作方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種致密不易開裂的新能源汽車磁力水泵用粉末冶金磁環，由下列重量份的原料制成：鉻20-22、碳0.026-0.031、鈮0.3-0.6、鋁4-7、銅12-14、納米石墨粉1.3-1.6、氧化鋇0.2-0.4、氧化鍶0.4-0.6、硬脂酸鋰1.6-1.8、硼酸鋅0.1-0.2、桐木屑5-8、二苯基二氯硅烷2.3-2.6、硅丙乳液6-8、松香樹脂8-10、錳鋅鐵氧體0.6-0.9、鐵51-54，所述的錳鋅鐵氧體其摩爾配方比為氧化鐵：氧化錳：氧化鋅=51.5：24.5：24。

所述的一種致密不易開裂的新能源汽車磁力水泵用粉末冶金磁環的制作方法，包括以下步驟：

（1）將桐木屑烘干粉碎，加入硅丙乳液浸漬處理10-12小時，噴霧干燥于600-700℃炭化30-40分鐘，加入納米石墨粉、二苯基二氯硅烷超聲分散5-8小時，噴霧干燥；

（2）將銅粉投入坩堝電阻爐中迅速升溫至完全熔化，加入步驟（1）物料超聲波攪拌混勻，保溫靜置20-25分鐘，將金屬液經氣體霧化制粉設備得粒徑在100μm以下的銅包覆改性納米石墨粉；

（3）將錳鋅鐵氧體采用鋼球濕磨2-3小時，烘干于900-920℃下預燒2小時，加入氧化鋇、氧化鍶、硼酸鋅進行二次球磨4-5小時，烘干加入質量比為12%的聚乙烯醇水溶液、步驟（2）物料超聲分散20-30分鐘，噴霧干燥得混合粉體；

（4）將鐵粉和鉻、碳、鈮、鋁粉投入混粉機中球磨混合，加入步驟（3）混合粉體、松香樹脂及其他剩余成分加熱至50-60℃，攪拌30-40分鐘真空干燥，加入到模具中壓制成所需形狀，得到生坯；

（5）將上述生坯放入燒結爐中，在氮氣的保護氣氛下，2小時升溫至500℃，保溫30分鐘，再1小時升溫至800℃，保溫30分鐘，而后1小時升溫至1100-1150℃，保溫2小時，關火隨爐冷卻至室溫放入退火爐中，在氮氣保護下800℃退火兩小時出料。