[發(fā)明專利]一種μ60復(fù)合磁粉芯的制備方法

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• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107492444A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘曉強(qiáng);柏海明;王璨
• 申請（專利權(quán)）人: 天通（六安）新材料有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/147
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軟磁材料及粉末冶金領(lǐng)域，特別是一種磁導(dǎo)率μ26復(fù)合磁粉芯的制備方法，這種軟磁材料不僅適用于制作大電流功率電感、PFC電路電感、DC/DC轉(zhuǎn)換器及光伏逆變器等。

背景技術(shù)

隨著電力電子設(shè)備的高頻化、小型化、高功率密度化，傳統(tǒng)的硅鋼片在逐漸失去優(yōu)勢，鐵基磁粉芯是性價(jià)比相對比較合理的選擇。其中，非晶磁粉芯是結(jié)合功耗優(yōu)勢和直流疊加特性的理想材料，但因在材料、粉心工藝、可靠性等多方面的原因，一直沒有被大批量應(yīng)用。

傳統(tǒng)的磁粉芯由于無法平衡損耗和直流偏置特性、成本，但其工藝相對較為成熟，可靠性和穩(wěn)定性也經(jīng)過了時(shí)間的驗(yàn)證。因此，如果能在傳統(tǒng)磁粉芯的基礎(chǔ)上，對目前工藝較為成熟的傳統(tǒng)磁粉芯進(jìn)行研究，在保持較低成本、較高直流偏置能力的前提下，盡可能多的降低磁粉芯的高頻損耗成了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

簡單的機(jī)械復(fù)合，沒有辦法使得磁粉芯特性有較好的綜合性能。通過對復(fù)合粉末材料特性的研究，適當(dāng)?shù)母淖儚?fù)合粉末中粉末的表面形貌，合理的包覆工藝，形成完整的包覆層，以及一定的熱處理工藝，制備的復(fù)合磁粉芯，性能接近于非晶磁粉芯，同時(shí)成本低于非晶磁粉芯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是生產(chǎn)制備一種μ26復(fù)合磁粉芯，該合金磁心特別適合目前低壓大電流、高功率密度、高頻化的要求，可以替代部分鐵粉心，鐵硅鋁粉磁芯，鐵鎳磁粉心、非晶磁粉芯等產(chǎn)品，使用本發(fā)明制備的的磁粉芯做成的電感器可以應(yīng)用到逆變電源、電力有源功率因數(shù)補(bǔ)償電路（PFC）、太陽光伏系統(tǒng)電源濾波；不間斷電源（UPS）,也可制作成高功率密度一體電感器，大量應(yīng)用到負(fù)載點(diǎn)POL和VRM電源中。

本發(fā)明采取下述技術(shù)方案：

（a）合金粉末復(fù)合: 將機(jī)械破碎鐵硅鋁、氣霧化鐵硅鋁、氣霧化鐵硅、氣霧化鐵鎳、氣霧化鐵鎳鉬中的兩種或兩種以上合金粉末進(jìn)行混合充分。

（b）鈍化:針對不同合金粉末的復(fù)合，通過調(diào)整鈍化工藝，在復(fù)合粉末中添加抗氧化材料，解決不同粉末鈍化工藝要求不同的問題。磷化液加入的比例為0.1%～1%，并用5%～10%的去離子水稀釋；

（c）絕緣包覆：向烘干的合金粉末中依次添加3.0%～8.0%的氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂中的一種或幾種、0.5%～2%的硅酸鈉，5%～10%去離子水。混合均勻并烘干，加入0.3%～0.8%的硬脂酸類作潤滑劑；

（d）模壓成型：磁粉芯的成型壓力取1600～2100MPa，，成型后倒角；

（e）熱處理：成型后的磁粉芯在600～800℃的氮?dú)饣驓鍤猸h(huán)境中保溫30～90min；

（f）磁粉芯表面涂層。

進(jìn)一步的，合金粉末中低成本粉末的比例≥50%。

進(jìn)一步的，步驟（c）中的水玻璃（硅酸鈉）的加入量根據(jù)包覆材料的劑量進(jìn)行調(diào)整，保證包覆材料的成膜性和機(jī)械強(qiáng)度。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

（1）通過復(fù)合粉末選用機(jī)械破碎鐵硅鋁、氣霧化鐵硅鋁、氣霧化鐵硅、氣霧化鐵鎳、氣霧化鐵鎳鉬為制備原料，成本低廉、粉末光潔，球形度高，含氧量低，制得的磁粉芯具有很高的性價(jià)比和穩(wěn)定性的適當(dāng)處理；

（2）通過對復(fù)合粉末的抗氧化處理，合金顆粒表面易均勻包覆，所得磁粉芯具有較低的渦流損耗和良好的直流疊加特性。

（3）采用氧化硅、氧化鋁、氧化鎂等氧化物以及硅酸鈉的等無機(jī)材料做包覆粘結(jié)，所得復(fù)合磁粉芯穩(wěn)定、可靠、成本低、安全性強(qiáng)。

（4）本發(fā)明的磁導(dǎo)率μ60復(fù)合磁粉芯的物理性能和磁性能優(yōu)良，100kHz，1V時(shí)，磁粉芯的磁導(dǎo)率μ=60；100kHz，25℃時(shí)，磁粉芯在100Oe下，初始磁導(dǎo)率的系數(shù)≥0.60；磁粉芯的功率損耗P_CV（50kHz，1000Gs）≤400mW/cm³；較好的平衡了成本、功耗、直流偏置、穩(wěn)定性、可靠性等經(jīng)濟(jì)及技術(shù)指標(biāo)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種μ60復(fù)合磁粉芯的制備工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例一：