一种铁硅铝软磁合金粉末的绝缘及包裹处理方法技术

本发明专利技术公开了一种铁硅铝软磁合金粉末的绝缘及包裹处理方法，包括以下步骤：S1、将纯铁、金属硅和电解铝锭经过熔炼均匀化后，形成铁硅铝合金，并制得未退火的软磁铁硅铝粉体；S2、把未退火的软磁铁硅铝粉体与绝缘材料在软磁合金粉体重量的1％‑8％的溶剂中混合均匀；S3、将混合物在一密闭容器中搅拌并静置30分钟以上；S4、将搅拌好的粉体在气氛保护下的退火炉中完成粉体退火处理；S5、经过高温退火后的铁硅铝软磁合金粉末，表面已经形成一层100纳米厚度以下的绝缘包覆层；步骤6、将退火和绝缘处理后的粉体，混入粉末成型专用润滑剂。本发明专利技术采用的高温退火与绝缘包覆一体完成的方法，减少了一道粉体烘干工序，避开了绝缘包覆烘干工序，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种铁硅铝软磁合金粉末的绝缘及包裹处理方法
本专利技术涉及属于功能材料中的金属软磁合金材料，更具体地说，涉及一种铁硅铝软磁合金粉末的绝缘及包裹处理方法。
技术介绍
铁硅铝合金软磁合金粉芯因为具有极低的功率损耗特性及较好的直流叠加特性，在光伏逆变、直流充电桩、PFC电路、节能变频空调等家用电器上广泛应用，满足了电子元器件的高效、节能和小型化的需求。通常铁硅铝粉体到制作成软磁合金粉芯的过程是这样的：铁、硅、铝三种元素按Sendust的成份，熔炼成成份均匀的合金，然后破碎球磨成粉体，为了消除粉体制作过程中的应力和缺陷，因此还要对粉体进行高温退火，高温退火的温度在800-900℃之间，经过退火后的粉体冷却下来后，还要进行表面绝缘和包覆，绝缘包覆过程也存在一个搅拌、烘干的过程，最后形成的绝缘包覆粉才能用于压制软磁合金粉芯。如果能将绝缘包覆的烘干与球磨制得的粉体的退火过程合二为一，那么减少了一道粉体烘干工序，避开了绝缘包覆烘干的工序，提高了生产效率，由于利用了高温退火工序的热能，因此也节约了电能。国内也有相关对软磁合金粉末进行表面绝缘包覆的相关专利技术，如湖州科达磁电有限公司的专利技术(申请号200710186855.8，公开号CN101226807A)采用溶胶凝胶法制备了二氧化硅和有机聚合物复合绝缘包覆的软磁粉末。还有江苏天一超细金属粉末有限公司的专利技术(申请号200610040493.7，公开号CN1895820A)提供了一种用偶联剂、氨水改性的采用物理方法制备纳米二氧化硅包覆的软磁粉体。以上获得的绝缘层材料没有好的耐高温特性，在600度以上的温度，绝缘层受到破坏，如果采用较低的退火温度，则不能很好的消除磁芯制作过程产生的压制应力，不能很好优化磁畴结构，导致磁芯的磁导率低，功率损耗大的缺点。广州金南磁性材料有限公司的提供的专利技术，一种软磁合金粉芯绝缘处理方法(申请号CN201510026903.1，公开号CN104607644A)，采用的是对已经退火后的软磁合金粉体，再进行表面包覆，压制成软磁合金粉芯后再进行了二次真空浸胶处理，获得了性能优良，功率损耗低的软磁合金粉芯，但这种绝缘包覆方法工序复杂，带来了成本高的不足。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种铁硅铝软磁合金粉末的绝缘及包裹处理方法，利用传统铁硅铝制粉过程中的高温退火工序作业与粉体表面绝缘包覆一体化完成，充分利用了能源，和减少了一道作业工序，利用高温下的绝缘材料在粉体表面形成一层厚度100纳米以下的，稳定存在的包覆层，这层包覆层在磁芯的高温退火下仍能保证粉体之间的绝缘特性，获得良好的功率损耗特性。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术一种铁硅铝软磁合金粉末的绝缘及包裹处理方法，包括以下步骤：S1、将纯铁、金属硅和电解铝锭经过熔炼均匀化后，形成铁硅铝合金，再对铁硅铝合金进行破碎球磨制得未退火的软磁铁硅铝粉体；S2、把未退火的软磁铁硅铝粉体与绝缘材料在软磁合金粉体重量的1％-8％的溶剂中混合均匀，所述绝缘材料需能耐受700℃以上的磁芯应力退火的要求；S3、将步骤S2中的混合物，在一密闭容器中搅拌并静置30分钟以上；S4、将搅拌好的粉体在气氛保护下的退火炉中完成粉体退火处理；S5、经过高温退火后的铁硅铝软磁合金粉末，表面已经形成一层100纳米厚度以下的绝缘包覆层，由于高温下的作用，绝缘层之间会有轻微的粘结作用，所以再将粉体用机械的方法简单打散处理即可；S6、将退火和绝缘处理后的粉体，混入粉末成型专用润滑剂，即可获得磁芯压制用粉。作为优选的技术方案，步骤S2中，所述的绝缘材料为有机硅树脂、硅酸钠溶液、铝酸钠溶液、硅溶胶、磷酸、磷酸二氢铝中的一种或多种。作为优选的技术方案，步骤S2中，所述溶剂为醋酸甲酯、醋酸乙酯、酒精、丙酮、二甲苯中的一种或多种。作为优选的技术方案，步骤S4中所述高温退火炉可以是网带式气氛保护炉、推杆式气氛保护炉、回转式气氛保护炉，所采用的退火温度为700-1100℃之间。作为优选的技术方案，退火温度根据绝缘层的材料决定，如果以磷酸盐类的包覆剂，则退火温度为700-760℃；如果以有机硅树脂，则退火温度为760-1100℃。作为优选的技术方案，步骤S6中，在加入润滑剂之后，将形成了绝缘包覆后的软磁合金粉体在78吨的压制压力下，压制标准270环。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术利用传统铁硅铝制粉过程中的高温退火工序作业与粉体表面绝缘包覆一体化完成，充分利用了能源，和减少了一道作业工序，利用高温下的绝缘材料在粉体表面形成一层厚度100纳米以下的，稳定存在的包覆层，这层包覆层在磁芯的高温退火下仍能保证粉体之间的绝缘特性，获得良好的功率损耗特性，同时，由于高温下形成的二氧化硅和磷酸盐的复合包覆层的表面非常光滑，这种铁硅铝软磁合金粉末在压制成型过程中容易获得较高的密度，制得的铁硅铝软磁合金粉芯具有较高的饱和磁感应强度，获得较优秀的直流叠加特性。2、本专利技术克服了粉体绝缘过程中由于烘干过程中的粘结现象，减少了因为粘附带来的物料收得率，提高了生产效率和降低了生产成本。附图说明图1是本专利技术的流程图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。现有技术中的铁硅铝软磁合金粉体的制备方法如对比例1和对比例2所示，两种方式下制备的软磁合金粉芯，性能方面均存在着明显的不足。对比例1取100克平均粒度50μm的传统球磨制粉工艺的已经高温退火的成品铁硅铝软磁合金粉体，溶胶凝胶法制备了二氧化硅和有机聚合物复合绝缘包覆，残余采用的烘干温度为250℃，形成的绝缘包覆厚度50纳米，在混入硬脂酸锌润滑剂0.5克。在78吨的压制压力下，压制成常规环状磁芯尺寸为外径26.92毫米，内径14.73毫米，高度为11.18毫米的磁芯环(以下称为标准270环)。性能测试结果为：磁环重量25.7克，磁导率62，在50Khz@100mT的测试条件下，测得的功率损耗为297mW/cm3，100Oe的外加直流场的情况下，电感下降到为原来电感的49.11％。对比例2取100克平均粒度50μm的传统球磨制粉工艺的已经高温退火的成品铁硅铝软磁合金粉体，采用传统的磷化工艺，与1.5克的85％浓度的磷酸液，85℃条件下磷化烘干，在混入1.0克的有机硅树脂，最后混入0.5克的硬脂酸锌润滑剂，形成了绝缘包覆后的软磁合金粉体，在78吨的压制压力下，压制标准270环。性能测试结果为：磁环重量25.5克，磁导率59，在50Khz@100mT的测试条件下，测得的功率损耗为273mW/cm3，100Oe的外加直流场的情况下，电感下降到为原来电感的48.20％。实施例1如图1所示，本专利技术铁硅铝软磁合金粉末的绝缘及包裹处理方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、将纯铁、金属硅和电解铝锭经过熔炼均匀化后，形成铁硅铝合金，再对铁硅铝合金进行破碎球磨制得未退火的软磁铁硅铝粉体；S2、把未退火的软磁铁硅铝粉体与绝缘材料在软磁合金粉体重量的1％-8％的溶剂中混合均匀，所述绝缘材料需能耐受700℃以上的磁芯应力退火的要求；S3、将步骤2中的混合物，在一密闭容器中搅拌并静置30分钟以上；S4、将搅拌好的粉体在气氛保护下的退火炉中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁硅铝软磁合金粉末的绝缘及包裹处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将纯铁、金属硅和电解铝锭经过熔炼均匀化后，形成铁硅铝合金，再对铁硅铝合金进行破碎球磨制得未退火的软磁铁硅铝粉体；S2、把未退火的软磁铁硅铝粉体与绝缘材料在软磁合金粉体重量的1％‑8％的溶剂中混合均匀，所述绝缘材料需能耐受700℃以上的磁芯应力退火的要求；S3、将步骤S2中的混合物，在一密闭容器中搅拌并静置30分钟以上；S4、将搅拌好的粉体在气氛保护下的退火炉中完成粉体退火处理；S5、经过高温退火后的铁硅铝软磁合金粉末，表面已经形成一层100纳米厚度以下的绝缘包覆层，由于高温下的作用，绝缘层之间会有轻微的粘结作用，所以再将粉体用机械的方法简单打散处理即可；S6、将退火和绝缘处理后的粉体，混入粉末成型专用润滑剂，即可获得磁芯压制用粉。

【技术特征摘要】
1.一种铁硅铝软磁合金粉末的绝缘及包裹处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将纯铁、金属硅和电解铝锭经过熔炼均匀化后，形成铁硅铝合金，再对铁硅铝合金进行破碎球磨制得未退火的软磁铁硅铝粉体；S2、把未退火的软磁铁硅铝粉体与绝缘材料在软磁合金粉体重量的1％-8％的溶剂中混合均匀，所述绝缘材料需能耐受700℃以上的磁芯应力退火的要求；S3、将步骤S2中的混合物，在一密闭容器中搅拌并静置30分钟以上；S4、将搅拌好的粉体在气氛保护下的退火炉中完成粉体退火处理；S5、经过高温退火后的铁硅铝软磁合金粉末，表面已经形成一层100纳米厚度以下的绝缘包覆层，由于高温下的作用，绝缘层之间会有轻微的粘结作用，所以再将粉体用机械的方法简单打散处理即可；S6、将退火和绝缘处理后的粉体，混入粉末成型专用润滑剂，即可获得磁芯压制用粉。2.根据权利要求1所述铁硅铝软磁合金粉末的绝缘及包裹处理方法，其特征在于，步骤S2中，所述的绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐有为，蔡勇，范海强，唐中飞，
申请(专利权)人：广东美瑞克微金属磁电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44