[發明專利]一種面向PFC電感的磁導率等于125的復合軟磁粉芯的制備方法

在審

• 申請號: 201711049625.7
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107610873A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 吳鵬;吳益明;蔚超;陸云才;李建生;鄒中秋;孫磊
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司電力科學研究院;國家電網公司;江蘇瑞德磁性材料有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H01F1/147
• 分類號: H01F1/147;H01F1/22
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,俞翠華

技術領域

本發明屬于軟磁材料制備技術領域，具體涉及一種面向PFC電感的磁導率等于125的復合軟磁粉芯的制備方法。

背景技術

軟磁材料廣泛應用于電力電子工業、計算機技術、電信工程等，在工業生產中占據重要位置。最早應用的一類軟磁材料是金屬軟磁材料。目前，常采用破碎法或者氣霧化法制備出金屬軟磁粉末，然后通過絕緣包覆、壓制成型、熱處理等工藝，制備出金屬軟磁粉芯。由于金屬軟磁粉芯通過絕緣處理后，顆粒之間存在高電阻率的絕緣層，因此能夠有效降低粉芯的渦流損耗。此外，壓制后的金屬軟磁粉芯內部存在均勻分布的氣隙，所以能夠提高粉芯的抗飽和性能。憑借低損耗、高抗飽和特性，金屬軟磁粉芯被廣泛應用于光伏逆變器、有源濾波器、充電樁等電子電力器件中作為PFC電感的磁芯使用。

專利CN106373694A中公開一種Fe基非晶復合軟磁粉芯的制備方法。專利中，采用質量百分比95％～97％的快淬法FeSiB非晶粉末和FeSi_3.5粉末中的至少一種，以及質量百分比3％～5％的羰基鐵粉和水霧化FeNi50中的至少一種粉末組成軟磁復合粉末的原料，采用酸鈍化工藝將不同類型的粉末分別進行絕緣鈍化處理，然后按照設定質量比例混粉，最后通過壓制成型、熱處理，制備出復合軟磁粉芯。通過這種方法制備出的復合軟磁粉芯在100Oe條件下的直流偏置特性約為53％，50kHz、100mT條件下的粉芯損耗約為800mW/cm³。專利CN106409461A中，采用FeSi_6.5、破碎鐵硅鋁和Mn-Zn鐵氧體粉末調配出復合軟磁粉末。其中，要求FeSi_6.5粉末的粒度為-150目、破碎鐵硅鋁的粒度為-200/325目，Mn-Zn鐵氧體粉末的粒度低于5μm。通過對上述粉末分別進行酸鈍化處理后，壓制出復合軟磁粉芯毛坯件，然后在氮氣和氫氣氛圍中、600℃～800℃條件下經過60分鐘～120分鐘退火得到復合軟磁粉芯。通過這種方法可以制備出磁導率為60的復合軟磁粉芯，在100Oe的條件下直流偏置性能能夠達到70％。專利CN106229104A中也公布了一種復合軟磁粉芯的制備方法。該專利中選用的粉末材質包括純Fe、FeSi、FeSiAl、FeNi50、FeNiMo和FeCo。粉末種類偏多，并且制備過程中，需要針對不同材質的粉末，選定不同的粒度，過程控制復雜。

綜上所述，現有制備復合軟磁粉芯的方法需要選用的粉末種類較多，并且需要對粉末分別進行絕緣鈍化處理，控制過程中繁雜。針對不同材質的復合軟磁粉芯，甚至還需要在氫氣氛圍中進行熱處理，增加了制備過程的風險。因此，很有必要提供一種操作簡便的復合軟磁粉芯制備方法，并且能夠具有低損耗特點和優良的直流偏置性能。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種面向PFC電感的磁導率等于125的復合軟磁粉芯的制備方法，可以成功地制備出有效磁導率為125的復合軟磁粉芯，且制備出的復合軟磁粉芯，在50kHz、100mT條件下的粉芯損耗低于350mW/cm³，100Oe條件下直流偏置性能高于25％。

實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種面向PFC電感的磁導率等于125的復合軟磁粉芯的制備方法，包括以下步驟：

(1)選用質量占比20.0％～30.0％的鐵硅粉和70.0％～80.0％的破碎鐵硅鋁粉配置出金屬磁粉；

(2)對制得的金屬磁粉進行絕緣處理，并將獲得的干燥的絕緣粉末用篩網進行過篩；

(3)向步驟(2)中篩過的絕緣粉末中加入粘結劑和脫模劑，混合均勻后，得到待成型的磁粉；

(4)將待成型磁粉壓制成粉芯毛坯件；

(5)在充有保護性氣體的環境中，將粉芯毛坯件在720℃～820℃進行保溫90分鐘～110分鐘，得到所需磁導率的復合軟磁粉芯。

進一步地，所述步驟(2)具體為：向制得的金屬磁粉中加入占金屬磁粉質量2.5‰～4.5‰的磷酸、2.0‰～4.0‰的B₂O₃粉末以及10.0％的乙醇，加熱至90℃，攪拌20分鐘～40分鐘；保溫結束后，將獲得的干燥的絕緣粉末用篩網進行過篩

進一步地，所述步驟(2)中采用60-120目的篩網進行過篩。

進一步地，所述步驟(2)中采用100目的篩網進行過篩。

進一步地，所述步驟(3)具體為：向步驟(2)中篩過的絕緣粉末中加入占絕緣粉末質量0.1％的粘結劑、0.2％的脫模劑，混合均勻后，得到待成型的磁粉。