[發明專利]一種μ75復合磁粉芯的制造方法

在審

• 申請號: 201710593951.8
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107369516A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 柏海明;劉光雨;李磊
• 申請（專利權）人: 天通（六安）新材料有限公司
• 主分類號: H01F1/147
• 分類號: H01F1/147;H01F1/22;B22F1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及軟磁材料及粉末冶金領域，特別是一種μ75復合磁粉芯的制造方法，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轉換器及光伏逆變器等。

背景技術

隨著電力電子設備的高頻化、小型化、高功率密度化，傳統的硅鋼片在逐漸失去優勢，鐵基磁粉芯是性價比相對比較合理的選擇。其中，非晶磁粉芯是結合功耗優勢和直流疊加特性的理想材料，但因在材料、粉芯工藝、可靠性等多方面的原因，一直沒有被大批量應用。傳統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，可靠性和穩定性也經過了時間的驗證。因此，如果能在傳統磁粉芯的基礎上，對目前工藝較為成熟的傳統磁粉芯進行研究，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前研究的熱點和難點。簡單的機械復合，沒有辦法使得磁粉芯特性有較好的綜合性能。通過對復合粉末材料特性的研究，適當的改變復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，制備的復合磁粉芯，性能接近于非晶磁粉芯，同時成本低于非晶磁粉芯。

發明內容

本發明的目的提供一種符合低壓大電流、高功率密度、高頻化的要求，且生產成本低、穩定性好的μ75復合磁粉芯的制造方法。

本發明技術方案是一種μ75復合磁粉芯制造方法，采用的合金粉末為機械破碎鐵硅鋁、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復合而成，各合金粉末通過相互間性能的互補，使得制備的復合粉芯性能接近市售非晶磁粉芯，其制造步驟如下：

步驟一、粉末復合：合金粉末中，低成本粉末的比例≥50%，仍然能保持較高的直流偏置能力和較低的損耗；

步驟二、鈍化：由于是幾種合金粉末復合，每種粉末對應鈍化工藝的要求不同，通過調整鈍化工藝，在復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；

步驟三、絕緣包覆：向烘干的粉末中依次添加0.5%～1.0%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?；旌暇鶆虿⒑娓?，0.3%～0.8%的硬脂酸類作潤滑劑；

步驟四、模壓成型：磁粉芯的成型壓力取1600～2100MPa，成型后倒角；

步驟五、熱處理：成型后的磁粉芯在600～800℃的氮氣或氬氣環境中保溫30～90min；

步驟六、磁粉芯表面涂層。

優選的，所述低成本的粉末占比超過50%，通過添加抗氧化材料解決鈍化工藝問題，并通過調整水玻璃硅酸鈉的加入量，調整包覆材料的成膜性和機械強度，制備的復合粉芯性能接近市售非晶磁粉芯。

優選的，所述磁粉芯的物理特性及磁性能：

（1）100kHz，1V時，磁粉芯的磁導率μe=75；

（2）直流疊加特性：100kHz,25℃，磁粉芯在1000e磁場強度下，初始磁導率的系數≥0.45；

（3）磁粉芯的功率損耗PCV（50kHz，1000Gs）≤400mW/cm³。

本發明的有益效果：

1、本發明通過對復合粉末的適當處理，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。

2、現有制備方法中，通常采用氧化硅、氧化鋁、氧化鎂等氧化物以及硅酸鈉的等無機材料做包覆粘結，所得復合粉芯穩定、可靠，因此，成本低、安全性強、便于生產。

3、本發明的磁導率μ75復合磁粉芯的物理性能和磁性能優良。100kHz，1V時，磁粉芯的磁導率μ=75；100kHz，25℃時，磁粉芯在1000e下，初始磁導率的系數≥0.45；磁粉芯的功率損耗PCV（50kHz，1000Gs）≤400mW/cm³；較好的平衡了成本、功耗、直流偏置、穩定性、可靠性等經濟及技術指標。

具體實施方式

為便于本領域技術人員理解本發明方案，現結合具體實施方式對本發明技術方案作進一步具體說明。

實施例1：