一種耐腐蝕鐵硅基磁芯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐腐蝕鐵硅基磁芯的制備方法，其特征在于該軟磁材料由以下原子配比的合金制成：（Fe1-x-yAlxCry）1-a-b（Si1-zNbz）aPrb，其中x=0.25-0.28，y=0.07-0.09，z=0.15-0.25，a=0.16-0.18，b=0.02-0.03，該方法包括如下步驟：（1）配料，（2）熔鑄合金，（3）制備合金帶材，（4）熱處理。本發(fā)明制備的磁芯，采用鐵鋁為主料，摻雜硅和鈮提高了材料抗磁飽和性能，摻雜Cr和稀土元素Pr來提高材料的硬度和耐腐蝕性能。因此，該材料適用于各種高強度和潮濕的惡劣工作環(huán)境下工作。
【專利說明】一種耐腐蝕鐵硅基磁芯的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉一種耐腐蝕鐵硅基磁芯的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，提出節(jié)能、減排、降低污染的要求，推動電子工業(yè)的發(fā)展，各種電器的控制部分就要向高頻方向設(shè)計，因此要使用各種開關(guān)電源，其中要應(yīng)用各種軟磁材料制作電感磁芯，而電感鐵芯中使用壓粉鐵芯較為理想，這種壓粉鐵芯用于開關(guān)電源的交流電感、輸出電感、線路濾波器、功率因數(shù)校正電路等，適用于從數(shù)十到數(shù)百KHz范圍的聞頻。
[0003]鐵硅基納米晶軟磁材料問世以后，由于具有磁導(dǎo)率高、矯頑力低、高頻損耗低的特點，加上其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和高性價比，因此被認為是制作開關(guān)電源、脈沖變壓器磁芯，互感器、磁放大器、尖峰抑制器、差模電感鐵芯和電抗器磁芯的理想材料。
[0004]但是鐵硅基軟磁材料在潮濕的環(huán)境中易生銹，易腐蝕，一旦被腐蝕，將會極大的影響其磁性能，從而限制了鐵硅基磁芯的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種耐腐蝕鐵硅基磁芯的制備方法，該方法制備的軟磁材料具有高磁導(dǎo)率、高磁飽和性能以及良好的耐腐蝕。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種耐腐蝕鐵硅基磁芯的制備方法，其特征在于該軟磁材料由以下原子配比的合金制成=(Fe1IyAlxCry) !_a_b (Si1^zNbz) aPrb,其中x=0.25-0.28，y=0.07-0.09，z=0.15-0.25，a=0.16-0.18，b=0.02-0.03，該方法包括如下步驟:
(1)配料
按照上述原子配比準備原料，稱取純度均大于99.8%的鐵粉、鋁粉、硅粉、鉻粉、鈮粉和鐠粉；
(2)熔鑄合金
采用真空感應(yīng)爐熔煉合金，加料順序是先加入Fe、Cr、Nb并脫氧處理，待物料熔化后，加入Al，最后調(diào)整成分時加入Si和Pr，整個過程在氬氣氣氛保護下，反復(fù)精煉3-5次后，吹氬凈化合金液，在溫度達到1550-1600°C、真空度< 1.5Pa時起鑄，蓋好爐蓋并密封，送入氬氣保護鑄坯，隨爐冷卻后得到合金鑄錠；
(3)制備合金帶材
澆鑄好的鋼錠切除冒口后利用鍛壓設(shè)備鍛造為板材，厚度在10-15_，采用的鍛造溫度為950-1050°C，將板材在950-105°C O退火后采用冷軋的方式將其變形為厚度為10-20 μ m的薄帶；
(4)熱處理將納米晶帶材卷繞剪裁成預(yù)定形狀的磁芯生坯，將生坯放入氬氣氣氛熱處理爐中，升溫速率為15-20°C /min，升溫至1200_1250°C，保溫時間為l_2h后隨爐冷卻，即得到產(chǎn)品。
[0007]本發(fā)明制備的磁芯，采用鐵鋁為主料，摻雜硅和鈮提高了材料抗磁飽和性能，摻雜Cr和稀土元素Pr來提高材料的硬度和耐腐蝕性能。因此，該材料適用于各種高強度和潮濕的惡劣工作環(huán)境下工作。

【具體實施方式】
[0008]實施例一
本實施例的磁芯由以下原子配比的合金制成:(Fea66Ala25Craci9) 0 82 (Sia85Nbai5)
0.ΙθΡ^Ο.02°
[0009]按照上述原子配比準備原料，稱取純度均大于99.8%的鐵粉、鋁粉、硅粉、鉻粉、鈮粉和鐠粉。
[0010]采用真空感應(yīng)爐熔煉合金，加料順序是先加入Fe、Cr、Nb并脫氧處理，待物料熔化后，加入Al，最后調(diào)整成分時加入Si和Pr，整個過程在氬氣氣氛保護下，反復(fù)精煉3-5次后，吹氬凈化合金液，在溫度達到1550°C、真空度< 1.5Pa時起鑄，蓋好爐蓋并密封，送入氬氣保護鑄坯，隨爐冷卻后得到合金鑄錠。
[0011]澆鑄好的鋼錠切除冒口后利用鍛壓設(shè)備鍛造為板材，厚度在10mm，采用的鍛造溫度為950°C，將板材在950°C退火后采用冷軋的方式將其變形為厚度為1ym的薄帶。
[0012]將納米晶帶材卷繞剪裁成預(yù)定形狀的磁芯生坯，將生坯放入氬氣氣氛熱處理爐中，升溫速率為15°C /min，升溫至1200°C，保溫時間為2h后隨爐冷卻，即得到產(chǎn)品。
[0013]實施例二
本實施例的磁芯由以下原子配比的合金制成:(Fea63Ala28Crtltl9) 0.79 (Sia75Nba25)
0.ΙδΡ^Ο.03°
[0014]按照上述原子配比準備原料，稱取純度均大于99.8%的鐵粉、鋁粉、硅粉、鉻粉、鈮粉和鐠粉。
[0015]采用真空感應(yīng)爐熔煉合金，加料順序是先加入Fe、Cr、Nb并脫氧處理，待物料熔化后，加入Al，最后調(diào)整成分時加入Si和Pr，整個過程在氬氣氣氛保護下，反復(fù)精煉5次后，吹氬凈化合金液，在溫度達到1600°C、真空度< 1.5Pa時起鑄，蓋好爐蓋并密封，送入氬氣保護鑄坯，隨爐冷卻后得到合金鑄錠。
[0016]澆鑄好的鋼錠切除冒口后利用鍛壓設(shè)備鍛造為板材，厚度在15mm，采用的鍛造溫度為1050°C，將板材在1050°C退火后采用冷軋的方式將其變形為厚度為20 μ m的薄帶。
[0017]將納米晶帶材卷繞剪裁成預(yù)定形狀的磁芯生坯，將生坯放入氬氣氣氛熱處理爐中，升溫速率為20°C /min，升溫至1250°C，保溫時間為Ih后隨爐冷卻，即得到產(chǎn)品。
[0018]比較例
稱取鐵、硅原材料；原料鐵和原料硅的質(zhì)量比為93.5: 6.5 ;將混合物進行機械球磨，得到粉末狀的鐵硅混合物；在40MPa的高壓下，將混合物在模具中壓成反應(yīng)胚體。將裝有反應(yīng)胚體的模具在惰性氣體保護下加熱到300°C，在所述溫度范圍內(nèi)，通過引燃劑引發(fā)反應(yīng)；引燃劑由高氯酸鉀、鋁粉、高錳酸鉀組成；所述高氯酸鉀、鋁粉、高錳酸鉀的質(zhì)量比為2:1:2。反應(yīng)后的高溫熔體產(chǎn)物冷卻凝固為塊狀的納米鐵硅材料，將塊狀的納米鐵硅材料在1600°C以上進行高溫熔煉，將熔煉后的鋼液進行充分攪拌，通過直徑為:3_的導(dǎo)管引導(dǎo)通過環(huán)孔噴嘴噴出，冷卻形成粉體狀的納米鐵硅軟磁材料。將粉體鑄成預(yù)定形狀的磁芯生坯，熱出后得到磁芯。
[0019]對相同形狀和尺寸的實施例1-2及比較例的磁芯在以下兩個條件下分別進行測試:(I)在室溫下對新品測試導(dǎo)磁率；(2)將試樣至于相對濕度為65%的環(huán)境中200h后，取出在室溫下測試磁導(dǎo)率。測試結(jié)果顯示:實施例1-2得到的磁芯的在條件(2)下的磁導(dǎo)率相對條件(I)下的磁導(dǎo)率僅下降不到5%，而比較例的磁芯磁導(dǎo)率下降15%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種耐腐蝕鐵硅基磁芯的制備方法，其特征在于該軟磁材料由以下原子配比的合金制成:(Fe1TyAlxCry) (Si1^zNbz) aPrb,其中 χ=0.25-0.28，y=0.07-0.09，z=0.15-0.25，a=0.16-0.18，b=0.02-0.03，該方法包括如下步驟: (1)配料 按照上述原子配比準備原料，稱取純度均大于99.8%的鐵粉、鋁粉、硅粉、鉻粉、鈮粉和鐠粉； (2)熔鑄合金 采用真空感應(yīng)爐熔煉合金，加料順序是先加入Fe、Cr、Nb并脫氧處理，待物料熔化后，加入Al，最后調(diào)整成分時加入Si和Pr，整個過程在氬氣氣氛保護下，反復(fù)精煉3-5次后，吹氬凈化合金液，在溫度達到1550-1600°C、真空度< 1.5Pa時起鑄，蓋好爐蓋并密封，送入氬氣保護鑄坯，隨爐冷卻后得到合金鑄錠； (3)制備合金帶材 澆鑄好的鋼錠切除冒口后利用鍛壓設(shè)備鍛造為板材，厚度在10-15_，采用的鍛造溫度為950-1050°C，將板材在950-105°C O退火后采用冷軋的方式將其變形為厚度為10-20 μ m的薄帶； (4)熱處理 將納米晶帶材卷繞剪裁成預(yù)定形狀的磁芯生坯，將生坯放入氬氣氣氛熱處理爐中，升溫速率為15-20°C /min，升溫至1200_1250°C，保溫時間為l_2h后隨爐冷卻，即得到產(chǎn)品。
【文檔編號】H01F41/02GK104465063SQ201410794599
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月20日
【發(fā)明者】陳紅 申請人:陳紅