制备软磁性粉末的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备软磁性粉末的方法，该方法包括：向纯铁浴中喷入气体或水以制备纯铁粉末；通过研磨对纯铁粉末进行表面处理以增加纯铁粉末的表面应力并使纯铁粉末球形化；以及使经表面处理的纯铁粉末经受还原热处理以使纯铁粉末的表面晶粒生长，从而制得软磁性粉末。本发明专利技术具有的效果在于通过使软磁性粉末球形化而降低表观密度和流动时间，提高成型性、饱和磁通密度，以及降低芯损耗。此外，本发明专利技术具有的效果还在于制备廉价的软磁性粉末，该软磁性粉末具有通过使由纯铁制成的软磁性粉末的表面晶粒生长而改进的软磁特性。

【技术实现步骤摘要】
制备软磁性粉末的方法
本专利技术涉及制备软磁性粉末的方法，更具体地，涉及制备显示出优良的磁性并通过表面处理使得芯损耗较小的廉价软磁性粉末的方法。
技术介绍
一般而言，软磁性材料通常以块、板或粉末的形式使用，并且运用于包括以下的应用，即在电感器、电子设备的定子和转子、致动器、传感器以及变压器芯中的芯材料。特别地，将与有机物质联合被烧结和成型的软磁性粉末用作电子元件、屏蔽材料等，并根据软粉末的磁特性，还用作各种电感器、噪声滤波器、电抗器、脉冲变压器等的材料。近来，随着对环保车辆以及车辆数字化加速的需求增加，对用于车辆电力变换器和电子部件的磁性粉末的需求也逐渐增加。这种软磁性粉末包括铁镍钼(Fe-Ni-Mo)粉末，高磁通的(Fe-Ni)粉末，铁硅铝(Fe-Si-Al)粉末，Fe-Si粉末，纯铁粉末等。软磁性粉末的磁特性能够通过合金元素、杂质浓度、粒子的形状和尺寸、相转移、定向性能等来确定。通常使用纯铁粉末，因为与其它软磁性粉末相比其价格较低，但是其由于较低的成型密度和增加的芯损耗，而具有下降的饱和磁通密度(Bs)的缺点，并且不利的是不适用于需要高磁通密度和低芯损耗的部件。公开于该专利技术背景部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而完成的，本专利技术的方面旨在提供制备廉价的软磁性粉末的方法，所述软磁性粉末显示出优良的饱和磁通密度，使得芯损耗较小，并且包含纯铁。本专利技术的另一方面是提供制备显示出优良成型性的软磁性粉末的方法。根据本专利技术，上述及其它方面能够通过提供制备软磁性粉末的以下方法来实现，所述方法包括向纯铁浴中喷入气体或水以制备纯铁粉末，通过研磨对纯铁粉末进行表面处理以增加纯铁粉末的表面应力并使纯铁粉末球形化，以及使经表面处理的纯铁粉末经受还原热处理以使纯铁粉末的表面晶粒生长，从而制得软磁性粉末。研磨优选使用球磨机通过表面处理进行，更具体地，使用直径为2.5mm至3.5mm的球，以7:1至10:1的球与纯铁粉末的重量比进行5至7小时。在研磨步骤中，经表面处理的纯铁粉末可以具有3.6g/cc或更大的表观密度，以及2.8g/s或更大的流速。在研磨步骤中，经表面处理的纯铁粉末可以具有3.6g/cc或更大的表观密度，以及18s/50g或更小的流动时间。热处理可以在惰性气氛下在480℃至530℃的温度下进行。在400Hz和1.0T的条件下，软磁性粉末可以具有1.55T或更大的饱和磁通密度和45W/kg或更小的芯损耗。本专利技术的方法和装置具有其它的特征和优点，这些特征和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行更详细的陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的某些原理。附图说明图1示出根据本专利技术示例性实施方案的制备软磁性粉末的方法的流程图；图2示出根据球的直径所测量的表观密度和流动时间的图，所述球为在根据本专利技术示例性实施方案的研磨中使用的球；图3示出在根据本专利技术示例性实施方案的研磨的过程中，根据球与纯铁粉末的重量比的表观密度和流动时间的图；图4示出在使用直径为3mm的球以球与纯铁粉末的重量比8:1进行球磨时，根据研磨时间的表观密度和流动时间的图；图5A和5B分别示出根据本专利技术示例性实施方案的普通纯铁粉末图与经表面处理的纯铁粉末图；图6示出根据软磁性粉末的表观密度与流动时间的在成型之后的饱和磁通密度图；以及图7A和图7B示出根据本专利技术示例性实施方案制备的普通纯铁粉末和软磁性粉末的晶粒尺寸图。应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上简化表示的说明本专利技术基本原理的各个特征。在此所公开的本专利技术的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、定位和外形，将部分地由特定目的的应用和使用环境所确定。在这些附图中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记指代本专利技术的相同或等同的部分。具体实施方式现在将具体参考本专利技术的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的示例。虽然本专利技术与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本专利技术限制为这些示例性实施方案。相反，本专利技术旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围之内的各种替换、修改、等同形式以及其它实施方案。图1示出根据本专利技术示例性实施方案的制备软磁性粉末的方法的流程图。如在图1中所示，本专利技术中示例性实施方案的制备软磁性粉末的方法包括制备纯铁粉末，通过研磨对纯铁粉末进行表面处理，以及使经表面处理的纯铁粉末经受还原热处理，从而制得软磁性粉末。在制备纯铁粉末的步骤中，向纯铁浴中喷入高压气体或水以进行雾化，从而制得纯铁粉末。在如上所述制备纯铁粉末之后，在研磨的步骤中，通过研磨对纯铁粉末进行表面处理以使粉末成球形化并增加表面应力。结果，在随后的热处理步骤中，晶粒平滑地生长，从而能够有利地制得具有高饱和磁通密度与较小的芯损耗的软磁性粉末。根据本专利技术示例性实施方案的研磨优选通过使用直径为2.5mm至3.5mm的球以球磨方式对纯铁粉末进行表面处理来进行。根据ASTMB212评价根据本专利技术示例性实施方案的所有粉末的表观密度和流动时间。更具体地，粉末流过标准流度计(霍尔流量计)的孔口，并被供给到体积为25cc的杯中，使粉末的表面变平整，对杯中存在的粉末称重和测定。流动时间定义为50g粉末通过孔口所需的时间。在本情况中，具有相同成分和重量的粉末显示出短的流动时间，因为这些粉末具有球形形状并由此具有改进的流动性。表1图2示出根据球的直径所测量的表观密度和流动时间的图，所述球为在本专利技术的研磨中使用的球。如从表1和图2中可以看出，随着在研磨中使用的球的直径逐渐增加，表观密度逐渐增加，而流动时间逐渐减小。当球的直径为3mm时，表观密度最高，流动时间最短，然后随着球的直径增加，表观密度减小，而流动时间又增加。因此，根据本专利技术示例性实施方案的研磨优选通过使用直径为2.5mm至3.5mm的球的球磨进行，以将优良的表观密度和流动时间赋予给经表面处理的纯铁粉末。更优选地，根据本专利技术的示例性实施方案的研磨通过以下方式进行：以7:1至10:1的球与纯铁粉末的重量比研磨5至7小时以用于表面处理。表2表2示出在使用球磨机对纯铁粉末进行表面处理的过程中，根据球与纯铁粉末的重量比的表观密度和流动时间，而图3示出在本专利技术的研磨的过程中，根据球与纯铁粉末的重量比的表观密度和流动时间的图。如从表2和图3中可以看出，当球与纯铁粉末的重量比为7至10时，表观密度高并且流动时间短，而当重量比在本范围之外时，表观密度逐渐增加，流动时间也逐渐增加。表3表3示出在使用球磨机对纯铁粉末进行表面处理的过程中，根据研磨时间的表观密度和流动时间，而图4示出在使用直径为3mm的球以球与纯铁粉末的重量比8:1进行球磨时，根据研磨时间的表观密度和流动时间的图。如从表3和图4中可以看出，随着研磨时间逐渐增加，流动时间减小，表观密度增加，但是当研磨时间为约5小时或更长时，表观密度和流动时间均改进不足。因此，在本专利技术的示例性实施方案中，研磨时间被限制为5至7小时。同时，当研磨时间为5小时或更短时，表观密度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备软磁性粉末的方法，其包括：向纯铁浴中喷入气体或水以制备纯铁粉末；通过研磨对纯铁粉末进行表面处理以增加纯铁粉末的表面应力并使纯铁粉末球形化；以及使经表面处理的纯铁粉末经受还原热处理以使纯铁粉末的表面晶粒生长，从而制得软磁性粉末。

【技术特征摘要】
2016.11.29 KR 10-2016-01601351.一种制备软磁性粉末的方法，其包括：向纯铁浴中喷入气体或水以制备纯铁粉末；通过研磨对纯铁粉末进行表面处理以增加纯铁粉末的表面应力并使纯铁粉末球形化；以及使经表面处理的纯铁粉末经受还原热处理以使纯铁粉末的表面晶粒生长，从而制得软磁性粉末。2.根据权利要求1所述的制备软磁性粉末的方法，其中研磨通过使用直径为2.5至3.5mm的球的球磨来进行。3.根据权利要求2所述的制备软磁性粉末的方法，其中研磨通过如下方式进行：以7:1至10:1的球与纯铁粉末的重量比研磨5至7小时...

【专利技术属性】
技术研发人员：金荣旻，金信圭，金钟烈，崔戊圣，赵成喆，郑承宰，李星勋，左容昊，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，汉阳大学校ERICA产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国,KR