[發明專利]一種低鉻防銹鐵硅鉻磁粉芯及其制備方法

在審

• 申請號: 202211514164.7
• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115798854A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 鐘立軍;李博;王兵;朱敏峰;黃才斌
• 申請（專利權）人: 江西悅安新材料股份有限公司
• 主分類號: H01F1/147
• 分類號: H01F1/147;H01F41/02
• 代理公司: 廣州君咨知識產權代理有限公司 44437
• 代理人: 譚啟斌

本發明公開了一種低鉻防銹鐵硅鉻磁粉芯及其制備方法，涉及軟磁材料技術領域，其制備是先采用稀釋劑和鈍化劑將鐵硅鉻合金粉末鈍化處理后，再依次采用低熔點有機硅樹脂、偶聯劑進行包覆，再經造粒、模壓成型、熱處理即得。本發明采用水汽聯合霧化法制得的鐵硅鉻合金，在降低Cr含量的同時添加少許的Mn元素，在直流疊加特性基本保持不變的情況下，提升磁芯密度和磁導率。對該鐵硅鉻合金進行鈍化處理后，采用流化包覆工藝，再經偶聯包覆，制得的低鉻鐵硅鉻磁粉芯能夠達到同高鉻一樣的防銹效果，能夠滿足一體成型電感小型化、高磁導率和高功率的發展要求。

技術領域

本發明涉及軟磁材料技術領域，尤其涉及一種低鉻防銹鐵硅鉻磁粉芯及其制備方法。

背景技術

伴隨著電子信息科技的發展，電子元器件向微型化、移動化、多功能化發展，這就要求高性能的儲能器件的磁芯必須具有高飽和磁感應密度、低損耗及良好的性能穩定性等。目前金屬磁粉芯主要有鐵粉芯、鉬坡莫合金粉芯、高磁通粉芯、鐵硅磁粉芯和鐵硅鉻磁粉芯。其中，鐵硅鉻磁粉芯具有高飽和磁感應強度、優異的直流疊加特性和較高的電阻率，這些特性使得鐵硅鉻合金磁粉在許多應用場合具有其它軟磁材料無法比擬的優勢。

鐵硅鉻合金磁粉雖有比較高的電阻率，但為了進一步提高鐵硅鉻合金磁粉芯的直流疊加特性和降低損耗，可以通過適當的熱處理工藝以及表面絕緣處理等措施來改善磁粉芯的應用性能。中國專利CN202210127929.5公開了一種軟磁粉末的絕緣包覆方法，通過對鐵硅鉻合金粉進行三次包覆處理，得到絕緣性高的粉末，但絕緣性只有1G，相對較低，同時采用香蕉水做溶劑，相對丙酮揮發時間長，毒性更大，相應地增加了生產成本。此外，鐵硅鉻磁粉芯主要是由Si、Cr、Fe三種元素組成，其中Si元素的添加可提高材料的電阻率，使其適用于更高的頻率，而Cr元素可增加電感的環境可靠性，提升其防銹能力，器件不用噴涂處理，更符合RoHS要求。然而，鉻作為主要原材料，在生產過程中都會產生鉻渣，由于風化作用容易形成難溶性的三價鉻或和易溶性的六價鉻，轉移到地面水或地下水中。根據《土壤環境質量標準》，農田土壤的鉻含量應控制在350PPM以下，土壤中鉻過多時，會抑制有機物質的硝化作用，三價鉻和六價鉻對人體健康都有害，易被人體吸收，而且可在體內蓄積。六價鉻的毒性比三價鉻要高100倍，是強致突變物質，可誘發肺癌和鼻咽癌，而三價鉻有致畸作用。另外，若鐵硅鉻磁粉芯中Cr元素含量達6～9wt％，材料成本也會相應的提升。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種低鉻防銹鐵硅鉻磁粉芯及其制備方法。

本發明提出的一種低鉻防銹鐵硅鉻磁粉芯的制備方法，包括以下步驟：

S1、原料選擇：采用水汽聯合霧化制粉得到的鐵硅鉻合金粉末，其成分按質量百分比包括：Si 3.0～9.0wt％，Cr 1.5～4.5wt％，Mn 0.2-0.5wt％，余量為Fe；

S2、粉末鈍化：將稀釋劑和鈍化劑混合后，再將鐵硅鉻合金粉末加入其中，攪拌混合，于保護氣氛下烘干，過篩，得鈍化粉；

S3、汽化包覆：采用流化床加熱包覆工藝，以低熔點有機硅樹脂作為汽化包覆劑進行包覆，冷卻，過篩，得汽化包覆粉；

S4、偶聯包覆：將稀釋劑和偶聯劑混合，向其中加入汽化包覆粉，攪拌混合，烘干，過篩，得偶聯包覆粉；

S5、造粒：將稀釋劑和粘結劑混合，向其中加入偶聯包覆粉，攪拌混合，烘干，過篩，得到造粒粉；

S6、模壓成型：向造粒粉中加入硬脂酸鋅，模壓成型，清理邊角毛刺，得到毛坯件；

S7、熱處理：于空氣氣氛下，將毛坯件進行退火處理，即得。

優選地，所述稀釋劑為無水乙醇、乙酸乙酯、丙酮中的一種；

所述鈍化劑為硝酸乙醇溶液、鉻酸、磷酸的一種或以上；

所述汽化包覆劑為二甲基硅油、氨基硅油、硅酸乙酯中的一種或以上；