[發明專利]一種電感用FeSiCr軟磁粉末及其應用

在審

• 申請號: 202110040549.3
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112885551A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 趙放;唐明強;樂晨;林晨;陳義華
• 申請（專利權）人: 泉州天智合金材料科技有限公司
• 主分類號: H01F1/147
• 分類號: H01F1/147;H01F17/06
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務所(普通合伙) 35221
• 代理人: 何碧明

本發明公開了一種電感用FeSiCr軟磁粉末及其應用，屬于合金材料領域，按重量百分比計包括如下成分：Fe89?92％，Si5.0?6.0％，Cr3.0?4.0％，V0.2?0.5％，Ni0.2?0.5％，C≤0.02％，P≤0.005％，S≤0.005％。將制得的軟磁粉末與3.5％的膠水混合，100℃下烘烤3小時；再取烘干粉末17.2g，壓制并在180℃下烘烤1小時，得到外徑17mm，內徑14.5mm，高度為5.8mm的磁環。本發明的有益效果是：通過對FeSiCr三元合金各元素配比進行設計，引入V，Ni等元素進行微合金化改性，并使用水霧化方法得到該粉末，該粉末具有磁環磁導率高、電阻率大、功率損耗低等特性。

技術領域

本發明涉及合金材料領域，具體而言，涉及一種電感用FeSiCr軟磁粉末及其應用。

背景技術

模壓一體成型電感因其具有較高的電感量，可耐大電流沖擊的特性，特別是可以小型化，片式化。在家用智能電氣，工業制造電子設備，逐漸取代了傳統的環形電感，特別是在筆記本電腦、手機和智能穿戴設備上，模壓一體成型電感以其小巧多變的形狀和靈活可控的電磁特性，成為不可缺少而且應用數量越來越大的基礎電磁元器件。

這種電感器件一般采用軟磁材料制造。軟磁材料是指容易磁化，矯頑力Hc極低(Hc＜1000m/A)的磁性材料。它可以在較低的磁場下實現最大的磁化強度。因此軟磁材料廣泛應用于電源器、濾波器、扼流器中的電感器件中。今年來由于通信科技的發展，通信設備需要在更高的頻率下工作，并且需要非常低的功率損耗以保證信號的強度和可靠性。最早被使用的軟磁材料是鐵粉，目前在扼流線圈、CD電感等行業中仍在大量使用，Fe粉的優勢是價格非常便宜，但是其缺點是功率損耗大，尤其是鐵損很大，因此不能在高頻下使用。為了降低鐵損，在純鐵中加入Si元素提高電阻率，并且發現Si元素的添加也起到了降低磁滯損耗的作用。另外，因為純鐵的耐銹性很差，導致電感器的壽命很短(即使表面噴漆也不能長期使用)。因此向純鐵中還添加Cr元素起到抗腐蝕的作用，延長電感的使用壽命。總體而言，FeSiCr三元合金軟磁材料是比較理想的適用于高頻(0-10MHz)下，具有較高磁導率和較低功率損耗且抗腐蝕性較好的軟磁材料。

但是，Si、Cr元素比例的不同，又會帶來不同的電磁特性。一般而言，Si元素可以提高電阻率降低鐵損，但是隨著Si的增多，FeSiCr材料的磁導率會降低，同時抗腐蝕性也會大幅度下降。Cr添加目的是增強抗腐蝕性，但是隨著Cr含量的增多磁導率會快速降低，影響了應用特性。目前市面上FeSiCr三元合金軟磁材料的磁導率、直流偏置特性和耐氯離子腐蝕性等綜合性能表現，如何平衡FeSiCr三元合金軟磁材料中各元素的比例及通過引入其他元素的方式來改善其綜合性能一直是業內關注的重要問題。

發明內容

針對現有技術中FeSiCr軟磁材料磁導率、直流偏置特性和耐氯離子腐蝕性綜合性能表現并不佳的問題，本發明通過對FeSiCr三元合金各元素配比進行設計，再引入V，Ni等元素進行微合金化改性，使用水霧化方法得到的粉末具有磁環磁導率高、電阻率大、功率損耗低等特性。具體技術方案如下：

一種電感用FeSiCr軟磁粉末，按重量百分比計包括如下成分：Fe 89-92％，Si5.0-6.0％，Cr 3.0-4.0％，V 0.2-0.5％，Ni 0.2-0.5％，C≤0.02％，P≤0.005％，S≤0.005％。

Si的添加可以提高電阻率降低高頻產生渦流損耗，在電感中這種渦流損耗表現為鐵損，隨之帶來電感溫度上升。這不僅會造成電感壽命縮短，信號失真。當電感溫度上升到一點溫度，會熔化絕緣膠造成電感短路，從而集成電路板過流短路燒毀，這是最為致命的事故。因此Si的添加可以大幅度降低電感溫度上升。