CN110957123A - 磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于软磁材料技术领域,具体涉及一种磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法,包括步骤铁镍粉末配粉、绝缘包覆、压制成型、热处理和表面涂装;所述铁镍粉末配粉包括将铁镍粉末分筛成小于60μm、大于等于60μm且小于125μm、大于等于125μm三种粒径,按40%:30%:30%的比例混合均匀。本发明采用的是气雾化铁镍粉末,通过粒度配比、绝缘包覆、压制成型以及表面喷涂等工序来制备导磁率为125的铁镍金属软磁粉芯,采用本方法制得的铁镍磁芯损耗低,直流偏置性能好。
Description
技术领域
本发明属于软磁材料技术领域,具体涉及一种磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法。
背景技术
金属软磁粉芯具有高的饱和磁通密度,高的有效导磁率,以及良好的磁性能稳定性,被广泛地应用于通讯、计算机、家电、变压器、逆变器以及新能源汽车等领域。其中,铁镍具有最高的直流偏置性能,且饱和磁感应强度高,损耗低,因此具有很大市场应用。
参考专利:
《磁导率μ=125的铁镍合金软磁材料及其制造方法》,申请号201110133772.9。
《磁导率μ=125的铁镍钼合金软磁材料及其制造方法》,申请号201110130045.7。
《一种高磁导率镍锌软磁铁氧体材料及制备方法》,申请号201410803723.5。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法,采用本方法制得的铁镍磁芯损耗低,直流偏置性能好。
为实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:
一种磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法,包括步骤铁镍粉末配粉、绝缘包覆、压制成型、热处理和表面涂装;其特征在于:所述铁镍粉末配粉包括将铁镍粉末分筛成小于60μm、大于等于60μm且小于125μm、大于等于125μm三种粒径,按40%:30%:30%的比例混合均匀。
进一步地,所述铁镍粉末采用的是气雾化铁镍粉末。
进一步地,所述铁镍粉末中镍的含量为40%~60%,余量为铁。
进一步地,所述绝缘包覆采用溶胶-凝胶法在铁镍粉末表面形成硅氧化物包覆层进行绝缘。
进一步地,所述溶胶-凝胶法进行绝缘包覆具体为:在混合均匀的铁镍粉末中加入硅溶胶水溶液进行加热炒干,然后干混入高岭土,再加入水玻璃溶液进行加热炒干;其中,硅溶胶的用量为铁镍粉末重量的0.3~0.8%,高岭土的用量为铁镍粉末重量的0.2~0.5%,水玻璃的用量为铁镍粉末重量的0.2~0.5%,温度控制在100℃以下。
进一步地,所述压制成型:在绝缘后的粉末中加入脱模剂,进行压制成型,成型压强为16~21吨/平方厘米。
进一步地,所述脱模剂选择微晶蜡,微晶蜡的用量为铁镍粉末重量的0.1~0.3%。
进一步地,所述热处理:将压制成型的磁芯放入氮气和氢气的混合气氛中进行烧结,氮气和氢气的比例为1:3,烧结温度为650~850℃,保温时间为30~120min。
进一步地,所述表面涂装:磁芯表面采用环氧树脂粉进行旋涂。
本发明的有益效果为:
(1)本发明采用的是气雾化铁镍粉末,通过粒度配比、绝缘包覆、压制成型以及表面喷涂等工序来制备导磁率为125的铁镍金属软磁粉芯。
(2)本发明采用三种不同粒径的粉末进行颗粒级配,能够有效地提高导磁率,提高磁芯的致密度,同时降低磁芯的孔隙率。
(3)本发明采用了溶胶-凝胶法进行绝缘,使得铁镍金属粉末表面获得了硅氧化物包覆层,具有较高的热稳定性和电绝缘性等优点,所以制备的铁镍磁粉芯损耗较低。
(4)制备工艺简单,制备过程节能环保,制得的产品性能优异,具有高的导磁率,高的直流偏置性能,以及低的功率损耗,产品性能处于行业领先水平。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
一种磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法,包括步骤:
S1、铁镍粉末配粉:将气雾化铁镍粉末(其中镍的含量为40%~60%,余量为铁;或者铁和镍各占50%)分筛成小于60μm、大于等于60μm且小于125μm、大于等于125μm三种粒径,按40%:30%:30%的比例混合均匀。
S2、绝缘包覆:采用溶胶-凝胶法在铁镍粉末表面形成硅氧化物包覆层进行绝缘,具体为:在混合均匀的铁镍粉末中加入硅溶胶水溶液进行加热炒干,然后干混入高岭土,再加入水玻璃溶液进行加热炒干;其中,硅溶胶的用量为铁镍粉末重量的0.3~0.8%,高岭土的用量为铁镍粉末重量的0.2~0.5%,水玻璃的用量为铁镍粉末重量的0.2~
0.5%,绝缘时温度应控制在100℃以下。
S3、压制成型:在绝缘后的粉末中加入脱模剂,进行压制成型,成型压强为16~21吨/平方厘米;所述脱模剂选择微晶蜡,微晶蜡的用量为铁镍粉末重量的0.1~0.3%。因为微晶蜡比传统的硬脂酸盐脱模效果好、用量少,同时使用微晶蜡可以降低磁芯损耗。
S4、热处理:将压制成型的磁芯放入氮气和氢气的混合气氛中进行烧结,氮气和氢气的比例为1:3,烧结温度为650~850℃,保温时间为30~120min。其中氮气起保护作用,氢气起还原作用。
S5、表面涂装:磁芯表面采用环氧树脂粉进行旋涂。
实施例1
取气雾化铁镍粉末,其中镍的含量为50%,用振动筛将其分成小于60μm、大于等于60μm且小于125μm、大于等于125μm三种粒径,然后采用﹣60μm:﹢60﹣125μm:﹢125μm=40%:30%:30%的比例进行混合均匀。
然后将硅溶胶水溶液加入到铁镍粉末中,加热至90℃焙炒至干燥,冷却;再加入高岭土干燥混合均匀,然后再加入水玻璃溶液,加热至90℃焙炒至干燥。硅溶胶的用量为铁镍粉末重量的0.4%,高岭土的用量为铁镍粉末重量的0.4%,水玻璃的用量为铁镍粉末重量的0.2%,绝缘时温度应控制在100℃以下。
压制成型前加入铁镍粉末重量0.2%的微晶蜡作为脱模剂,混合均匀后压制成26.9mm*14.8mm*11.1mm的磁环,成型压强为17吨/平方厘米。
将成型后的磁芯放入热处理炉,先通入氮气,10min后再通入氢气,在750°下保温50min,然后自然冷却,其中氮气和氢气的比例约为1:3;在磁环表面用环氧树脂粉末进行旋涂,固化后得到磁导率为125的铁镍软磁粉芯。经检测,得到的铁镍磁粉芯的磁性能如表1所示。
实施例2
取气雾化铁镍粉末,其中镍的含量为50%,用振动筛将其分成小于60μm、大于等于60μm且小于125μm、大于等于125μm三种粒径,然后采用﹣60μm:﹢60﹣125μm:﹢125μm=40%:30%:30%的比例进行混合均匀。
然后将硅溶胶水溶液加入到铁镍粉末中,加热至80℃焙炒至干燥,冷却;再加入高岭土干燥混合均匀,然后再加入水玻璃溶液,加热至80℃焙炒至干燥。硅溶胶的用量为铁镍粉末重量的0.3%,高岭土的用量为铁镍粉末重量的0.3%,水玻璃的用量为铁镍粉末重量的0.3%,绝缘时温度应控制在100℃以下。
压制成型前加入铁镍粉末重量0.3%的微晶蜡作为脱模剂,混合均匀后压制成26.9mm*14.8mm*11.1mm的磁环,成型压强为18吨/平方厘米。
将成型后的磁芯放入热处理炉,先通入氮气,10min后再通入氢气,在780°下保温40min,然后自然冷却,其中氮气和氢气的比例约为1:3;在磁芯表面用环氧树脂粉末进行旋涂,固化后得到磁导率为125的铁镍软磁粉芯。经检测,得到的铁镍磁粉芯的磁性能如表1所示。
实施例3
取气雾化铁镍粉末,其中镍的含量为50%,用振动筛将其分成小于60μm、大于等于60μm且小于125μm、大于等于125μm三种粒径,然后采用﹣60μm:﹢60﹣125μm:﹢125μm=40%:30%:30%的比例进行混合均匀。
然后将硅溶胶水溶液加入到铁镍粉末中,加热至70℃焙炒至干燥,冷却,再加入高岭土干燥混合均匀,然后再加入水玻璃溶液,加热至90℃焙炒至干燥。硅溶胶的用量为铁镍粉末重量的0.5%,高岭土的用量为铁镍粉末重量的0.3%,水玻璃的用量为铁镍粉末重量的0.4%,绝缘时温度应控制在100℃以下。
压制成型前加入铁镍粉末重量0.2%的微晶蜡作为脱模剂,混合均匀后压制成26.9mm*14.8mm*11.1mm的磁环,成型压强为20吨/平方厘米。
将成型后的磁芯放入热处理炉,先通入氮气,10min后再通入氢气,在800°下保温30min,然后自然冷却,其中氮气和氢气的比例约为1:3;在磁芯表面用环氧树脂粉末进行旋涂,固化后得到磁导率为125的铁镍软磁粉芯。经检测,得到的铁镍磁粉芯的磁性能如表1所示。
实施例4
取气雾化铁镍粉末,其中镍的含量为50%,用振动筛将其分成小于60μm、大于等于60μm且小于125μm、大于等于125μm三种粒径,然后采用﹣60μm:﹢60﹣125μm:﹢125μm=40%:30%:30%的比例进行混合均匀。
然后将硅溶胶水溶液加入到铁镍粉末中,加热至80℃焙炒至干燥,冷却,再加入高岭土干燥混合均匀,然后再加入水玻璃溶液,加热至90℃焙炒至干燥。硅溶胶的用量为铁镍粉末重量的0.8%,高岭土的用量为铁镍粉末重量的0.5%,水玻璃的用量为铁镍粉末重量的0.5%,绝缘时温度应控制在100℃以下。
压制成型前加入铁镍粉末重量0.3%的微晶蜡作为脱模剂,混合均匀后压制成26.9mm*14.8mm*11.1mm的磁环,成型压强为20吨/平方厘米。
将成型后的磁芯放入热处理炉,先通入氮气,10min后再通入氢气,在800°下保温30min,然后自然冷却,其中氮气和氢气的比例约为1:3;在磁芯表面用环氧树脂粉末进行旋涂,固化后得到磁导率为125的铁镍软磁粉芯。经检测,得到的铁镍磁粉芯的磁性能如表1所示。
实施例5
取气雾化铁镍粉末,其中镍的含量为50%,用振动筛将其分成小于60μm、大于等于60μm且小于125μm、大于等于125μm三种粒径,然后采用﹣60μm:﹢60﹣125μm:﹢125μm=40%:30%:30%的比例进行混合均匀。
然后将硅溶胶水溶液加入到铁镍粉末中,加热至80℃焙炒至干燥,冷却,再加入高岭土干燥混合均匀,然后再加入水玻璃溶液,加热至90℃焙炒至干燥。硅溶胶的用量为铁镍粉末重量的0.3%,高岭土的用量为铁镍粉末重量的0.3%,水玻璃的用量为铁镍粉末重量的0.3%,绝缘时温度应控制在100℃以下。
压制成型前加入铁镍粉末重量0.1%的微晶蜡作为脱模剂,混合均匀后压制成26.9mm*14.8mm*11.1mm的磁环,成型压强为20吨/平方厘米。
将成型后的磁芯放入热处理炉,先通入氮气,10min后再通入氢气,在800°下保温30min,然后自然冷却,其中氮气和氢气的比例约为1:3;在磁芯表面用环氧树脂粉末进行旋涂,固化后得到磁导率为125的铁镍软磁粉芯。经检测,得到的铁镍磁粉芯的磁性能如表1所示。
表1:
由表1可知,使用本方法制备的磁导率为125的铁镍软磁粉芯,直流偏置性能在100Oe条件下为48%以上;功率损耗在100KHz,1000Gs下为580mW/cm3左右,性能处于行业的领先水平。
以上说明仅为本发明的应用实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等效变化,仍属本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法,包括步骤铁镍粉末配粉、绝缘包覆、压制成型、热处理和表面涂装;其特征在于:所述铁镍粉末配粉包括将铁镍粉末分筛成小于60μm、大于等于60μm且小于125μm、大于等于125μm三种粒径,按40%:30%:30%的比例混合均匀。
2.根据权利要求1所述的磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法,其特征在于:所述铁镍粉末采用的是气雾化铁镍粉末。
3.根据权利要求1所述的磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法,其特征在于:所述铁镍粉末中镍的含量为40%~60%,余量为铁。
4.根据权利要求1所述的磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法,其特征在于:所述绝缘包覆采用溶胶-凝胶法在铁镍粉末表面形成硅氧化物包覆层进行绝缘。
5.根据权利要求5所述的磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法,其特征在于:所述溶胶-凝胶法进行绝缘包覆具体为:在混合均匀的铁镍粉末中加入硅溶胶水溶液进行加热炒干,然后干混入高岭土,再加入水玻璃溶液进行加热炒干;其中,硅溶胶的用量为铁镍粉末重量的0.3~0.8%,高岭土的用量为铁镍粉末重量的0.2~0.5%,水玻璃的用量为铁镍粉末重量的0.2~0.5%,温度控制在100℃以下。
6.根据权利要求1所述的磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法,其特征在于:所述压制成型:在绝缘后的粉末中加入脱模剂,进行压制成型,成型压强为16~21吨/平方厘米。
7.根据权利要求6所述的磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法,其特征在于:所述脱模剂选择微晶蜡,微晶蜡的用量为铁镍粉末重量的0.1~0.3%。
8.根据权利要求1所述的磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法,其特征在于:所述热处理:将压制成型的磁芯放入氮气和氢气的混合气氛中进行烧结,氮气和氢气的比例为1:3,烧结温度为650~850℃,保温时间为30~120min。
9.根据权利要求1所述的磁导率为125的铁镍软磁粉芯制备方法,其特征在于:所述表面涂装:磁芯表面采用环氧树脂粉进行旋涂。
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