一種改性磁粉芯的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于金屬軟磁材料制造領(lǐng)域，具體涉及一種改性磁粉芯的制備方法；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，并保持損耗水平。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種改性磁粉芯的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬軟磁材料制造領(lǐng)域，具體涉及一種改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]自1960年美國(guó)Duwez教授發(fā)明了用快淬工藝制備非晶態(tài)合金以來(lái)，由于其獨(dú)特的組織結(jié)構(gòu)、高效的制備工藝、優(yōu)異的材料性能和廣闊的應(yīng)用前景，一直受到材料科學(xué)工作者和產(chǎn)業(yè)界的特別關(guān)注。非晶磁粉芯是一種新型的復(fù)合電子材料，主要用于開(kāi)關(guān)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(jià)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(lǐng)域限制了其應(yīng)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(jià)格高昂，使其難以廣泛得到應(yīng)用；鐵硅硼磁粉芯具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐蝕及較好的軟磁性能等特點(diǎn)，且成本低廉，近年來(lái)逐漸成為研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。
[0004]但是常規(guī)的鐵硅硼磁粉芯高頻特性不良，同時(shí)噪音問(wèn)題一直是難以解決并影響其使用壽命的問(wèn)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(guān)，而λ s > O是Fe-S1-B合金本身固有的特性，無(wú)法像FeSiAl的方案通過(guò)改變配比實(shí)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(wèn)題。
[0005] 申請(qǐng)人:提交的申請(qǐng)?zhí)枮?01310018768.7的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N制備合金軟磁粉芯的方法，其技術(shù)方案包括如下步驟:對(duì)鐵基非晶金屬薄帶進(jìn)行熱處理，使其脆化易粉碎；對(duì)所述脆化的非晶金屬薄帶進(jìn)行粉碎以得到非晶金屬粉末；對(duì)所述非晶金屬粉末進(jìn)行篩分，然后混合成由重量含量為50、0%的通過(guò)-20(Γ+270篩目的第一粉末和重量含量為1(Γ50%的通過(guò)-27(Γ+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(jìn)行鈍化和絕緣包覆處理，然后壓制成型為磁芯；對(duì)所述成型的磁芯進(jìn)行退火處理，然后對(duì)磁芯表面進(jìn)行噴涂絕緣處理。即該申請(qǐng)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(qǐng)中的方法制備的鐵硅硼磁粉芯存在嚴(yán)重的噪音缺陷。
[0006]進(jìn)一步為了改善其噪音缺陷， 申請(qǐng)人:提交了申請(qǐng)?zhí)枮?01310454203.3的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)《一種磁導(dǎo)率為90的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法》，通過(guò)添加改性劑，大大改善了鐵硅硼磁粉芯的噪音缺陷，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。
[0007]由上述制備方法可知，在磁粉芯的組成中通常有兩類(lèi)物質(zhì):磁性物質(zhì)和非磁性不導(dǎo)電物質(zhì)。
[0008]磁性物質(zhì)通常為在制備方法的步驟一脆化處理、步驟二粉碎、步驟三篩分和配比中處理和得到的物質(zhì)，該物質(zhì)為非晶態(tài)，如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN1967736A提供的鐵基非晶、納米晶磁粉芯制備方法中脆化、球磨、篩分的非晶粉成分為Fe73 5Cu1Nb3Si13 5B9，該非晶粉為磁性物質(zhì)。
[0009]非磁性不導(dǎo)電物質(zhì)通常在鈍化處理和絕緣包覆步驟中添加，如絕緣劑、粘結(jié)劑、改性劑等，如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CNlO 1118797B提供的低損耗磁粉芯中的絕緣劑為具有絕緣性的鐵基非晶軟磁粉末，如表面被嚴(yán)重氧化為非導(dǎo)電的金屬氧化物Fe203、ZnO、MgO, CuO, ZrO,Al2O3，這些物質(zhì)都是非磁性不導(dǎo)電物質(zhì)。
[0010]其他的例子有中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN101118797B提供低損耗磁粉芯用復(fù)合粉末指出，該粉末由粉末A和粉末B均勻混合而成，粉末A是選自鐵粉、鐵娃粉、鐵娃招粉、鐵基納米晶粉、鐵基非晶粉、鐵鎳粉和鐵鎳鑰粉中的一種，可見(jiàn)粉末A為磁性物質(zhì)；其采用的絕緣劑有硅酸鹽類(lèi)、磷酸鹽類(lèi)、其他礦物粉，粘結(jié)劑有環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂、環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂，潤(rùn)滑劑有硬脂酸鹽、滑石粉等，該物質(zhì)均為非磁性不導(dǎo)電物質(zhì)。
[0011]再如 申請(qǐng)人:提交的申請(qǐng)?zhí)枮?01310454203.3的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)《一種磁導(dǎo)率為90的改性鐵硅硼軟磁粉芯的制備方法》，添加的改性劑選自Ni粉、鐵硅粉和鐵鎳粉中的一種或多種組成的混合物，該物質(zhì)為磁性物質(zhì)。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)中還未見(jiàn)在磁粉芯中添加非磁性導(dǎo)電物質(zhì)的報(bào)道。這是由于非磁性導(dǎo)電物質(zhì)一致被認(rèn)為會(huì)嚴(yán)重影響磁粉芯的損耗。
[0013]硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo)。金屬的硬度是指金屬材料抵抗硬物壓入的能力，常用的硬度指標(biāo)有:布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。軟和硬是相對(duì)的，沒(méi)有明確規(guī)定，一般習(xí)慣將鈉、銅、金、銀、錫、鉛等叫做軟金屬。而鐵不是軟金屬，在金屬中只有鐵易被磁化，屬于磁芯物質(zhì)，其余金屬如軟金屬就都屬于非磁性導(dǎo)電物質(zhì)，由于非磁性導(dǎo)電物質(zhì)一致被認(rèn)為會(huì)嚴(yán)重影響磁粉芯的損耗，因此現(xiàn)有技術(shù)中也未見(jiàn)將軟金屬添加在磁粉芯中的報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種改性磁粉芯的制備方法，其通過(guò)采用非磁性導(dǎo)電物質(zhì)，改善磁粉芯的噪音缺陷，同時(shí)保持磁粉芯的損耗不受影響的。本發(fā)明的另一目的在于提供一種包含非磁性導(dǎo)電物質(zhì)的制備方法。
[0015]本發(fā)明提供的技術(shù)方案為，一種改性磁粉芯的制備方法，在絕緣包覆步驟后、壓制成型步驟前，向非晶粉末顆粒中加入改性劑，所述改性劑包括非磁性導(dǎo)電物質(zhì)中的一種或多種組成的混合物。
[0016]優(yōu)化的，所述非磁性導(dǎo)電物質(zhì)采用軟金屬中的一種或多種組成的混合物。
[0017]優(yōu)化的，所述改性劑還包括Ni粉、鐵硅粉和鐵鎳粉中的一種或多種組成的混合物。
[0018]優(yōu)化的，所述改性劑的目數(shù)大于800目。
[0019]優(yōu)化的，所述改性劑的目數(shù)范圍為1500-2500目。
[0020]優(yōu)化的，添加的改性劑的重量含量為非晶粉末顆粒的1°/Γ20%。
[0021 ] 優(yōu)化的，所述改性劑為鐵硅粉和銅的混合物。
[0022]根據(jù)上述任意一種改性磁粉芯的制備方法制備成的磁粉芯，其組成包括非磁性導(dǎo)電物質(zhì)。
[0023]本發(fā)明提供的制備方法具有以下有益效果:1，通過(guò)采用非磁性導(dǎo)電物質(zhì)，改善磁粉芯的噪音缺陷，同時(shí)保持磁粉芯的損耗不受影響的；2，克服了傳統(tǒng)認(rèn)為非磁性導(dǎo)電物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重影響磁粉芯損耗的技術(shù)偏見(jiàn)；3，為非磁性導(dǎo)電物質(zhì)在磁粉芯中其他方面的應(yīng)用提供了技術(shù)啟示；4、非磁性導(dǎo)電物質(zhì)、軟金屬等材料是可以買(mǎi)到的市售產(chǎn)品，且不用進(jìn)行復(fù)雜的處理過(guò)程，僅通過(guò)添加改性劑就能夠達(dá)到降低噪音的目的，方法簡(jiǎn)單，易操作；5、通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化改性劑的粒度、添加量、種類(lèi)等參數(shù)，大大降低了磁粉芯的噪音。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施方式具體說(shuō)明本發(fā)明。
[0025]本實(shí)施方式提供的實(shí)施例的改性磁粉芯的制備方法包括如下步驟，
步驟一，脆化處理:對(duì)鐵硅硼非晶金屬薄帶進(jìn)行熱處理，使其脆化易粉碎；
步驟二，粉碎:對(duì)所述脆化的非晶金屬薄帶進(jìn)行粉碎以得到非晶金屬粉末；
步驟三，篩分和配比:對(duì)所述非晶金屬粉末進(jìn)行篩分，然后混合成一定組成的粉末顆粒;
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(jī)內(nèi)，攪拌混合均勻后，加入起到鈍化鈍化劑，混合均勻，勻速攪拌直至干燥；然后加入起到絕緣粘結(jié)作用的低熔點(diǎn)玻璃粉和環(huán)氧樹(shù)脂混合，勻速攪拌直至干燥。
[0026]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；
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:將所述成型的磁粉芯進(jìn)行退火處理，然后采用環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)磁粉芯表面進(jìn)行噴涂絕緣處理。
[0027]本實(shí)施方式通過(guò)在其他條件相同時(shí)僅改變步驟五中改性劑的種類(lèi)、添加量和粒度，得到5個(gè)例子，編號(hào)為(I)?(5)。
[0028]對(duì)比例I
本對(duì)比例提供的磁粉芯的制備方法與實(shí)施例的區(qū)別在于沒(méi)有添加改性劑。
[0029]將上述實(shí)施例中的例子和對(duì)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(shí)驗(yàn)室空調(diào)機(jī)內(nèi)做整機(jī)實(shí)驗(yàn)，將測(cè)試線置于標(biāo)準(zhǔn)消音室，在電壓220v，負(fù)載2kw和其他條件相同的情況下測(cè)試各個(gè)磁粉芯工作時(shí)的噪音。記錄在表I中。同時(shí)測(cè)試其損耗。
[0030]表I

【權(quán)利要求】
1.一種改性磁粉芯的制備方法，其特征在于:在絕緣包覆步驟后、壓制成型步驟前，向非晶粉末顆粒中加入改性劑，所述改性劑包括非磁性導(dǎo)電物質(zhì)中的一種或多種組成的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性磁粉芯的制備方法，其特征在于:所述非磁性導(dǎo)電物質(zhì)采用軟金屬中的一種或多種組成的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性磁粉芯的制備方法，其特征在于:所述改性劑還包括Ni粉、鐵硅粉和鐵鎳粉中的一種或多種組成的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性磁粉芯的制備方法，其特征在于:所述改性劑的目數(shù)大于800目。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改性磁粉芯的制備方法，其特征在于:所述改性劑的目數(shù)范圍為 1500-2500 目。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改性磁粉芯的制備方法，其特征在于:添加的改性劑的重量含量為非晶粉末顆粒的19Γ20%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改性磁粉芯的制備方法，其特征在于:所述改性劑為鐵硅粉和銅的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的改性磁粉芯的制備方法制備成的磁粉芯:其特征在于:其組成包括非磁性導(dǎo)電物質(zhì)。
【文檔編號(hào)】H01F1/147GK104200985SQ201410425254
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】江志濱, 紀(jì)杰, 王亞娜, 李維強(qiáng), 安文文, 張耿杰 申請(qǐng)人:青島云路新能源科技有限公司