專利名稱：高磁導(dǎo)率FeSiAL磁粉芯的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磁性物體的制造方法-特別是由鐵硅鋁合金粉末模壓成型的高磁導(dǎo)率FeSiAL磁粉芯的制造方法。這種鐵硅鋁磁粉芯主要適用于制作開關(guān)電源上的電感鐵芯和濾波電感鐵芯。
背景技術(shù)：
電子工業(yè)的發(fā)展，各種開關(guān)電源大量的應(yīng)用，要求在頻率10kHZ～200kHz具有高磁導(dǎo)率，低損耗，良好的交直流疊加性能的磁粉芯制作電感的鐵芯，一般鐵硅鋁合金制成的鐵芯也稱合金磁粉芯，其相對磁導(dǎo)率最高為μe125。
日本專利特開2000～30925提供磁導(dǎo)率大，磁芯損耗小，機械強度優(yōu)良的壓粉磁芯的方法，其特點是霧化粉末的長短軸比1～3.5，硅酮樹脂粘接，模壓成形后熱處理及液體樹脂含浸處理提高機械強度。實例的磁導(dǎo)率(100kHz)最高為125。特開平9～125108提供的損失小的鐵硅鋁磁粉芯用粉末的制造方法，采用不活性氣氛保護(hù)熔煉，水霧化制取的粉末制成的磁芯，其磁導(dǎo)率為125。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種高磁導(dǎo)率FeSiAL磁粉芯的制造方法。
包括如下步驟1)采用真空感應(yīng)爐冶煉FeSiAL合金扁錠，以質(zhì)量百分比計，合金扁錠的化學(xué)組成是Si9.3～10.0％，Al5.5～6.3％，Nb0.4～0.8％，C≤0.02％，O≤0.01％，其余為Fe；2)將上述合金扁錠經(jīng)過機械破碎、在氫氣氣氛熱處理爐內(nèi)退火處理，退火溫度為900℃～1100℃，退火時間為1～4小時，得到合金粉末，合金粉末的粒度分布為-120目～+200目，占35±5％，-200目～+300目，占45±5％，-300目占15±5％；3)將上述合金粉末添加質(zhì)量百分比為0.1％～0.4％的云母粉、0.5％～1.0％環(huán)氧樹脂類粘接劑、0.5％～1.0％硬脂酸類脫膜劑進(jìn)行處理，模壓成型，模壓壓力為19～24t/cm2；4)將上述成型制品放入氮氣或氬氣保護(hù)氣氛熱處理爐中，在700℃～800℃下進(jìn)行熱處理，得到高磁導(dǎo)率FeSiAL磁粉芯，熱處理時間為0.5～1.5小時。
所述的退火溫度為950℃～1050℃，退火時間為2～3小時。
本發(fā)明制造出磁導(dǎo)率為147的鐵硅鋁磁粉芯，可以縮小磁粉芯的體積，節(jié)省漆包線。由于在合金中添加少量鈮，使合金的內(nèi)電阻比標(biāo)準(zhǔn)成份的FeSiAL(9.5％Si～5.6％Al余為Fe)高，可達(dá)90～100微歐·厘米，有利于降低高頻使用時的鐵芯損耗。選用的粉末粒度分布，經(jīng)過模壓時，可以提高壓制品的比重，這樣達(dá)到提高磁導(dǎo)率的目的。在交流100kHz疊加直流偏磁場H＝20Oe時的磁導(dǎo)率為初始磁導(dǎo)率的70％以上，具有低的磁芯損耗，在頻率50kHz，Bm＝500Gs時損耗≤85mw/cm3。
具體實施例方式
本發(fā)明采用真空感應(yīng)爐冶煉FeSiAL合金，其合金的化學(xué)組成是Si9.3～10.0％，Al5.5～6.3％，Nb0.4～0.8％，C≤0.02％，O≤0.01％，余為Fe(以上均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，經(jīng)機械破碎成粉末，退火處理后，選用粒度分布-120目～+200目，占35±5％，-200目～+300目，占45±5％，-300目占15±5％，經(jīng)過絕緣處理后，添加環(huán)氧樹脂類粘接劑，脫模劑后模壓成型，使用的壓力為19～24t/cm2，模壓成型的制品在還原氣氛或保護(hù)氣氛的熱處理爐經(jīng)700～800℃保溫0.5～1.5小時熱處理，再經(jīng)液態(tài)樹脂含浸處理和表面噴涂即成高磁導(dǎo)率FeSiAL磁粉芯。
實施例1將工業(yè)純鐵、結(jié)晶硅、純鋁、鈮鐵投入真空感應(yīng)爐內(nèi)冶煉，真空度為10-2mmHg，澆鑄成扁錠，化學(xué)組成是Si9.32％，Al6.23％，Nb0.78％，C≤0.014％余為Fe，用機械方法將扁錠破碎成小于120目的合金粉末，將此粉末置入具有氫氣氣氛的熱處理爐，在1000℃的溫度條件下保溫2小時進(jìn)行退火處理，將處理后的合金粉末進(jìn)行篩分，按-120目～+200目占40％，-200目～+300目占40％，-300目占20％的粒度分布進(jìn)行絕緣處理，添加粘結(jié)劑和脫膜劑(硬脂酸類)約1.5％，用21t/cm2的壓力壓制，其模具規(guī)格為外徑Φ16.64mm，內(nèi)徑Φ10.16mm，按每只5.0g質(zhì)量壓成高為6.35mm，將壓制品放入保護(hù)氣氛熱處理爐中在700℃保溫50分鐘進(jìn)行熱處理，隨后在液體環(huán)氧樹脂溶液中含浸處理并烘干，再進(jìn)行表面噴涂環(huán)氧樹脂油漆即為制成品。其磁性能參數(shù)如表1表1

實施例2
制造工藝流程同實施例1，冶煉合金化學(xué)組成為Si9.89％，Al5.56％，Nb0.44％，C0.012％，O0.011％，N0.008％，余為Fe，破碎成合金粉末，經(jīng)退火處理后按下述粒度分布-120目～+200目占30％，-200目～+300目占40％，-300目占30％經(jīng)絕緣處理，添加粘結(jié)劑和脫膜劑后，用19t/cm2的壓力壓成，外徑Φ12.70mm，內(nèi)徑Φ7.20mm，高為5mm的環(huán)狀樣品，經(jīng)720℃保溫60分鐘進(jìn)行熱處理，其后工藝同實施例1。其磁性能參數(shù)如表2表2

施例3制造工藝流程同實施例1，冶煉合金化學(xué)組成為Si9.62％，Al6.04％，Nb0.56％，C0.013％，O0.012％N0.006％，余為Fe.。破碎成合金粉末，經(jīng)退火處理后按下述粒度分布-120目～+200目占35％，-200目～+300目占50％，-300目占15％，經(jīng)絕緣處理，添加粘結(jié)劑、脫膜劑后，用20t/cm2的壓力壓制外徑Φ26.90mm，內(nèi)徑Φ14.7mm，高為11.10mm的環(huán)狀樣品，經(jīng)740℃保溫60分鐘進(jìn)行熱處理，后道工序同實施例1。其磁性能參數(shù)如表3表3

實施例41)采用真空感應(yīng)爐冶煉FeSiAL合金扁錠，以質(zhì)量百分比計，合金扁錠的化學(xué)組成是Si9.3％，Al5.5％，Nb0.4％，C≤0.02％，O≤0.01％，其余為Fe；2)將上述合金扁錠經(jīng)過機械破碎、在氫氣氣氛熱處理爐內(nèi)退火處理，退火溫度為900℃，退火時間為4小時，得到合金粉末，合金粉末的粒度分布為-120目～+200目，占30％，-200目～+300目，占50％，-300目占20％；3)將上述合金粉末添加質(zhì)量百分比為0.1％的云母粉、0.5％環(huán)氧樹脂類粘接劑、0.5％硬脂酸類脫膜劑進(jìn)行處理，模壓成型，得到成型制品，模壓壓力為19t/cm2；4)將上述成型制品放入氮氣保護(hù)氣氛熱處理爐中，在700℃℃下進(jìn)行熱處理，得到高磁導(dǎo)率FeSiAL磁粉芯，熱處理時間為0.5小時。
實施例51)采用真空感應(yīng)爐冶煉FeSiAL合金扁錠，以質(zhì)量百分比計，合金扁錠的化學(xué)組成是Si10.0％，Al6.3％，Nb0.8％，C≤0.02％，O≤0.01％，其余為Fe；2)將上述合金扁錠經(jīng)過機械破碎、在氫氣氣氛熱處理爐內(nèi)退火處理，退火溫度為1100℃，退火時間為1小時，得到合金粉末，合金粉末的粒度分布為-120目～+200目，占40％，-200目～+300目，占40％，-300目占20％；3)將上述合金粉末添加質(zhì)量百分比為0.4％的云母粉、1.0％環(huán)氧樹脂類粘接劑、1.0％硬脂酸類脫膜劑進(jìn)行處理，模壓成型，得到成型制品，模壓壓力為24t/cm2；4)將上述成型制品放入氬氣保護(hù)氣氛熱處理爐中，在800℃下進(jìn)行熱處理，得到高磁導(dǎo)率FeSiAL磁粉芯，熱處理時間為1.5小時。
權(quán)利要求
1.一種高磁導(dǎo)率FeSiAL磁粉芯的制造方法，其特征在于包括如下步驟1)采用真空感應(yīng)爐冶煉FeSiAL合金扁錠，以質(zhì)量百分比計，合金扁錠的化學(xué)組成是Si9.3～10.0％，Al5.5～6.3％，Nb0.4～0.8％，C≤0.02％，O≤0.01％，其余為Fe；2)將上述合金扁錠經(jīng)過機械破碎、在氫氣氣氛熱處理爐內(nèi)退火處理，退火溫度為900℃～1100℃，退火時間為1～4小時，得到合金粉末，合金粉末的粒度分布為-120目～+200目，占35±5％，-200目～+300目，占45±5％，-300目占15±5％；3)將上述合金粉末添加質(zhì)量百分比為0.1％～0.4％的云母粉、0.5％～1.0％環(huán)氧樹脂類粘接劑、0.5％～1.0％硬脂酸類脫膜劑進(jìn)行處理，模壓成型，得到成型制品，模壓壓力為19～24t/cm2；4)將上述成型制品放入氮氣或氬氣保護(hù)氣氛熱處理爐中，在700℃～800℃下進(jìn)行熱處理，得到高磁導(dǎo)率FeSiAL磁粉芯，熱處理時間為0.5～1.5小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高磁導(dǎo)率FeSiAL磁粉芯的制造方法，其特征在于所述的退火溫度為950℃～1050℃，退火時間為2～3小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高磁導(dǎo)率FeSiAL磁粉芯的制造方法。包括如下步驟1)采用真空感應(yīng)爐冶煉FeSiAL合金扁錠；2)將上述合金扁錠經(jīng)過機械破碎、在氫氣氣氛熱處理爐內(nèi)退火處理，得到合金粉末；3)將上述合金粉末添加云母粉、環(huán)氧樹脂類粘接劑、硬脂酸類脫膜劑進(jìn)行處理，模壓成型；4)將上述成型制品放入氮氣或氬氣保護(hù)氣氛熱處理爐中進(jìn)行熱處理，得到高磁導(dǎo)率FeSiAL磁粉芯。本發(fā)明制造出磁導(dǎo)率為147的鐵硅鋁磁粉芯，可以縮小磁粉芯的體積，節(jié)省漆包線。在交流100kHz疊加直流偏磁場H＝20Oe時的磁導(dǎo)率為初始磁導(dǎo)率的70％以上，具有低的磁芯損耗，在頻率50kHz，Bm＝500Gs時損耗≤85mw/cm
文檔編號B22F9/00GK101090019SQ20071006824
公開日2007年12月19日 申請日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月26日
發(fā)明者沈執(zhí)中, 劉志文, 孫振興 申請人:王忠強