[發明專利]一種高出粉率低損耗26μ鐵硅軟磁粉心的制備方法

在審

• 申請號: 202210757512.7
• 申請日: 2022-06-29
• 公開（公告）號: CN115106522A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 湯鳳林;杜曉東;李亞
• 申請（專利權）人: 揚州領創新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F1/16
• 分類號: B22F1/16;B22F3/02;B22F3/10;H01F1/147;H01F41/02
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發明公開了一種高出粉率低損耗26μ鐵硅軟磁粉心的制備方法，通過選用粒度小于180目的鐵硅磁粉，以聚乙烯醇溶液對磁粉表面進行改性，選用高熱穩定性的高嶺土和凹凸棒土粉末作為包覆材料，制備出低磁導率26μ鐵硅軟磁粉心，包覆工藝對磁粉表面無化學腐蝕破壞作用，能夠有效提升鐵硅粉心的軟磁性能，大幅提升出粉率至98％，降低粉心生產成本。

技術領域

本發明屬于軟磁材料技術領域，具體涉及一種高出粉率低損耗26μ鐵硅軟磁粉心的制備方法。

背景技術

鐵硅粉心成分一般為Fe-(4.5wt.％～6.5wt.％)Si，飽和磁感應強度高達1.6T，有效磁導率為26-90，具有較高的直流偏置性能。因此可以用于大電流、高功率領域的電力電子器件，如濾波器、電抗器等器件中。但是，鐵硅磁粉心損耗較高，所以降低鐵硅粉心損耗是目前的研究方向之一。

專利CN102306525A中公布了磁導率μ＝26的鐵硅合金軟磁材料及其制造方法，采用占鐵硅合金粉末重量的2.3％～2.8％的磷酸以及占鐵硅合金粉末重量的0.9％～1.2％的酚醛樹脂對鐵硅粉心進行絕緣包覆處理，制備出的26μ鐵硅粉心產品，在100Oe條件下的直流偏置性能為87.0％，50kHz、100mT條件下的損耗為680mW/cm³。專利CN102314986A中公布的一種鐵硅合金磁粉心及其制造方法中，同樣采用磷酸和酚醛樹脂絕緣包覆方案制備出了26μ鐵硅粉心產品，在100Oe條件下的直流偏置性能提高到了94.8％，但是50kHz、100mT條件下的損耗高于680mW/cm³，甚至超過700mW/cm³。專利CN113035541A中公布了改性硅溶膠包覆鐵硅粉末的方法及制造鐵硅磁粉心的方法，方案中預先配置出磷酸溶液、磷酸二氫鋁溶液、硅酸鈉溶液，再將磷酸溶液、磷酸二氫鋁溶液與水混合均勻制得鈍化液，硅溶膠、硅酸鈉溶液與水混合均勻制得改性硅溶膠包覆液，最后按照比例將鈍化液和包覆液與鐵硅粉料混合、加熱、攪拌，實現對鐵硅粉料的絕緣包覆過程。該方案能夠提升鐵硅粉心直流偏置性能，但是在100kHz、100mT條件下的損耗為3500mW/cm³，明顯高于現有的粉心損耗水平。

通過現有專利分析可以看出，磷酸鈍化方案作為一種簡便、成熟方案，廣泛應用于鐵硅粉心的制備工藝中。并且，采用磷酸鈍化方案能夠有效提升粉心的強度，滿足后續加工、裝配的強度需求。但是，磷酸鈍化方案，磷酸與鐵硅顆粒反應形成的磷酸鹽熱穩定性較差，在后續的高溫熱處理過程中容易分解，導致絕緣效果變差，引起磁心損耗上升。因此，本專利選用聚乙烯醇包覆體系，通過引入高熱穩定性的高嶺土和凹凸棒土粉末作為包覆材料，有效降低鐵硅粉心的損耗，并且能夠大幅提高低磁導率鐵硅粉心的出粉率。

發明內容

本發明針對電子電力器件領域對軟磁粉心性能提升需求，提供了一種高出粉率低損耗26μ鐵硅軟磁粉心的制備方法，采用聚乙烯醇溶液對鐵硅磁粉表面進行改性，完全替代常用的磷酸等酸性試劑，采用高熱穩定性氧化物對磁粉表面進行絕緣包覆，進一步提升鐵硅粉心的軟磁性能，工藝過程簡便、可控，能夠大幅提高出粉率，降低生產成本。

本發明高出粉率低損耗26μ鐵硅軟磁粉心的制備方法，以聚乙烯醇溶液對磁粉表面進行改性，采用高熱穩定性的高嶺土和凹凸棒土粉末作為包覆材料，制備出低磁導率26μ鐵硅軟磁粉心，包覆工藝對磁粉表面無化學腐蝕破壞作用，能夠有效提升鐵硅粉心的軟磁性能，并大幅提升出粉率。具體包括如下步驟：

步驟1：向鐵硅磁粉中加入聚乙烯醇溶液，常溫下攪拌均勻；

步驟2：向步驟1所得漿料中加入高嶺土粉末、凹凸棒土粉末并常溫攪拌，獲得混合漿料；

步驟3：將混合漿料加熱至80℃～140℃，并繼續保溫攪拌；待保溫攪拌結束后，自然冷卻至室溫，過篩后得到干燥的粉末；

步驟4：向步驟3獲得的干燥粉末加入脫模劑，混合均勻后，得到待成型的磁粉；

步驟5：用壓機將步驟4制備的待成型磁粉壓制成粉心毛坯件；