一种高绝缘电阻FeSiCr金属软磁材料的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高绝缘电阻FeSiCr金属软磁材料的制造方法，包括熔炼，气、水联合雾化，筛分，粉末分级配比，混料，粉末钝化，搅拌包衣，制粒，压制成型和烧结步骤，其中（6）粉末钝化：粉料预热至75～90℃加入相对于粉体0.1～0.35wt%磷酸锰和0.1～0.35wt%磷酸铬的混合溶液，搅拌10～15min，再120℃烘干2小时，过100目筛网。本发明专利技术有效地克服了传统工艺存在的绝缘电阻低、耐电压低、包覆层不均匀、不致密等缺陷，采用本发明专利技术方法制作的高绝缘电阻FeSiCr金属软磁材料的绝缘电阻IR大于1GΩ，耐电压大于100V，磁导率为60(1±20%)。

【技术实现步骤摘要】
一种高绝缘电阻FeSiCr金属软磁材料的制造方法
本专利技术涉及一种金属软磁材料的制造方法，具体涉及一种高绝缘电阻FeSiCr金属软磁材料的制造方法。
技术介绍
目前，作为电感零件的磁性材料的材质一般可使用MnZn系、NiZn系或NiCuZn系铁氧体，它们在高频下具有较高的磁导率和电阻率(102～108Ω·cm)，但由于其饱和磁通密度Bs相对较低，造成器件的直流偏置特性不足。近年来，电子终端产品不断向小型化、集成化、大电流化等方向发展，为了满足该要求，研究将磁性体的材质从现有的铁氧体转换为FeSiCr金属软磁材料的技术不断涌现。与铁氧体相比，FeSiCr金属软磁材料自身的饱和磁通密度较高。相反，与现有的铁氧体相比，FeSiCr材料自身的绝缘性(绝缘电阻)明显较低，涡流损耗较高，而且此类电感一般需要直接在FeSiCr磁性体上进行绕线和安装电极，所以对绝缘性和耐压性的要求越来越高。在国内已有一些相关金属软磁材料的制造方法的专利，具体如下：（1）公开号为CN102693801A，公开日为2012.09.26，专利技术名称为“磁性材料及使用其的线圈零件”的中国专利公开了提供磁性材料及使用其的线圈零件。特别是提供一种可同时提高绝缘电阻及磁导率的新颖磁性材料，同时，提供使用此种磁性材料的线圈零件。该磁性材料包含粒子成形体，且该粒子成形体包括：多个金属粒子，包含Fe-Si-M系软磁性合金(其中，M是较Fe更易氧化的金属元素)；及氧化覆膜，形成在所述金属粒子的表面；且该粒子成形体(1)具有：中介着形成在相邻金属粒子表面的氧化覆膜而成的结合部、及不存在氧化覆膜的部分中的金属粒子彼此的结合部。（2）公开号为CN104028751B，公开日为2015.12.30，专利技术名称为“一种金属软磁复合材料的高绝缘性绝缘包覆处理方法”的中国专利公开了提供一种金属软磁复合材料的高绝缘性绝缘包覆处理方法。该方法包括如下步骤：1)将金属磁粉过筛进行粒度配比；2)利用溶胶凝胶法对配好的金属磁粉进行绝缘包覆后干燥；3)将干燥后的磁粉与粘结剂混合均匀，加入脱模剂干压成型，将其压制成磁环；4)将磁环于保护气氛中保温0.5~2h，空冷，喷涂，得到目标产物。本专利技术提供了一种金属软磁复合材料的高绝缘性绝缘包覆处理方法，传统的绝缘包覆工艺普遍存在绝缘性差、包覆不均匀等缺点，采用溶胶凝胶法包覆，绝缘层包覆均匀，绝缘性高，频率稳定性好，MgO绝缘层具有极高的电阻率，在磁粉表面包覆MgO绝缘层可以大大提高软磁复合材料的电阻率，且具有较高的磁导率和较低的磁芯损耗。（3）公开号为CN102282634A，公开日为2011.12.14，专利技术名称为“复合磁性材料的制造方法和使用它的压粉磁芯及其制造方法”的中国专利公开了提供具有在应对扼流圈等磁性元件的小型化及大电流方面优异、并且在高频区域中也可以使用的磁特性的复合磁性材料的制造方法和使用它的压粉磁芯及其制造方法。压粉磁芯含有金属磁性粉末和绝缘材料，对于金属磁性粉末，将其维氏硬度(Hv)设为230≤Hv≤1000的范围，对于绝缘材料，使其压缩强度为10000kg/cm2以下，并且处于机械性损坏状态，在金属磁性粉末间夹设有处于机械性损坏状态的绝缘材料。（4）公开号为CN104395972A，公开日为2015.03.04，专利技术名称为“磁性体组合物和线圈部件”的中国专利公开了磁性体组合物具有在表面形成有钝化皮膜的Fe-Si-Cr系、Fe-Si-Al系等磁性合金粒子，以及软化点为650～800℃且含有Si、B以及K、Na、Li等碱金属的玻璃成分，相对于上述磁性体合金粒子和上述玻璃成分的合计，上述玻璃成分的含量为12～32wt％，以上述玻璃成分形成的玻璃相被形成于上述磁性合金粒子间。埋设有线圈导体2的部件基体1由该磁性体组合物形成。由此，能够抑制水分或镀液浸入磁性合金粒子间，能够在不损害磁特性的情况下确保良好的绝缘性。（5）公开号为CN104124021A，公开日为2014.10.29，专利技术名称为“软磁性体组合物、磁芯、线圈型电子部件及成型体的制造方法”的中国专利公开了一种本专利技术的目的在于提供能够提高成型品强度的软磁性体组合物及其制造方法、以及线圈型电子部件。其具有多个软磁性合金颗粒、以及存在于软磁性合金颗粒间的晶界的软磁性体组合物。软磁性合金颗粒由Fe-Si-Cr系合金或Fe-Si-Al系合金所构成，在晶界的至少三相点存在有载体颗粒，在载体颗粒的周围存在有含Si相。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高绝缘电阻FeSiCr金属软磁材料的制造方法，有效地克服了传统工艺存在的绝缘电阻低、耐电压低、包覆层不均匀、不致密等缺陷，采用本专利技术方法制作的高绝缘电阻FeSiCr金属软磁材料的绝缘电阻IR大于1GΩ，耐电压大于100V，磁导率为60(1±20%)。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种高绝缘电阻FeSiCr金属软磁材料的制造方法，包括熔炼，气、水联合雾化，筛分，粉末分级配比，混料，粉末钝化，搅拌包衣，制粒，压制成型和烧结步骤，（1）熔炼：在熔炼炉中进行，熔炼温度为1580℃～1680℃，其主成分中硅含量为3.5～7.0wt%，Cr含量为4.5～6.0wt%，余量为铁和Mn、Ni、C、S、P、O，其中Mn、Ni、C、S、P、O的含量之和小于0.25wt%；（2）气、水联合雾化：采用气、水联合雾化，控制粉末中O含量小于0.15wt%；（3）筛分：采用不同目数筛网筛分；（4）粉末分级配比：其中-500目占55%，-600目占35%，-800目占10%；（5）混料：在三维运动混合机中进行，将分级配比后的粉末进行均匀混合；（6）粉末钝化：粉料预热至75～90℃加入相对于粉体0.1～0.35wt%磷酸锰和0.1～0.35wt%磷酸铬的混合溶液，搅拌10～15min，再120℃烘干2小时，过100目筛网；（7）搅拌包衣：向钝化后的粉体中依次添加粉料质量0.10～0.45wt%的高锰酸钾、0.05～0.15wt%的玻璃粉、0.06～0.10wt%的纳米ZnO、0.10～0.40wt%的纳米B2O3以及7～20wt%的粘结剂溶液，常温搅拌至膏状，荫凉1～3小时；（8）制粒：搅拌包衣后的粉体在过60目和240目筛，取-60～+240的粉体加入相当于-60～+240目粉体重量0.1～0.9wt%的脱模剂，混合均匀构成完成粉；（9）压制成型：将完成粉采用粉末成型机压制得到坯件，坯件的压制密度控制在(6.25±0.10)g/cm3；（10）烧结：在可通气体的电阻炉中进行烧结，全程通入干燥的压缩空气，烧结温度控制在870～980℃，保温120～180分钟，烧结结束后随炉冷却至室温。作为一种优选，所述的筛分粉体粒径要求D10为4.0～5.0μm，D50为10.0～18.0μm，D90为30～41μm。作为一种优选，所述的粘结剂溶液为氰基丙烯酸酯、聚乙烯醇缩醛、单组分环氧树脂、醋酸丁酯、硅树脂中的一种或多种。作为一种优选，所述的高绝缘FeSiCr金属软磁材料，其绝缘电阻IR大于1GΩ，耐电压大于100V，磁导率为60(1±20%)，适应表面贴装功率电感对高性能FeSiCr软磁材料的要求。本专利技术的有益效果是:本专利技术有效地克服了传统工艺存在的绝缘电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高绝缘电阻FeSiCr金属软磁材料的制造方法，包括熔炼，气、水联合雾化，筛分，粉末分级配比，混料，粉末钝化，搅拌包衣，制粒，压制成型和烧结步骤，其特征在于：（1）熔炼：在熔炼炉中进行，熔炼温度为1580℃～1680℃，其主成分中硅含量为3.5～7.0wt%，Cr含量为4.5～6.0wt%，余量为铁和Mn、Ni、C、S、P、O，其中Mn、Ni、C、S、P、O的含量之和小于0.25wt%；（2）气、水联合雾化：采用气、水联合雾化，控制粉末中O含量小于0.15wt%；（3）筛分：采用不同目数筛网筛分；（4）粉末分级配比：其中‑500目占55%，‑600目占35%，‑800目占10%；（5）混料：在三维运动混合机中进行，将分级配比后的粉末进行均匀混合；（6）粉末钝化：粉料预热至75～90℃加入相对于粉体0.1～0.35wt%磷酸锰和0.1～0.35wt%磷酸铬的混合溶液，搅拌10～15min，再120℃烘干2小时，过100目筛网；（7）搅拌包衣：向钝化后的粉体中依次添加粉料质量0.10～0.45wt%的高锰酸钾、0.05～0.15wt%的玻璃粉、0.06～0.10wt%的纳米ZnO、0.10～0.40wt%的纳米B...

【技术特征摘要】
1.一种高绝缘电阻FeSiCr金属软磁材料的制造方法，包括熔炼，气、水联合雾化，筛分，粉末分级配比，混料，粉末钝化，搅拌包衣，制粒，压制成型和烧结步骤，其特征在于：（1）熔炼：在熔炼炉中进行，熔炼温度为1580℃～1680℃，其主成分中硅含量为3.5～7.0wt%，Cr含量为4.5～6.0wt%，余量为铁和Mn、Ni、C、S、P、O，其中Mn、Ni、C、S、P、O的含量之和小于0.25wt%；（2）气、水联合雾化：采用气、水联合雾化，控制粉末中O含量小于0.15wt%；（3）筛分：采用不同目数筛网筛分；（4）粉末分级配比：其中-500目占55%，-600目占35%，-800目占10%；（5）混料：在三维运动混合机中进行，将分级配比后的粉末进行均匀混合；（6）粉末钝化：粉料预热至75～90℃加入相对于粉体0.1～0.35wt%磷酸锰和0.1～0.35wt%磷酸铬的混合溶液，搅拌10～15min，再120℃烘干2小时，过100目筛网；（7）搅拌包衣：向钝化后的粉体中依次添加粉料质量0.10～0.45wt%的高锰酸钾、0.05～0.15wt%的玻璃粉、0.06～0.10wt%的纳米ZnO、0.10～0.40wt%的纳米B2O3以及7～20wt%的粘结剂溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：马占华，杨代权，孙蒋平，赵栋骏，李小龙，吴利强，
申请(专利权)人：天通控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33