[發(fā)明專利]用于制造金屬軟磁粉芯的復(fù)合粉末材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210018235.8
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114360833A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖相巍;李廣幫;黃玉平;楊光;楊驥;常桂華
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: H01F1/20
• 分類號: H01F1/20;H01F41/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 陶新亞

本發(fā)明涉及一種用于制造金屬軟磁粉芯的復(fù)合粉末材料及其制備方法，所述復(fù)合粉末材料的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C≤0.020％，Si：5.8％～7.0％，Mn：0.10％～0.20％，P≤0.010％，S≤0.010％，N≤0.003％，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明所制備的復(fù)合粉末材料由表面包覆層含二氧化硅的復(fù)合粉末組成，其制備過程中不會留下任何殘余物，復(fù)合材料具有高的磁導(dǎo)率和低的損耗，頻率穩(wěn)定性好，在高頻下磁損耗小；且工藝簡單，安全可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合粉末制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于制造金屬軟磁粉芯的復(fù)合粉末材料及其制備方法。

背景技術(shù)

電力電子器件向高頻化、節(jié)能化、高效化、小型化的發(fā)展趨勢是金屬軟磁粉芯出現(xiàn)的重要原因。為了適用大功率的應(yīng)用場合，需要配套的軟磁鐵芯具有良好的抗飽和性能。顯然，高磁導(dǎo)率的傳統(tǒng)軟磁材料無法滿足這個(gè)要求。通常的解決辦法是在軟磁材料的磁路中引入氣隙實(shí)現(xiàn)飽和磁化場的大幅提高。但氣隙的引入會導(dǎo)致電磁干擾、損耗升高、溫升增大、噪音增強(qiáng)、一致性變差等一系列問題。在這種情況下，金屬軟磁粉芯作為一種具有大量分布式氣隙的新型復(fù)合軟磁材料逐漸發(fā)展起來。金屬軟磁粉芯是通過粉末冶金技術(shù)將軟磁粉末和絕緣介質(zhì)混合壓制而成的復(fù)合軟磁材料。目前工業(yè)上常用的絕緣包覆方法為磷酸鈍化工藝。但對磁粉的化學(xué)腐蝕會造成損耗的升高，且磷酸鹽絕緣層易在高溫下燒蝕，從而限制了粉芯性能的優(yōu)化。

申請?zhí)枮?01310522883.8的中國專利申請公開了“一種軟磁鐵氧體包覆金屬磁性粉末的方法及其軟磁復(fù)合材料制備方法”，將金屬磁性粉末與少量微米或亞微米軟磁鐵氧體混合，隨后經(jīng)微波高溫?zé)崽幚矶纬砂矊印２捎蒙鲜霭卜勰┲苽浣饘佘洿艔?fù)合材料的方法，是將包覆粉末進(jìn)行有機(jī)物包覆、添加潤滑劑后壓制成形，最后退火處理即得軟磁復(fù)合材料。該技術(shù)方案充分利用了鐵氧體軟磁材料具有磁性、高電阻率和耐高溫性的特點(diǎn)，是兩種軟磁材料的復(fù)合，非磁性物質(zhì)較其他類型的軟磁復(fù)合材料少，且具有較高的熱處理溫度，因而具有較好的綜合磁性能。但其需要將金屬磁性粉末與軟磁鐵氧體混合，再經(jīng)微波熱處理形成包覆層，后序還需添加潤滑油等處理過程，工序復(fù)雜，成本高。

申請?zhí)枮?01711205002.4的中國專利申請公開了“一種軟磁復(fù)合粉末材料的制備方法”，目的是解決金屬軟磁鋼材及軟磁鐵氧體兩大類別軟磁材料存在的缺陷問題，軟磁復(fù)合粉末材料包含84～89％Mn，5.5～6.5％N，2.0～4.0％Nb，1.5～2.0％Ce，2.0～3.0％Mo；制備時(shí)將原材料置于中頻爐內(nèi)，升溫過程中氮?dú)獗Ｗo(hù)，待完全融化后，在1650～1750℃下適當(dāng)保溫，以20～100千克每分鐘的流量進(jìn)行鋼水霧化，霧化后的粉漿進(jìn)行脫水，再經(jīng)真空干燥后進(jìn)行還原處理，還原后的粉塊破碎，過150目篩網(wǎng)后包裝而成。利用此粉末可以制備出磁性能優(yōu)良的金屬軟磁制品。上述復(fù)合粉末材料的制備過程并沒有提及粉末復(fù)合的具體工藝方法。

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，急需研發(fā)一種在復(fù)合粉末制備過程中能夠不留殘余，工藝簡單，安全可靠，充分保障復(fù)合粉末的性能，甚至對產(chǎn)品的質(zhì)量有所提升的制備復(fù)合粉末材料的工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于制造金屬軟磁粉芯的復(fù)合粉末材料及其制備方法，所制備的復(fù)合粉末材料中不會留下任何殘余物，復(fù)合材料具有高的磁導(dǎo)率和低的損耗，頻率穩(wěn)定性好，在高頻下磁損耗小；且工藝簡單，安全可靠。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

用于制造金屬軟磁粉芯的復(fù)合粉末材料，所述復(fù)合粉末材料的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C≤0.020％，Si：5.8％～7.0％，Mn：0.10％～0.20％，P≤0.010％，S≤0.010％，N≤0.003％，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。

所述復(fù)合粉末材料的磁導(dǎo)率為70～100H/m，飽和磁通密度為1.7～1.9T。

用于制造金屬軟磁粉芯的復(fù)合粉末材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)電爐冶煉：