本发明专利技术涉及一种晶间绝缘的高硅电工钢铁芯及其制备方法。其技术方案是：按铁硅合金粉末︰无水乙醇︰硅烷偶联剂︰蒸馏水的质量比为1︰（6~10）︰（0.04~0.1）︰（0.2~0.5）将铁硅合金粉末、无水乙醇、硅烷偶联剂和蒸馏水依次加入反应容器内，搅拌；再向其中加入正硅酸乙酯或正硅酸甲酯，再加入氨水，继续搅拌；洗涤，过滤，干燥；然后在600~800℃条件下保温1~3h，随炉冷却，压制成型；最后置入烧结炉内，在950~1350℃条件下烧结1~10h，随炉冷却，即得晶间绝缘的高硅电工钢铁芯。本发明专利技术具有工艺简单、周期短、材料利用率高和成本低的特点，所制备的晶间绝缘的高硅电工钢铁芯铁损低、稳固性好和使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
—种晶间绝缘的高硅电工钢铁芯及其制备方法
本专利技术属于高硅电工钢铁芯
。具体涉及。
技术介绍
近年来，随着节能减排政策的推进和高效电机的推广应用，未来中小型电机和微电机领域对高牌号无取向电工钢的需求将会显著增加。另外，随着主流电机变频控制模式的普及以及高速转动马达的开发，对无取向电工钢提出了高频、高磁感和低铁损的要求。而高硅电工钢具有低铁损、高磁感、高导磁和低磁滞伸缩等优异的软磁特性，是电-磁转换装备实现低能耗、低发热、微小型化、低噪声、高稳定和绿色环保的关键。 众所周知，由于铁芯的涡流损耗与电工钢薄板的厚度的平方正向相关，所以要尽量减少电工钢薄板的厚度，通常通过轧制方法将其厚度控制在1_以下，以减少涡流损耗。但是，针对高硅电工钢，尤其是当硅含量超过4.5被％时，高硅电工钢内易出现B2和DO3有序相，致使其塑韧性急剧下降，延伸率近乎为零，轧制、成型和冲剪异常困难，生产与应用受到严重制约，所以高硅电工钢难以通过常规轧制方法将其厚度控制在1_以内。 针对高硅电工钢塑韧性急剧下降、轧制成型困难等问题，国内外学者在高硅电工钢脆性增大的原因、如何增强其塑韧性以及如何避开电工钢的脆性等方面开展了大量的研究，提出了许多新技术和新方法，有力推进了高硅电工钢的发展。技术革新的目的旨在通过结构控制改善其塑韧性和可加工性，或者完全避开传统轧制工艺，采用新方法制备高硅电工钢薄板。如以快速凝固(冷却)技术为基础的喷射成形和熔体快速淬火模铸(凝固)等方法能有效抑制或减少有序相的形成，以提高高硅电工钢的可加工性。也可通过添加微量合金元素并优化现有轧制技术，如“一种含铬高硅钢薄带及其制备方法”(CN103276174A)专利技术和“一种高硅钢薄带及其制备方法”(CN101935800B)专利技术，采用最常规的热轧-冷轧、或者锻造-热轧-温轧-冷轧工艺，逐步提升高硅电工钢的延展性，也可成功获得性能优异的超薄高硅电工钢薄板。另一种研究思路是避开现有轧制技术，发展以沉积-扩散法为基础的相关技术，如化学气相沉积、等离子体化学气相沉积、热浸溃渗硅、包埋渗硅、磁控溅射、熔盐电沉积、电子束物理气相沉积、激光熔覆、电泳沉积等技术，又如“热浸镀硅法制备高硅硅钢薄带的方法及硅钢带连续制备装置”(CN103320737A)专利技术和“用磁控溅射连续双面共沉积工艺制高硅钢带的工业化生产系统”(CN101319306A)专利技术，皆能获得性能优异的高硅电工钢薄板。 尽管国内外研究者针对高硅电工钢有关的各种问题开展了广泛而深入的基础研究工作，但上述现有技术或因成本较高、或因受环境制约、或因工艺成熟度不够、或因材料利用率较低等问题而制约了其进一步应用。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种铁损低、稳固性好、使用寿命长、材料利用率闻和生广成本低的晶间绝缘的闻娃电工钢铁芯及其制备方法。 为了实现上述目的，本专利技术所述制备方法的具体步骤是:第一步、铁硅合金粉末表面改性按铁硅合金粉末:无水乙醇:硅烷偶联剂:蒸馏水的质量比为1: (6~10):(0.04~0.1): (0.2~0.5)，将铁硅合金粉末、无水乙醇、硅烷偶联剂和蒸馏水依次加入反应容器内，在40~70°C条件下搅拌l~3h，得到含表面改性的铁硅合金粉末的混合溶液。 第二步、核壳异质结构复合粉末的制备在40~70°C和搅拌条件下，先向所述的含表面改性的铁硅合金粉末的混合溶液中加入正硅酸乙酯或正硅酸甲酯，再加入氨水，在40~70°C条件下继续搅拌8~24h;用蒸馏水洗涤2^3次，用无水乙醇洗涤51次，过滤，真空干燥，得到核壳异质结构复合粉末。 其中:铁硅合金粉末:正硅酸乙酯的质量比为1:(0.1~ 2)，铁硅合金粉末:正硅酸甲酯的质量比为1: (0.1~2);铁硅合金粉末:氨水的质量比为1: (0.02~0.4)。 第三步、退火热处理将所述的核壳异质结构复合粉末置入退火炉内，在600~800.C条件下保温1~3h，随炉冷却至室温，获得退火热处理过的核壳异质结构复合粉末。 第四步、高硅电工钢粉末压坯的制备将所述的退火处理过的核壳异质结构复合粉末压制成型，获得高硅电工钢粉末压坯。 第五步、晶间绝缘的高硅电工钢铁芯的制备将所述的高硅电工钢粉末压坯置入烧结炉内，在950°C~1350°C条件下烧结flOh，随炉冷却至室温，即得晶间绝缘的高硅电工钢铁芯。 所述铁硅合金粉末的Si含量为4.0-7.5wt%。 所述退火炉为真空保护的退火炉或为惰性气体保护的退火炉。 所述烧结炉为真空保护的烧结炉或为惰性气体保护的烧结炉。 所述压制成型的压强为10Mpa~600Mpa。 由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点:1)本专利技术公开的晶间绝缘的高硅电工钢铁芯的制备方法，避开了现有高硅电工钢难以轧制的瓶颈，一步烧结成型即可获得高硅电工钢铁芯，无需轧制，与现有技术相比工艺简单，周期短，成本低。 2 )本专利技术采用表面包覆的方法在铁硅合金表面包覆二氧化硅绝缘层，实现了铁硅合金颗粒间的绝缘，避免了现有闻娃电工钢薄片绝缘涂料的使用，提闻了闻娃电工钢铁芯的稳固性，延长了使用寿命。 3)本专利技术制备的晶间绝缘的高硅电工钢铁芯，其涡流被限制在绝缘包覆区内的铁娃合金内，与现有的闻娃电工钢铁芯相比润流损耗小，铁损低。 本【具体实施方式】所制备的晶间绝缘的高硅电工钢铁芯经检测:饱和磁感应强度为 158~186emu/g ;电阻率为 1.9 X 10-2 Ω *m~绝缘；铁损 Ρ5/5(ι 为 0.25~0.50ff/kg, P57400 为 5.85~10.32ff/kg, P571000 为 20.93~36.92W/kg。 4)本专利技术提出的高硅电工钢铁芯的制备方法，能通过模具的设计直接制备出环形、E形、回形和扇形及其它异形铁芯，无需冲裁工艺，材料利用率高，成本低。 因此，本专利技术具有工艺简单、周期短、材料利用率高和成本低的特点；所制备的晶间绝缘的高硅电工钢铁芯铁损低，稳固性好，使用寿命长。 【附图说明】 图1是本专利技术所制备的一种晶间绝缘的高硅电工钢铁芯的剖面SEM图；图2是图1所示的晶间绝缘的高硅电工钢铁芯的不同频率下铁损谱图；图3是图1所不的晶间绝缘的闻娃电工钢铁芯的实物图。 【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。 本【具体实施方式】中所述铁娃合金粉末的Si含量为4.0-7.5wt%,实施例中不再赘述。 实施例1。所述制备方法的具体步骤是:第一步、铁硅合金粉末表面改性按铁硅合金粉末:无水乙醇:硅烷偶联剂:蒸馏水的质量比为1: (6~7):(0.04、.05): (0.2^0.25 )，将铁硅合金粉末、无水乙醇、硅烷偶联剂和蒸馏水依次加入反应容器内，在4(T45°C条件下搅拌1.5~2h，得到含表面改性的铁硅合金粉末的混合溶液。 第二步、核壳异质结构复合粉末的制备在4(T45°C和搅拌条件下，先向所述的含表面改性的铁硅合金粉末的混合溶液中加入正硅酸乙酯，再加入氨水，在4(T45°C条件下继续搅拌8~10h ;用蒸馏水洗涤2~3次，用无水乙醇洗涤5飞次，过滤，真空干燥，得到核壳异本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种晶间绝缘的高硅电工钢铁芯的制备方法，其特征在于所述制备方法的具体步骤是：第一步、铁硅合金粉末表面改性按铁硅合金粉末︰无水乙醇︰硅烷偶联剂︰蒸馏水的质量比为1︰（6~10）︰（0.04~0.1）︰（0.2~0.5），将铁硅合金粉末、无水乙醇、硅烷偶联剂和蒸馏水依次加入反应容器内，在40~70℃条件下搅拌1~3h，得到含表面改性的铁硅合金粉末的混合溶液；第二步、核壳异质结构复合粉末的制备在40~70℃和搅拌条件下，先向所述的含表面改性的铁硅合金粉末的混合溶液中加入正硅酸乙酯或正硅酸甲酯，再加入氨水，在40~70℃条件下继续搅拌8~24h；用蒸馏水洗涤2~3次，用无水乙醇洗涤5~8次，过滤，真空干燥，得到核壳异质结构复合粉末；其中：铁硅合金粉末︰正硅酸乙酯的质量比为1：（0.1~2），铁硅合金粉末︰正硅酸甲酯的质量比为1：（0.1~2）；铁硅合金粉末︰氨水的质量比为1：（0.02~0.4）；第三步、退火热处理将所述的核壳异质结构复合粉末置入退火炉内，在600~800℃条件下保温1~3h，随炉冷却至室温，获得退火热处理过的核壳异质结构复合粉末；第四步、高硅电工钢粉末压坯的制备将所述的退火处理过的核壳异质结构复合粉末压制成型，获得高硅电工钢粉末压坯；第五步、晶间绝缘的高硅电工钢铁芯的制备将所述的高硅电工钢粉末压坯置入烧结炉内，在950~1350℃条件下烧结1~10h，随炉冷却至室温，即得晶间绝缘的高硅电工钢铁芯。...
【技术特征摘要】
1.一种晶间绝缘的高硅电工钢铁芯的制备方法，其特征在于所述制备方法的具体步骤是: 第一步、铁硅合金粉末表面改性 按铁硅合金粉末:无水乙醇:硅烷偶联剂:蒸馏水的质量比为1: (6~10):(0.0r0.1): (0.2、.5)，将铁硅合金粉末、无水乙醇、硅烷偶联剂和蒸馏水依次加入反应容器内，在4(T70°C条件下搅拌l~3h，得到含表面改性的铁硅合金粉末的混合溶液； 第二步、核壳异质结构复合粉末的制备 在4(T70°C和搅拌条件下，先向所述的含表面改性的铁硅合金粉末的混合溶液中加入正硅酸乙酯或正硅酸甲酯，再加入氨水，在4(T70°C条件下继续搅拌8~24h;用蒸馏水洗涤2^3次，用无水乙醇洗涤51次，过滤，真空干燥，得到核壳异质结构复合粉末； 其中:铁硅合金粉末:正硅酸乙酯的质量比为1:(0.1- 2)，铁硅合金粉末:正硅酸甲酯的质量比为I: (0.1-2);铁硅合金粉末:氨水的质量比为I: (0.02~0.4)； 第三步、退火热处理 将所述的核壳异质结构复合粉末置入退火炉内，在60(T80(TC条件下保温广3h，随炉冷却至室温，获得退火热处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊希安，吴朝阳，王健，李光强，甘章华，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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