專利名稱：一種鐵硅鋁磁心的制備方法
—種鐵硅鋁磁心的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明金屬磁性材料領(lǐng)域，具體的說，涉及一種高磁導(dǎo)率(磁導(dǎo)率160(±8%))的鐵硅鋁磁心的制備方法。
背景技術(shù)：
軟磁材料從純鐵、硅鋼到坡莫合金等已有100多年的發(fā)展歷史。。近二十多年來先后發(fā)展起來的非晶態(tài)合金和納米晶合金等新型軟磁合金材料，使軟磁材料的組織結(jié)構(gòu)從晶態(tài)躍向非晶態(tài)，又從非晶態(tài)發(fā)展為納米晶態(tài)，從而把軟磁合金新材料的研發(fā)與應(yīng)用推向了一個新的高潮。磁心是由軟磁材料混合物組成的一種元件，和骨架、線圈等是變壓器的重要組成部分，其廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備的線圈和變壓器中。在信息、儲能、濾波等各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用；開關(guān)電源及UPS的迅速發(fā)展，使得磁導(dǎo)率高，飽和磁通密度高，高頻損耗小，耐直流偏壓能力強(qiáng)，成本低的磁性元件需求更為迫切。鐵硅鋁磁粉心可以滿足上述要求，但是現(xiàn)在鐵硅鋁磁心的磁導(dǎo)率普遍在125以下，磁導(dǎo)率為160的鐵硅鋁磁粉心的制備方法技術(shù)難度大，對設(shè)備及工藝要求高，國內(nèi)正在開發(fā)過程中。
在此，本發(fā)明提出一種高磁導(dǎo)率(磁導(dǎo)率為160(±8% ))的鐵硅鋁磁心的制備方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高磁導(dǎo)率的鐵硅鋁磁心的制備方法。
本發(fā)明所述的制備方法，是將鐵硅鋁磁粉心粉料經(jīng)鈍化，添加粘結(jié)劑、潤滑劑處理，使得粉料更易于干壓成型，提高產(chǎn)品密度，同時還可以使其經(jīng)熱處理后能夠達(dá)到高磁導(dǎo)率。
本發(fā)明所述的軟磁鐵硅鋁磁粉心的制備方法，包括以下步驟
I)取鐵娃招粉料，將質(zhì)量為鐵娃招粉料質(zhì)量O. 2 2%。的酸用質(zhì)量為鐵娃招粉料質(zhì)量15 30%。的有機(jī)溶劑稀釋，配置成混合溶液，然后在常溫下將混合溶液加入鐵硅鋁粉料中，攪拌均勻，放置3 20分鐘；再平鋪，厚度O. 5-lcm ；
2)將質(zhì)量為鐵硅鋁粉料質(zhì)量10 30%。粘接劑用質(zhì)量為鐵硅鋁粉料質(zhì)量15 30%。的有機(jī)溶劑稀釋，混合均勻，將粘接劑有機(jī)溶劑溶液加入步驟I)得到的粉料，攪拌均勻，平鋪，厚度O. 5 1cm, 10 60分鐘后,用篩網(wǎng)擦篩造粒,再攤開晾干；
3)向步驟2)得到的粉料粒中加入質(zhì)量為鐵硅鋁粉料質(zhì)量0.2 1.0%的潤滑粉， 攪拌均勻，然后干壓成型；
4)熱處理包括加熱、保溫和冷卻三個階段，20 40min升溫至700 850°C，保溫階段的溫度控制為700 850°C，保溫時間為40 80min ;冷卻階段以彡10°C /min的冷卻速度冷卻至100°C以下；
5)噴涂處理噴涂環(huán)氧樹脂，烘干。
其中，在步驟4)之后和步驟5)之前，還可以包括表面倒角處理，即將燒結(jié)體在倒角機(jī)上去除毛刺。
步驟I)中，所述鐵硅鋁粉料選用本領(lǐng)域常用的鐵硅鋁粉料，如可選用市售的鐵硅鋁粉料產(chǎn)品，包括組成成份為Si :9 10%，Al :5 6%，其余為鐵的鐵硅鋁粉料；
特別的，經(jīng)實驗研究，為得到理想的壓實密度，所述粉料的粒度配比為+180目 ^ 20% ;-180 +325目40 50% ；-325目余量；其形貌要求以扁平狀顆粒為主，特別是優(yōu)選球形度O. 2 O. 5的鐵硅鋁粉料。
所述酸可選用草酸，磷酸或亞硫酸中的一種；計算加入量時，按純酸計；
另外，所述酸的用量優(yōu)選O. 2 I. 0%。；
步驟2)中，粘接劑可選用本領(lǐng)域常用的粘接劑，如硅氧烷樹脂、酚醛樹脂，環(huán)氧樹脂，聚酰胺樹脂等中的一種或多種；優(yōu)選熱裂解溫度大于600°C的上述樹脂；
所述有機(jī)溶劑可選用本領(lǐng)域常用的有機(jī)溶劑，如乙醇、丙醇、二甲苯等中的一種；
所述擦篩造?？蛇x用本領(lǐng)域常用的篩網(wǎng)，優(yōu)選60目篩網(wǎng)；
步驟3)中，所述攪拌可用本領(lǐng)域常用的方法進(jìn)行，如攪拌機(jī)等；
所述潤滑粉可以選用有機(jī)的高級脂肪酸及其鹽，如硬脂酸及其鹽、石蠟，無機(jī)的二硫化鑰或石墨等中的一種或多種。加入量隨潤滑劑的類型而定，有機(jī)類的在O. I I. 0% (重量)，無機(jī)類的在O. I O. 5%為宜，量小則無效，量大則會使得磁粉心的磁導(dǎo)率下降，強(qiáng)度不足。
所述干壓成型在常溫下進(jìn)行，其成型壓力為18 25T/cm2，優(yōu)選22 25T/cm2。將粉料粒混合物在模具中加壓成型；
步驟4)中，所述熱處理的保溫階段的溫度優(yōu)選為750 850°C ；
所述熱處理如在推板窯進(jìn)行，可如下設(shè)置250°C -700 850°C -100°C，其中升溫段30分鐘，保溫段60分鐘，降溫段60分鐘；
所述熱處理在惰性氣體、真空或還原氣氛中進(jìn)行；
步驟5)中，所述噴涂可采用本領(lǐng)域常用的設(shè)備進(jìn)行，如噴漆柜；所述環(huán)氧樹脂選用本領(lǐng)域常用的環(huán)氧樹脂漆；所述烘干可如下進(jìn)行在80 150°C保溫20 lOOmin。
本發(fā)明通過選擇合適粒度配比及形貌要求的粉料，調(diào)整添加劑含量、成型壓力、熱處理工藝等方面相互配合，控制，保證產(chǎn)品符合磁導(dǎo)率為160標(biāo)準(zhǔn)要求，磁導(dǎo)率的變化可控制在±8%。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的制備方法具有明顯的優(yōu)點(diǎn)通過粉料粒度配比和顆粒形貌的優(yōu)選，提高成型壓力和溫度，I、通過控制粉料調(diào)配中的添加比例和成型壓強(qiáng)、燒結(jié)溫度等，制造出磁導(dǎo)率為160(±8%)，且制品具有低的鐵損及較好的疊加性能；2、工藝步驟簡單；3、原輔材料成本低。。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。如無特別指明，本發(fā)明所用的原料均為市購。
實施例I
考察酸鈍化過程中磁粉磁導(dǎo)率的變化。
取鐵硅粉末，其成份為Si 6. 5%, Fe :余量，C < 300ppm, O < 2500ppm ;其粒度配4比為+180目粉末占20%，-325目粉料為40%，其余為-180 +325目。
按鐵硅粉料重量比例稱量磷酸，用25倍重量酒精稀釋，加入到鐵硅粉料中，攪拌均勻，放置時間均為10分鐘，攤開晾干。
再加入配制好的有機(jī)硅高溫粘結(jié)劑(1.2% +25%。重量酒精)進(jìn)行攪拌，攤開約 Icm晾好，在完全干燥前用60目篩網(wǎng)過篩造粒，再重新晾干；加入O. 4%含量的硬脂酸鋅， 混合均勻。成型S270160產(chǎn)品(外徑26. 92mm,內(nèi)徑14. 73mm，高度11. 18mm)，單位壓力為 18. 5T/cm2 ；
隨后在推板爐用N2氣氛保護(hù)進(jìn)行熱處理30分鐘內(nèi)升溫至850°C，保溫I小時，然后在60分鐘內(nèi)降溫到100°C以下，取出制品，經(jīng)倒角處理，噴涂環(huán)氧樹脂，烘烤得最終產(chǎn)品。
同時將未經(jīng)酸處理的鐵硅磁粉按上述步驟制得磁心。
測試鐵硅磁粉酸處理前后的磁導(dǎo)率變化，結(jié)果見圖I。
顯然經(jīng)過酸鈍化后，磁粉的磁導(dǎo)率會下降，酸用量大于5%。，其磁導(dǎo)率將大大下降， 另外通過對粘接劑、潤滑粉的加入量的研究，為制備出磁導(dǎo)率為160 (磁導(dǎo)率可為148 173)的鐵硅鋁磁心，因此本發(fā)明設(shè)定酸的用量為質(zhì)量為鐵硅粉料質(zhì)量O. 2 2%。，優(yōu)選 O. 5 I. 5%。的酸。
實施例2
按本發(fā)明所述的方法制備鐵硅鋁磁心，具體如下
取鐵硅鋁粉末，其成份為A1 5. 4%, Si 9. 6%, Fe :余量；其粒度配比為:+180目粉末占15%，-180 +325目粉料為45%，其余為-400目粉末。
以下輔料均按鐵硅鋁粉料重量比例進(jìn)行稱量。
稱量I. 0%。磷酸，用25%。重量酒精稀釋，加入到鐵硅鋁粉料中，攪拌均勻，攤開晾干，再加入配制好的有機(jī)硅高溫粘結(jié)劑(I. 2% +25%。重量酒精)進(jìn)行攪拌，攤開約Icm晾好，在完全干燥前用60目篩網(wǎng)過篩造粒，再重新晾干；
加入O. 4%含量的硬脂酸鋅，混合均勻。成型S270160產(chǎn)品(外徑26. 92mm,內(nèi)徑 14. 73mm,高度 11. 18mm)，單位壓力為 18. 5T/cm2 ；
隨后在推板爐用N2氣氛保護(hù)進(jìn)行熱處理30分鐘內(nèi)升溫至850°C，保溫I小時，然后在60分鐘內(nèi)降溫到100°C以下，取出制品，經(jīng)倒角處理，噴涂環(huán)氧樹脂，烘烤得最終產(chǎn)品。
實際產(chǎn)品測量結(jié)果如下
I、電感及疊加電感測試結(jié)果 WK3260B，200KHz，0. 05V，26Ts*l. Omm 銅線，25°C
電流(A)OI23571020磁場強(qiáng)度(Oe)O5.1510.2915.4425.7336.0251.45102.91電感(μΗ)1#135.4126.05116.44104.9381.2461.4740.6225.862#133.6124.51115.43104.3481.4960.5240.3426.313#136.2127.75118.63105.0181.4461.5640.1725.87
由L = Al*N2計算，S270160的Al值為201nH/N2，26圈時磁心L值為 135. 86 μ H土 10. 87 μ H,符合要求。
2、功耗測試25°C，26Ts*l. Omm 銅線，W3886+CH2335,麗/cm權(quán)利要求
1.ー種鐵硅鋁磁心的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 1)取鐵娃招粉料，將質(zhì)量為鐵娃招粉料質(zhì)量O.2 2%。的酸用質(zhì)量為鐵娃招粉料質(zhì)量15 30%。的有機(jī)溶劑稀釋，配置成混合溶液，然后在常溫下將混合溶液加入鐵硅鋁粉料中，攪拌均勻，放置3 20分鐘；再平鋪，厚度為O. 5-lcm ； 2)將質(zhì)量為鐵硅鋁粉料質(zhì)量10 30%。粘接劑用質(zhì)量為鐵硅鋁粉料質(zhì)量15 30%。的有機(jī)溶劑稀釋，混合均勻，將粘接劑有機(jī)溶劑溶液加入步驟I)得到的粉料，攪拌均勻，平鋪，厚度O. 5 1cm, 10 60分鐘后,用篩網(wǎng)擦篩造粒,再攤開晾干； 3)向步驟2)得到的粉料粒中加入質(zhì)量為鐵硅鋁粉料質(zhì)量0.2 1.0%的潤滑粉，攪拌均勻，然后干壓成型； 4)熱處理包括加熱、保溫和冷卻三個階段，20 40min升溫至700 850°C，保溫階段的溫度控制為700 850°C，保溫時間為40 80min ;冷卻階段以彡10°C /min的冷卻速度冷卻至100°C以下； 5)噴涂處理噴涂環(huán)氧樹脂，烘干。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述酸的用量為O.2 I. 0%o。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述鐵硅鋁粉料的粒度配比為+180目彡20% ；-180 +325目40 50% ；-325目余量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述酸為草酸，磷酸或亞硫酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述粘接劑為硅氧烷樹脂、酚醛樹脂，環(huán)氧樹脂，聚酰胺樹脂中的ー種或多種；優(yōu)選熱裂解溫度大于600°C的上述樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為こ醇、丙醇、ニ甲苯中的ー種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述潤滑粉為硬脂酸及其鹽、石蠟，ニ硫化鑰和石墨中的ー種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述硬脂酸及其鹽和/或石蠟的加入量為O. I I. Owt% ;ニ硫化鑰和/或石墨的加入量為O. I O. 5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述干壓成型在常溫下進(jìn)行，其成型壓カ為18 25T/cm2 ;優(yōu)選22 25T/cm2。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理在惰性氣體、真空或還原氣氛中進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵硅鋁磁心的制備方法，是將鐵硅鋁磁粉料經(jīng)酸處理后再干壓成型，使得粉料更易于成型，提高產(chǎn)品密度，同時還可以使其經(jīng)熱處理后能夠達(dá)到高磁導(dǎo)率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的制備方法具有明顯的優(yōu)點(diǎn)1、通過控制粉料調(diào)配中的添加比例和成型壓強(qiáng)、燒結(jié)溫度等，制造出磁導(dǎo)率為160(±8％)的鐵硅鋁磁心，且制品具有低的鐵損及較好的疊加性能；2、工藝步驟簡單；3、原輔材料成本低。
文檔編號H01F1/20GK102982989SQ20121005525
公開日2013年3月20日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者羅建橋, 王美華 申請人:寧波市普盛磁電科技有限公司