一種磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬軟磁材料制造領域，具體涉及一種磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法；其包括如下步驟：步驟一，脆化處理；步驟二，粉碎；步驟三，篩分和配比；步驟四，鈍化處理和絕緣包覆；步驟五，添加改性劑；步驟六，壓制成型；步驟七，退火處理和噴涂；本發(fā)明提供的制備方法，能改善鐵硅硼軟磁粉芯的噪音缺陷，并提高其高頻特性。
【專利說明】一種磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬軟磁材料制造領域，具體涉及一種磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法。
【背景技術】
[0002]自1960年美國Duwez教授發(fā)明了用快淬工藝制備非晶態(tài)合金以來，由于其獨特的組織結構、高效的制備工藝、優(yōu)異的材料性能和廣闊的應用前景，一直受到材料科學工作者和產(chǎn)業(yè)界的特別關注。非晶磁粉芯是一種新型的復合電子材料，主要用于開關電源磁芯、共模電感、高頻逆變器和零序互感器等。
[0003]目前磁粉芯產(chǎn)品主要有鐵硅硼磁粉芯、鐵硅鋁磁粉芯、鐵鎳磁粉芯、MPP磁粉芯。相比較而言，鐵硅鋁粉芯價廉，損耗及頻率特性較好，但是在大電流下的直流偏執(zhí)能力較差，在某些領域限制了其應用；鐵鎳磁粉芯和MPP磁粉芯電磁性能都比較好，直流偏執(zhí)能力也較好，但是由于這兩種粉芯中含有貴金屬，價格高昂，使其難以廣泛得到應用；鐵硅硼磁粉芯具有高強度、高硬度、高耐蝕及較好的軟磁性能等特點，且成本低廉，近年來逐漸成為研究和應用的熱點。
[0004]但是常規(guī)的鐵硅硼磁粉芯高頻特性不良，同時噪音問題一直是難以解決并影響其使用壽命的問題。由于非晶鐵粉芯產(chǎn)生噪音的主要原因與其成分材料的磁致伸縮系數(shù)有關，而λ s > O是Fe-S1-B合金本身固有的特性，無法像FeSiAl的方案通過改變配比實現(xiàn)λ s=0的情況。因此，改善噪音缺陷成為Fe-S1-B非晶磁粉芯亟待解決的重要問題。
[0005]為改善鐵硅硼磁粉芯的高頻特性， 申請人:提交了申請?zhí)枮?01310018768.7的發(fā)明專利申請《一種制備合金軟磁粉芯的方法》，通過粉末篩分和配比，磁粉芯得到了最佳物理特性和組成均勻性，并具有穩(wěn)定的高頻特性，其技術方案包括如下步驟:對鐵基非晶金屬薄帶進行熱處理，使其脆化易粉碎；對所述脆化非晶金屬薄帶進行粉碎以得到非晶金屬粉末；對所述非晶金屬粉末進行篩分，然后混合成由重量含量為50、0%的通過-200-+270篩目的第一粉末和重量含量為10-50%的通過-270-+325篩目的第二粉末組成的粉末顆粒；將所述混合成的非晶金屬粉末進行鈍化和絕緣包覆處理，然后壓制成型為磁芯；對所述成型的磁芯進行退火處理，然后對磁芯表面進行噴涂絕緣處理。即該申請中合金軟磁粉芯的制備方法的步驟依次為:非晶帶材脆化處理、粉碎成粉末、篩分和配比、鈍化處理和絕緣包覆、壓制成型、退火處理和噴涂，但是采用該申請中的方法制備的鐵硅硼磁粉芯存在嚴重的噪音缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法，改善鐵硅硼軟磁粉芯的噪音缺陷，并提高其高頻特性。
[0007]本發(fā)明提供的技術方案為，一種磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法，包括如下步驟，步驟一，脆化處理:對鐵硅硼非晶金屬薄帶進行熱處理，使其脆化易粉碎；
步驟二，粉碎:對所述脆化非晶金屬薄帶進行粉碎以得到非晶金屬粉末；
步驟三，篩分和配比:對所述非晶金屬粉末進行篩分，然后混合成由重量含量為10~30%的通過-100~+150篩目的第一粉末、重量含量為20~50%的通過_200-+270篩目的第二粉末組成的粉末顆粒和重量含量為40-50%的通過-270-+325篩目的第三粉末組成的粉末顆粒；
步驟四，鈍化處理和絕緣包覆:將上述混合的粉末顆粒采用鈍化劑進行鈍化，然后加入絕緣劑和粘合劑進行絕緣包覆；
步驟五，添加改性劑:向絕緣包覆后的非晶粉末顆粒中加入改性劑，所述改性劑選自Ni粉、鐵硅粉和鐵鎳粉中的一種或多種組成的混合物；
步驟六，壓制成型:將添加改性劑后的非晶粉末顆粒壓制成磁粉芯；
步驟七，退火處理和噴涂:對所述成型的磁粉芯進行退火處理，然后對磁粉芯表面進行噴涂絕緣處理。
[0008]優(yōu)化的，步驟五中添加的改性劑的粒度為-500~+600篩目。
[0009]優(yōu)化的，步驟五中添加的改性劑的重量含量為非晶粉末顆粒的5%~20%。
[0010]優(yōu)化的，步驟五中添加的改性劑為鐵鎳粉。
[0011]優(yōu)化的，鐵鎳粉的重量含量為非晶粉末顆粒的12%~20%。
[0012]優(yōu)化的，步驟一中脆`化處理在20(T40(TC下進行I~3小時。
[0013]優(yōu)化的，步驟四中鈍化劑采用磷酸液，其加入量為非晶粉末顆粒質(zhì)量的廣5% ;絕緣劑采用低熔點玻璃粉，加入量為2~10wt% ;粘結劑采用環(huán)氧樹脂，加入量為f5wt%。
[0014]優(yōu)化的，步驟六中壓制成型的壓力采用HlSt/cm2。
[0015]優(yōu)化的，步驟七中退火處理在38(T480°C下進行不超過6小時；噴涂絕緣處理采用環(huán)氧樹脂為處理劑。
[0016]本發(fā)明提供的制備方法具有以下有益效果:1，通過添加改性劑，大大改善了鐵硅硼磁粉芯的噪音缺陷；2，通過粉末篩分和配比，大大改善了鐵硅硼磁粉芯的高頻特性，得到了磁導率為26的軟磁粉芯；3、改性劑是可以買到的市售產(chǎn)品，且不用進行復雜的處理過程，僅通過添加改性劑就能夠達到降低噪音的目的，方法簡單，易操作，成本較低；4、通過進一步優(yōu)化改性劑的粒度、添加量、種類等參數(shù)，大大降低了磁粉芯的噪音，最高能降低75%以上；5，通過脆化處理，使非晶金屬帶材不被氧化又易粉碎；6，通過壓制成型和退火處理，得到了組織均勻、高強度、高致密度和高頻磁導率的合金軟磁粉芯；7、通過噴涂絕緣處理，提高軟磁粉芯的耐蝕性和使用時間。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施方式具體說明本發(fā)明。
[0018]實施例1
本實施例提供的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法包括如下步驟，
步驟一，脆化處理:對鐵硅硼非晶金屬薄帶在300°C下進行2小時的熱處理，使其脆化易粉碎；
步驟二，粉碎:對所述脆化非晶金屬薄帶進行粉碎以得到非晶金屬粉末；步驟三，篩分和配比:對所述非晶金屬粉末進行篩分，然后混合成由重量含量為10%的通過-100-+150篩目的第一粉末、重量含量為40%的通過-200-+270篩目的第二粉末組成的粉末顆粒和重量含量為50%的通過-270-+325篩目的第三粉末組成的粉末顆粒；
步驟四，鈍化處理和絕緣包覆:將配比好的非晶粉末顆粒倒入攪拌機內(nèi)，攪拌混合均勻后，加入起到鈍化效果的磷酸液，加入量為非晶粉末顆粒質(zhì)量的3%，混合均勻，勻速攪拌直至干燥；然后加入起到絕緣粘結作用的低熔點玻璃粉和環(huán)氧樹脂混合，加入量分別為非晶粉末顆粒質(zhì)量的5%和3%，勻速攪拌直至干燥。
[0019]步驟五，添加改性劑:向絕緣包覆后的非晶粉末顆粒中加入改性劑，所述改性劑選自Ni粉、鐵硅粉和鐵鎳粉中的一種或多種組成的混合物；
步驟六，壓制成型:將添加改性劑后的非晶粉末顆粒壓制成規(guī)格為ΑΡΒ46Ρ26的磁粉芯，壓力采用20t/cm2 ； 步驟七，退火處理和噴涂:將所述成型的磁粉芯在440°C下進行3小時的退火處理，然后采用環(huán)氧樹脂對磁粉芯表面進行噴涂絕緣處理。
[0020]本實施例通過改變步驟五中改性劑的種類、添加量和粒度，得到18個例子，編號為⑴~(18)。
[0021]對比例I
本對比例提供的鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法包括如下步驟，
步驟一，脆化處理:對鐵硅硼非晶金屬薄帶在300°C下進行2小時的熱處理，使其脆化易粉碎；
步驟二，粉碎:對所述脆化非晶金屬薄帶進行粉碎以得到非晶金屬粉末；
步驟三，篩分和配比:對所述非晶金屬粉末進行篩分，然后混合成由重量含量為10%的通過-100-+150篩目的第一粉末、重量含量為40%的通過-200-+270篩目的第二粉末組成的粉末顆粒和重量含量為50%的通過-270-+325篩目的第三粉末組成的粉末顆粒；
步驟四，鈍化處理和絕緣包覆:將配比好的非晶粉末顆粒倒入攪拌機內(nèi)，攪拌混合均勻后，加入起到鈍化效果的磷酸液，加入量為非晶粉末顆粒質(zhì)量的3%，混合均勻，勻速攪拌直至干燥；然后加入起到絕緣粘結作用的低熔點玻璃粉和環(huán)氧樹脂混合，加入量分別為非晶粉末顆粒質(zhì)量的5%和3%，勻速攪拌直至干燥。
[0022]步驟五，壓制成型:將添加改性劑后的非晶粉末顆粒壓制成規(guī)格為ΑΡΒ46Ρ26的磁粉芯，壓力采用20t/cm2 ；
步驟六，退火處理和噴涂:將所述成型的磁粉芯在440°C下進行3小時的退火處理，然后采用環(huán)氧樹脂對磁粉芯表面進行噴涂絕緣處理。
[0023]本對比例與實施例1的區(qū)別在于沒有添加改性劑。
[0024]將上述實施例1中的例子和對比例I得到的磁粉芯用1.2mm*2的銅線繞90圈，制成PFC電感，然后分別將其安裝于實驗室空調(diào)機內(nèi)做整機實驗，將測試線置于標準消音室，在電壓220v，負載2kw和其他條件相同的情況下測試各個磁粉芯工作時的噪音。記錄在表廣表2中。
[0025]表1
編號 I改性劑I改性劑的粒度I各成分的重量比例 I改性劑的添加量I噪音(分貝)_(IT !Ni 粉 1-500 ~+600 --12%|55
【權利要求】
1.一種磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:包括如下步驟， 步驟一，脆化處理:對鐵硅硼非晶金屬薄帶進行熱處理，使其脆化易粉碎； 步驟二，粉碎:對所述脆化非晶金屬薄帶進行粉碎以得到非晶金屬粉末； 步驟三，篩分和配比:對所述非晶金屬粉末進行篩分，然后混合成由重量含量為10~30%的通過-100~+150篩目的第一粉末、重量含量為20~50%的通過_200-+270篩目的第二粉末組成的粉末顆粒和重量含量為40-50%的通過-270-+325篩目的第三粉末組成的粉末顆粒； 步驟四，鈍化處理和絕緣包覆:將上述混合的粉末顆粒采用鈍化劑進行鈍化，然后加入絕緣劑和粘合劑進行絕緣包覆； 步驟五，添加改性劑:向絕緣包覆后的非晶粉末顆粒中加入改性劑，所述改性劑選自Ni粉、鐵硅粉和鐵鎳粉中的一種或多種組成的混合物； 步驟六，壓制成型:將添加改性劑后的非晶粉末顆粒壓制成磁粉芯； 步驟七，退火處理和噴涂:對所述成型的磁粉芯進行退火處理，然后對磁粉芯表面進行噴涂絕緣處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:步驟五中添加的改性劑的粒度為-500~+600篩目。
3.根據(jù)權利要求1所述的磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:步驟五中添加的改性劑的重量含量為非晶粉末顆粒的5%~20%。
4.根據(jù)權利要求1所 述的磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:步驟五中添加的改性劑為鐵鎳粉。
5.根據(jù)權利要求4所述的磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:鐵鎳粉的重量含量為非晶粉末顆粒的12%~20%。
6.根據(jù)權利要求1~5所述的任何一種磁導率為26的改性鐵娃硼軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:步驟一中脆化處理在20(T400°C下進行f 3小時。
7.根據(jù)權利要求1飛所述的任何一種磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:步驟四中鈍化劑采用磷酸液，其加入量為非晶粉末顆粒質(zhì)量的廣5% ;絕緣劑采用低熔點玻璃粉，加入量為2~10wt% ;粘結劑采用環(huán)氧樹脂，加入量為f5wt%。
8.根據(jù)權利要求f5所述的任何一種磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:步驟六中壓制成型的壓力采用HlSt/cm2。
9.根據(jù)權利要求1飛所述的任何一種磁導率為26的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:步驟七中退火處理在38(T480°C下進行不超過6小時；噴涂絕緣處理采用環(huán)氧樹脂為處理劑。
【文檔編號】B22F9/04GK103500646SQ201310461178
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權日:2013年9月29日
【發(fā)明者】紀杰, 江志濱, 王亞娜, 李維強, 姜海濱 申請人:青島云路新能源科技有限公司