[發(fā)明專利]一種具有低成形壓強(qiáng)高生產(chǎn)效率的金屬軟磁粉芯的制備方法

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• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112652437A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張學(xué)斌;張華;蘇海林;鄒中秋;仝西川;馬劍;張博瑋;都有為
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇瑞德磁性材料有限公司
• 主分類號: H01F1/153
• 分類號: H01F1/153
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 34114
• 代理人: 金惠貞

本發(fā)明涉及一種具有低成形壓強(qiáng)高生產(chǎn)效率的金屬軟磁粉芯的制備方法，屬于金屬軟磁粉芯的制備技術(shù)領(lǐng)域。操作步驟如下：（1）將鐵基粉末篩分為三級，按質(zhì)量百分比取三種鐵基粉末，得到粉料；（2）將三種粉料混合，得到混合粉料；（3）在混合粉料中加入環(huán)氧樹脂和硬脂酸鋅，攪拌均勻，得到坯粉；（4）在螺桿擠出機(jī)中對坯粉進(jìn)行擠出加工，得到空心管材，再將空心管材切割為磁環(huán)生坯；（5）在箱式爐中，對磁環(huán)生坯進(jìn)行烘烤，得到金屬軟磁粉芯；所述金屬軟磁粉芯的密度為5.78～7.20g/cm³、磁導(dǎo)率為48.0～49.5。本發(fā)明通過粒度配比將金屬軟磁粉芯的成型壓強(qiáng)顯著下降，因此可以通過擠出+切割的方式對金屬軟磁粉芯進(jìn)行成型，降低了成本，大大提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬軟磁粉芯的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有低成形壓強(qiáng)高生產(chǎn)效率的金屬軟磁粉芯的制備方法。

背景技術(shù)

目前，電力電子器件正快速向著小型化、高頻化、大功率和高效化發(fā)展，這也對軟磁材料提出了更高的要求。在傳統(tǒng)的軟磁鐵芯材料中，硅鋼片和非晶軟磁合金因較大的渦流損耗及噪音導(dǎo)致應(yīng)用頻率較低；鐵氧體因其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度較低，無法滿足器件小型化的需求；納米晶軟磁合金則由于成本較高，材質(zhì)非常脆而很難廣泛應(yīng)用。而由鐵磁性金屬顆粒與高電阻率絕緣介質(zhì)通過粉末冶金工藝制備成的金屬軟磁粉芯，則憑借其良好的頻率穩(wěn)定性、較高的磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、優(yōu)異的直流偏置性能及較低的損耗等特性，被廣泛應(yīng)用于各種電力電子領(lǐng)域中。

在制備金屬軟磁粉芯時(shí)，為了提高電阻率、降低高頻下的渦流損耗，通常會(huì)在磁粉表面進(jìn)行絕緣包覆，使其表面覆蓋均勻、致密的絕緣層。而為了提高磁導(dǎo)率，降低磁滯損耗，通常會(huì)在液壓機(jī)中采用1～2GPa量級的高成形壓強(qiáng)壓制磁芯，以有效提高磁芯密度。在這種GPa量級的高成形壓強(qiáng)下，無論是無機(jī)絕緣生成的無機(jī)酸鹽和氧化物絕緣層，還是有機(jī)包覆的樹脂絕緣層，都會(huì)被部分破壞，從而導(dǎo)致磁粉之間可能形成渦流通路，造成粉芯電阻率的降低、渦流損耗升高。此外，工廠中通常使用大型液壓機(jī)進(jìn)行粉芯生產(chǎn)，一方面壓機(jī)的價(jià)格高昂，重復(fù)單次壓制的生產(chǎn)方式效率也很低，導(dǎo)致金屬軟磁粉芯的生產(chǎn)成本較高，另一方面，液壓機(jī)中模的尺寸有限，造成粉芯壓制尺寸受限。因此，開發(fā)一種在實(shí)際生產(chǎn)中具有低成本、高效率、性能優(yōu)良、尺寸不受成形設(shè)備限制的金屬軟磁粉芯制備工藝具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有金屬軟磁粉芯制備存在的成本高效率低問題，本發(fā)明提供一種具有低成形壓強(qiáng)高生產(chǎn)效率的金屬軟磁粉芯的制備方法。

一種具有低成形壓強(qiáng)高生產(chǎn)效率的金屬軟磁粉芯的制備操作步驟如下：

步驟（1）配制粉料

將鐵基粉末篩分為三級，一級鐵基粉末過80～200目篩、二級鐵基粉末過300～450目篩、三級鐵基粉末過625～12500目篩；

按質(zhì)量百分比取55%～70%質(zhì)量的一級鐵基粉末、10%～20%質(zhì)量的二級鐵基粉末和15%～30%質(zhì)量的三級鐵基粉末，得到粉料；

步驟（2）混均粉料

將一級鐵基粉末和二級鐵基粉末在混料機(jī)中混合20～30min，加入三級鐵基粉末，繼續(xù)混合30～40min，得到混合粉料；

步驟（3）制備坯粉

按混合粉料質(zhì)量6～8%的量加入環(huán)氧樹脂、按混合粉料質(zhì)量4～5‰的量加入硬脂酸鋅，攪拌器均勻攪拌30～40min，得到坯粉；

步驟（4）制備磁環(huán)生坯

在螺桿擠出機(jī)中對坯粉進(jìn)行加工，擠出壓強(qiáng)為200～300MPa，得到空心管材，并用切割機(jī)將空心管材切割為磁環(huán)生坯；

步驟（5）制備金屬軟磁粉芯

在箱式爐中，對磁環(huán)生坯進(jìn)行烘烤，烘烤溫度為150～250℃、時(shí)間為5～6h，得到金屬軟磁粉芯；所述金屬軟磁粉芯的密度為5.78～7.20g/cm³、磁導(dǎo)率為48.0～49.5。

進(jìn)一步限定的技術(shù)方案如下：

步驟（1）中，所述混料機(jī)為V型混料機(jī)。