一种环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环及其制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环的制备方法，所述方法包括：把非晶纳米晶带材绕成纳米晶磁环；将所述纳米晶磁环放在真空晶化炉中进行热处理；把经过热处理后的纳米晶磁环用环氧粉末涂料进行喷涂固化；进行老化处理，获得所述环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环。该方法用以避免现有技术中纳米晶磁环绝缘处理的不足之处，从而获得高绝缘性、高磁导率、抗拉和耐摔性，以及缩小的产品尺寸，同时制备工艺符合环保标准。本发明专利技术实施例还提供了所述制备方法获得的非晶纳米晶磁环。

An amorphous nanocrystalline magnetic ring coated with epoxy powder and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环及其制备方法
本专利技术涉及磁环电感
，具体涉及一种环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环及其制备方法。
技术介绍
随着技术发展的趋势，电子元器件中的共模电感器件向小型化、轻量化等方向变革，但是现有的工艺在电感的小型化与电感量之间很难取得平衡：电感量大的电感，其体积相应也较大，电感量小的电感，其体积相应也较小，很难做到电感量大，其体积却较小。非晶材料是一种新型功能材料，是利用制备非晶的工艺，一次形成厚度约30微米的薄带。当熔融的钢水采用先进的急冷快淬技术，将液态金属快速冷却形成厚度为0.03mm左右的固体薄带，得到原子排列组合上具有短程有序，长程无序特点的非晶组织特征，不具备传统合金材料的晶体结构，这就是非晶合金。这样快速冷却到厚度仅为几十微米的金属薄带时，钢水所具有的原子无序排列结构便被“冻结”，形成了所谓的“非晶态合金”。纳米晶则是指在非晶化基础上再经过适当热处理的金属薄带,称之为“纳米晶合金”。非晶材料具有高的饱和磁感、高磁导率、低矫顽力和低的高频损耗、良好的强硬度、耐磨性及耐腐蚀性、良好的温度及环境稳定性等，其优异的综合性能，代替坡莫合金、硅钢和铁氧体，在电力电子技术中应用，显示出体积小、效率高、节能等特点，在所有的金属软磁材料中具有最佳的性能价格比。现有的纳米晶磁环绝缘处理用的是PVC塑料壳保护，体积大，耐热性差，产品也容易老化。也有部份用液体油漆喷涂替代塑胶壳的，喷涂车间环境差，气味重，有VOCS挥发物，存在诸多环保限制。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环的制备方法，用以避免现有技术中纳米晶磁环绝缘处理的不足之处，从而获得高绝缘性、高磁导率、抗拉和耐摔性，以及缩小的产品尺寸，同时制备工艺符合环保标准。本专利技术实施例还提供了所述制备方法获得的非晶纳米晶磁环。为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环的制备方法，所述制备方法包括下列步骤：(1)把非晶纳米晶带材绕成纳米晶磁环；(2)将所述纳米晶磁环放在真空晶化炉中进行热处理；(3)把经过热处理后的纳米晶磁环用环氧粉末涂料进行喷涂固化；(4)进行老化处理，获得所述环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环，其中，步骤(2)中的所述热处理包括下列热处理步骤：①经过30分钟把炉内温度从室温升温至300℃；②在300℃保温30分钟后，用20分钟升温至480℃；③在480℃保温60分钟后，用30分钟升温至510℃；④在510℃保温80分钟后，用20分钟升温至560℃；⑤在560℃保温140分钟后，用10分钟降温至520℃；⑥在520℃保温60分钟后，退出炉罩强风把炉体温度急速下降至350℃；⑦把从炉内取出的纳米晶磁环再用强风急速冷却至常温，步骤(4)中的老化处理包括下列步骤：将所述环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环放到已升温至120℃的烘箱内保温60分钟，保温完成后放到烘箱外自然冷却至常温。其中，热处理步骤⑦中，可以把炉内取出的纳米晶磁环放在冷却架上，再用强风急速冷却至常温如室温。进一步的，步骤(2)的热处理条件包括，把纳米晶磁环放在真空退火炉的有效均温区内，锁紧炉门，开启用于加温和抽真空的电源，开启用于冷却炉门的密封圈的冷却水，使炉内真空度保持小于-0.1Mpa至纳米晶磁环出炉。进一步的，所述环氧粉末涂料含有环氧树脂，耐温达到155℃，阻燃等级为UL94_V0。在一个实施方案中，所述环氧粉末涂料以重量份数计包括下列组分：其中，所述无机填充料为硅微粉、碳酸钙粉、滑石粉、硫酸钡的一种或多种的混合物，粒度为400-3500目。所述固化促进剂为咪唑、2-甲基咪唑或2-苯基咪唑中的一种或多种的混合物。所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁或硼酸锌。所述颜料为铁红、铁黄、永固红、永固黄、酞菁蓝、酞菁绿、钛白粉或绝缘炭黑。所述助剂为流平剂、增光剂、消泡剂、电荷调整剂和/或抗氧化剂。在一个实施方案中，所述环氧粉末涂料的体积平均直径D50介于40μm-60μm之间。进一步的，所述纳米晶磁环的尺寸为：外径6-200mm，内径3-190mm，高度3-60mm。在一个实施方案中，所述纳米晶磁环的尺寸为：外径28mm，内径18mm，高度10mm。进一步的，步骤(1)包括以下步骤：在非晶自动卷绕机上安装卷芯模具，通过卷芯模具把非晶纳米晶带材绕成具有要求尺寸的纳米晶磁环；检测纳米晶磁环的松紧度：通过外力从垂直于纳米晶磁环的带宽的方向把纳米晶磁环压变形，解除外力后，磁环的受力方向的高度尺寸可恢复至大于未受外力前的80％。进一步的，步骤(3)中的喷涂固化包括以下步骤：采用静电粉末喷涂工艺，将磁环放置平板上，放进隧道炉中200℃预热10-12分钟，机械夹料机将平板抓至喷涂柜，往复机进行自动喷涂，喷涂涂层控制在0.2-0.3mm之间，喷涂好后再送至隧道炉中180℃烘烤10-12分钟；将磁环翻面按上述的步骤再重复喷涂固化。在一个实施方案中，所述平板为铝合金板或不锈钢板。进一步的，所述环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环的制备方法还包括以下步骤：(5)将所述环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环进行性能试验，所述性能试验包括下列步骤：将纳米晶磁环用1.6mm铜线绕组10圈，通过涂层的完好程度和磁环的变形程度来衡量环氧粉末涂装的纳米晶磁环的抗拉强度；将纳米晶磁环进行1米自由跌落试验，通过粉末涂层的脱落和开裂程度来衡量环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环的耐冲击性。本专利技术实施例的另一个方面还涉及通过上述任一制备方法获得的环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环。本专利技术实施例的技术方案把纳米晶带材绕成要求尺寸(例如外径为28mm，内径为18mm，高度为10mm)的纳米晶磁环；将该纳米晶磁环放在真空退火炉中进行热处理，热处理步骤具体是：经过30分钟把炉内温度从室温升温至300℃，在300℃保温30分钟后，用20分钟升温至480℃，在480℃保温60分钟后，用30分钟升温至510℃，在510℃保温80分钟后，用10分钟升温至560℃，在560℃保温140分钟后，用10分钟降温至520℃，在520℃保温60分钟后，退出炉罩强风把炉体温度急速下降至350℃，打开炉门把纳米晶磁环取出，把从炉内取出的纳米晶磁环放在冷却架上再用强风急速冷却至常温；把经过热处理后的纳米晶磁环用环氧粉末涂料进行喷涂固化和老化，得到一个完整的环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环，从而实现该磁环电感量大，尺寸小，稳定性高的目的。本专利技术实施例的技术方案获得的纳米晶磁环具有如下优点：1、有高绝缘性；耐压可达3500V；2、具有高磁导率约80000以上，可以减少绕组的匝数；3、具有良好的频率特性为50Hz-1MHz；4、具有高居里温度约580℃，涂层长期耐温可达155℃；5、具有抗拉、耐摔特性，最大可承受绕2.0mm线径铜线；6、缩小产品尺寸，减少绕线成本；7、具有优良的温度特性，可以在-45℃～125℃温度范围内，电感量基本保持不变。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下列步骤：(1)把非晶纳米晶带材绕成纳米晶磁环；(2)将所述纳米晶磁环放在真空晶化炉中进行热处理；(3)把经过热处理后的纳米晶磁环用环氧粉末涂料进行喷涂固化；(4)进行老化处理，获得所述环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环，其中，步骤(2)中的所述热处理包括下列热处理步骤：①经过30分钟把炉内温度从室温升温至300℃；②在300℃保温30分钟后，用20分钟升温至480℃；③在480℃保温60分钟后，用30分钟升温至510℃；④在510℃保温80分钟后，用20分钟升温至560℃；⑤在560℃保温140分钟后，用10分钟降温至520℃；⑥在520℃保温60分钟后，退出炉罩强风把炉体温度急速下降至350℃；⑦把从炉内取出的纳米晶磁环再用强风急速冷却至常温，步骤(4)中的老化处理包括下列步骤：将所述环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环放到已升温至120℃的烘箱内保温60分钟，保温完成后放到烘箱外自然冷却至常温。

【技术特征摘要】
1.一种环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下列步骤：(1)把非晶纳米晶带材绕成纳米晶磁环；(2)将所述纳米晶磁环放在真空晶化炉中进行热处理；(3)把经过热处理后的纳米晶磁环用环氧粉末涂料进行喷涂固化；(4)进行老化处理，获得所述环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环，其中，步骤(2)中的所述热处理包括下列热处理步骤：①经过30分钟把炉内温度从室温升温至300℃；②在300℃保温30分钟后，用20分钟升温至480℃；③在480℃保温60分钟后，用30分钟升温至510℃；④在510℃保温80分钟后，用20分钟升温至560℃；⑤在560℃保温140分钟后，用10分钟降温至520℃；⑥在520℃保温60分钟后，退出炉罩强风把炉体温度急速下降至350℃；⑦把从炉内取出的纳米晶磁环再用强风急速冷却至常温，步骤(4)中的老化处理包括下列步骤：将所述环氧粉末涂装的非晶纳米晶磁环放到已升温至120℃的烘箱内保温60分钟，保温完成后放到烘箱外自然冷却至常温。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)的热处理条件包括，把纳米晶磁环放在真空退火炉的有效均温区内，锁紧炉门，开启用于加温和抽真空的电源，开启用于冷却炉门的密封圈的冷却水，使炉内真空度保持小于-0.1Mpa至纳米晶磁环出炉。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环氧粉末涂料含有环氧树脂，耐温达到155℃，阻燃等级为UL94_V0。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述环氧粉末涂料以重量份数计包括下列组分：其中，所述无机填充料为硅微粉、碳酸钙粉、滑石粉、硫酸钡的一种或多种的混合物，粒度为400-3500目；所述固化促进剂为咪唑、2-甲基咪唑或2-苯基咪唑中的一种或多种的混合物；所述阻燃剂为氢氧化铝、氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：董子靖，潘灿彬，徐梦远，马跃辉，
申请(专利权)人：咸阳辉煌电子磁性材料研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61