[發明專利]一種微細合金粉末的制備方法

有效

• 申請號: 202011060659.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112170857B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 霍利山;門賀;郭海;黃嘉翔;馬麗
• 申請（專利權）人: 寧波中科畢普拉斯新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明涉及合金粉末制備技術領域，公開了一種微細合金粉末的制備方法，采用密閉的中間包盛裝合金液，合金液從中間包下方的噴嘴噴射至密閉的制粉罐體中，合金液在罐體中經氣體霧化裝置霧化成液滴，霧化后的合金液滴噴射至旋轉的冷卻輥表面，經過旋轉冷卻輥的撞擊后再次破碎成更細小的顆粒，并經冷卻輥進一步冷卻后形成微細的合金粉末；在制備過程中，向中間包內通入惰性氣體以補償液壓的下降，使合金液從中間包噴出時的壓力恒定。本發明突破了現有常規氣霧化方法冷卻速率低、難以制備微細合金粉末等缺點，可批量制備微細球形的完全非晶態合金粉末。

技術領域

本發明涉及合金粉末制備技術領域，更確切地說涉及一種微細合金粉末的制備方法。

背景技術

軟磁合金粉末廣泛應用于高頻電子元器件中，如智能手機、平板電腦、筆記本電腦、通信設備、汽車控制單元等領域所廣泛使用的貼片式電感，就大量使用Fe-Si-Al、Fe-Si-Cr、Fe-Si、鐵氧體、非晶合金、納米晶合金的粉末作為核心的軟磁材料。當前各類電子器件向高頻化、小型化和大電流化方向發展，貼片式電感也不例外，這對其軟磁材料和磁芯也提出更高的要求。與其他軟磁合金粉末相比，非晶軟磁合金粉末和納米晶軟磁合金粉末因在更高的頻率下同時具備更低的磁芯損耗、更高的磁導率、優異的直流偏置特性和良好的溫度穩定性等，在高頻貼片式電感中獲得越來越多的應用。而微細的、具有良好球形度的非晶、納米晶軟磁合金粉末在貼片式電感的進一步高頻化和綜合性能提升方面已展現出關鍵的作用和巨大的應用前景。

軟磁合金粉末的制備裝置有很多，如專利CN101062522A、CN2091732U等所述的裝置采用水霧化法制備粉末，具備冷卻速率大，粉末粒度、微觀結構和形狀可控等優點，但是卻存在諸多不足之處：(1)熔融液流和水流相互作用，使獲得的粉末易形成氧化物，含氧量高，顯著影響軟磁性能；(2)由于高壓水流的沖擊作用，制得的合金粉末形狀不規則，容易形成帶尖角、尖棱或長尾的顆粒，造成磁芯的絕緣性能較差、損耗較高，影響后續的加工和使用。

如專利CN102925824A、CN108754389A等所述的裝置采用氣霧化法制備粉末，可制備球形度高的粉末，但存在以下不足之處：(1)氣體的冷卻速率較低，霧化得到的合金粉末多為晶態粉末，難以制備完全非晶態的粉末；(2)因氣霧化裝置的氣體壓力較小，對合金液的破碎能力較低，難以制備微細粉末，常規氣霧化法制備的合金粉末粒徑一般在30μm以上，難以滿足當前高頻電子器件的使用需求。

專利CN105397100A提出了一種微細金屬粉末的制備方法，該制備方法一方面采用將金屬材料熔融、霧化成液滴后噴射到高速回轉圓盤上破碎為小液滴，另一方面將噴射到高速回轉圓盤上的液滴破碎后進行冷卻，得到金屬粉末。但仍存在不足：經高速回轉圓盤破碎后的小液滴沿圓盤周圍各個方向甩出，方向控制困難，冷卻裝置的布置比較復雜，給粉末收集帶來極大不便。

因此，針對目前非晶納米晶軟磁合金粉末制備方法上的不足，有待于做進一步的改進。

發明內容

本發明旨在提供一種制備合金粉末的方法，可獲得粒度細且分布范圍窄的合金粉末，同時對合金粉末制備過程中的液滴冷卻速度大幅度提升，得到非晶態更完全、含氧量更低、球形度更好的優良粉末，該方法具有生產成本低、系統能耗低、工藝穩定、安全可靠等優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種微細合金粉末的制備方法，采用密閉的中間包盛裝合金液，將合金液經由中間包下的噴嘴向下噴射到密閉的制粉罐體中，合金液經制粉罐體內設置于噴嘴下方的氣體霧化裝置所噴出的高壓氣體霧化成液滴，然后氣霧化后的合金液滴噴射到噴嘴下方快速旋轉的冷卻輥表面上，經過旋轉冷卻輥的撞擊后再次破碎成更細小的顆粒，并經冷卻輥進一步冷卻后形成微細的合金粉末；所述中間包內設有塞桿，用于開啟或封閉中間包下方的水口；在制備過程中，向中間包內通入惰性氣體，利用惰性氣體的氣壓補償制粉時合金液液面下降所造成的液壓下降，使合金液從中間包噴出時的壓力恒定；所述補償氣壓符合如下公式：p(t)＝p₀+Mgt/(A-πr²)，其中，