一种超高超大纳米晶磁芯及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种超高超大纳米晶磁芯，包括磁芯本体，磁芯本体包括不锈钢护盒、盖板和多个矮磁芯，磁芯本体的高度为68~162mm，外径为512~1220mm，内径388~980mm，重量为38~178公斤，矮磁芯选用铁基纳米晶软磁合金制成，其高度为20~30mm，且多个矮磁芯之间相互绝缘，磁芯本体的初始磁导率大于8万，其净高比大于88%，磁芯本体由铁基纳米晶软磁合金制成，是采用单辊甩带、绕制磁芯、真空晶化退火和移动叠放等步骤制造。本发明专利技术通过特有的叠放拼装技术，实现了大规格磁芯在退火后的移动叠放，置于同一护盒内，磁芯之间绝缘，导磁性能不下降，获得了具有高导磁性能的超高、超大规格的铁基纳米晶合金磁芯。

A Ultra-high and Ultra-large Nanocrystalline Core and Its Manufacturing Method

The invention discloses a super-high and super-large nanocrystalline magnetic core, which comprises a core body, including stainless steel guard box, cover plate and several low magnetic cores. The height of the core body is 68-162 mm, the outer diameter is 512-1220 mm, the inner diameter is 388-980 mm, and the weight is 38-178 kilograms. The low magnetic core is made of iron-based nanocrystalline soft magnetic alloy, and its height is 20-30 mm, and many low magnetic cores are mutually insulated. The initial permeability of the core body is more than 80,000, and its net height ratio is more than 88%. The core body is made of iron-based nanocrystalline soft magnetic alloy. It is manufactured by single roll ribbon throwing, winding, vacuum crystallization annealing and moving stacking. The invention realizes the moving and stacking of large size magnetic cores after annealing by unique stacking and assembling technology, and places them in the same protective box. The magnetic cores are insulated and the magnetic conductivity does not decrease. The super-high and super-large size iron-based nanocrystalline alloy magnetic cores with high magnetic conductivity are obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种超高超大纳米晶磁芯及其制造方法
本专利技术属于互感器磁芯
，具体涉及一种超高超大的铁基纳米晶合金磁芯及其制造方法。
技术介绍
铁基纳米晶软磁合金因为具有超高的初始磁导率和极低的磁芯损耗，在高精度互感器领域得到了广泛的应用。铁基纳米晶合金是由非晶合金经过晶化退火后得到的一种具有纳米晶和非晶双相结构的合金，纳米晶合金磁芯一般是由非晶合金薄带经过卷绕后，在真空炉中进行晶化退火而得到的，由于纳米晶合金的密度高于非晶合金，因此在晶化退火过程中，磁芯会产生大约4%的收缩。如果磁芯尺寸过大，一旦磁芯非晶晶化放热不均匀，即使整体炉温一致，但对于磁芯而言，各处的温度会差别很大，磁芯各处的收缩不一样，会导致磁芯产生表面波纹和边缘卷曲等现象，导致磁芯的磁导率明显下降，所以目前的纳米晶合金磁芯的外径一般小于500mm，高度小于60mm。随着高压互感器领域的发展，行业提出了要求制造更高、更大的纳米晶合金磁芯。受限于目前纳米晶行业的非晶制带水平，纳米晶用非晶薄带的宽度一般都不超过60mm，而以20-30mm的非晶薄带最容易制造。退火后制备的高导磁纳米晶合金磁芯对应力特别敏感，一般需要装在护盒中，才能实现移动和叠放，而对于超大型磁芯，如果没有护盒，想要实现移动是一件困难的事情。高度超过60mm的纳米晶合金磁芯通常是先制造多个较矮的磁芯，每个磁芯放在一个护盒中，然后将内含磁芯的护盒叠放、拼装在一起形成一个超高的磁芯。由于护盒具有一定厚度，磁芯和护盒之间还需要留有一定间隙，这样会导致磁芯净高比（即磁芯净高度与总高度的比值）小于82%，造成空间的浪费，并且制造互感器时缠绕铜线的用量会增加。鉴于此，有必要对传统的超高超大纳米晶磁芯做出改进。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于一种超高超大的纳米晶磁芯及其制造方法。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种超高超大纳米晶磁芯，包括磁芯本体，磁芯本体包括不锈钢护盒、盖板和多个矮磁芯，磁芯本体的高度为68~162mm，外径为512~1220mm，内径388~980mm，重量为38~178公斤。优选地，前述磁芯本体的初始磁导率大于8万。再优选地，前述矮磁芯选用铁基纳米晶软磁合金制成，其高度为20~30mm，且多个矮磁芯之间相互绝缘。更优选地，前述磁芯本体的净高比大于88%。进一步优选地，前述的一种超高超大的铁基纳米晶合金磁芯的制造方法，包括如下步骤：S1、采用单辊甩带法制备非晶薄带；S2、将非晶薄带卷绕成环状矮磁芯；S3、将矮磁芯在真空环境下进行晶化退火处理，冷却后去掉真空出炉；S4、在不锈钢护盒底部均匀涂覆一层硅橡胶，采用一个形状与矮磁芯端面一致的电磁铁将矮磁芯吸起，轻放入不锈钢护盒中的硅橡胶层上；S5、在已经放好的矮磁芯另一个端面均匀涂覆一层硅橡胶，再采用形状与矮磁芯端面一致的电磁铁将第二个矮磁芯吸起，移动叠放到第一个矮磁芯上；S6、重复S5的步骤，直至不锈钢护盒中的矮磁芯达到所要求的高度；S7、在最顶部一层的矮磁芯端面上均匀涂覆一层硅橡胶，矮磁芯与不锈钢护盒之间的缝隙中也填满硅橡胶，待胶干透后盖上盖板，得到纳米晶合金磁芯产品。优选地，前述步骤S1中，非晶薄带的厚度为30±2μm，宽度为20~30mm。再优选地，前述步骤S2中，卷绕的模具选用木头制作。更优选地，前述步骤S3中，晶化退火处理的条件为：在465~475℃下保温120~180min，再升温至540~550℃，保温150~180min。进一步优选地，前述升温至540~550℃期间的升温速率小于0.3℃/min。具体地，前述步骤S4和S5中，电磁铁端面采用电工纯铁制造。本专利技术的有益之处在于：（1）本专利技术通过控制非晶潜热的缓慢均匀释放，减缓了非晶晶化时体积收缩对软磁性能的影响，可以制造外径为500~1200mm的超大型纳米晶磁芯，且磁芯的初始磁导率达到8万以上；（2）通过移动叠放制度可以满足特大型高压互感器的制造要求，所制造的超高超大型纳米晶磁芯的净高度与总高度的比值大于88%，优于目前的82%；（3）制造的超高超大型纳米晶磁芯只需要一个不锈钢护盒，节省了不钢锈用料；（4）通过电磁铁可以均匀吸住超大型磁芯，并且不变形，从而实现超大型纳米晶磁芯在退火后的移动叠放，且初始磁导率基本不下降。附图说明图1是本专利技术实施例中超高超大的铁基纳米晶合金磁芯的剖面图。图中附图标记的含义：1、不锈钢护盒，2、矮磁芯，3、盖板。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。实施例1一种超高超大纳米晶磁芯，包括磁芯本体，磁芯本体包括不锈钢护盒1、盖板3和4个矮磁芯2，磁芯本体的高度为130mm，外径为815mm，内径为585mm，重量为178公斤。矮磁芯2选用铁基纳米晶软磁合金制成，其高度为30mm，且多个矮磁芯2之间相互绝缘。不锈钢护盒1尺寸为外径815mm，内径585mm，高度127.5mm，壁厚2.5mm，材料为304不锈钢。盖板3为环状，外径815mm，内径585mm，厚度2.5mm，材料为环氧树脂。一种超高超大的铁基纳米晶合金磁芯的制造方法，包括如下步骤：S1、采用单辊甩带法制备非晶薄带，非晶薄带的厚度为30±2μm，宽度为30mm；S2、将非晶薄带卷绕成环状矮磁芯2，环状磁芯的尺寸为外径820mm，内径620mm，高度30mm，卷绕模具选用木头制作；S3、将矮磁芯2在真空环境下进行晶化退火处理，在470℃下保温180min，再以0.3℃/min的速率升温至540℃，保温180min，冷却后去掉真空出炉；；冷却后环状磁芯的尺寸大约为外径800mm，内径600mm，高度30mm；S4、在不锈钢护盒1底部均匀涂覆一层硅橡胶，采用一个形状与矮磁芯2端面一致的电磁铁将矮磁芯2吸起，轻放入不锈钢护盒1中的硅橡胶层上；电磁铁端面采用电工纯铁制造；S5、在已经放好的矮磁芯2另一个端面均匀涂覆一层硅橡胶，再采用形状与矮磁芯2端面一致的电磁铁将第二个矮磁芯2吸起，移动叠放到第一个矮磁芯2上；S6、重复S5的步骤，直至不锈钢护盒1中的矮磁芯2达到所要求的高度；S7、在最顶部一层的矮磁芯2端面上均匀涂覆一层硅橡胶，矮磁芯2与不锈钢护盒1之间的缝隙中也填满硅橡胶，待胶干透后盖上盖板3，得到纳米晶合金磁芯产品。实施例2一种超高超大纳米晶磁芯，包括磁芯本体，磁芯本体包括不锈钢护盒1、盖板3和5个矮磁芯2，磁芯本体的高度为162mm，外径为512mm，内径388mm，重量74.7公斤。矮磁芯2选用铁基纳米晶软磁合金制成，其高度为20~30mm，且多个矮磁芯2之间相互绝缘。不锈钢护盒1尺寸为外径512mm，内径388mm，高度159.5mm，壁厚2.5mm，材料为304不锈钢。盖板3为环状，外径512mm，内径388mm，厚度2.5mm，材料为环氧树脂。一种超高超大的铁基纳米晶合金磁芯的制造方法，包括如下步骤：S1、采用单辊甩带法制备非晶薄带，非晶薄带的厚度为30±2μm，宽度为20~30mm；S2、将非晶薄带卷绕成环状矮磁芯2，环状矮磁芯2的尺寸为外径512mm，内径412mm，高度30mm，卷绕模具选用木头制作；S3、将矮磁芯2在真空环境下进行晶化退火处理，在475℃下保温120min，再以0.3℃/min的速率升温至550℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高超大纳米晶磁芯，包括磁芯本体，其特征在于，所述磁芯本体包括不锈钢护盒、盖板和多个矮磁芯，磁芯本体的高度为68~162mm，外径为512~1220mm，内径388~980mm，重量为38~178公斤。

【技术特征摘要】
1.一种超高超大纳米晶磁芯，包括磁芯本体，其特征在于，所述磁芯本体包括不锈钢护盒、盖板和多个矮磁芯，磁芯本体的高度为68~162mm，外径为512~1220mm，内径388~980mm，重量为38~178公斤。2.根据权利要求1所述的一种超高超大纳米晶磁芯，其特征在于，所述磁芯本体的初始磁导率大于8万。3.根据权利要求1所述的一种超高超大纳米晶磁芯，其特征在于，所述矮磁芯选用铁基纳米晶软磁合金制成，其高度为20~30mm，且多个矮磁芯之间相互绝缘。4.根据权利要求1所述的一种超高超大纳米晶磁芯，其特征在于，所述磁芯本体的净高比大于88%。5.如权利要求1~4中任一项所述的一种超高超大的铁基纳米晶合金磁芯的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采用单辊甩带法制备非晶薄带；S2、将非晶薄带卷绕成环状矮磁芯；S3、将矮磁芯在真空环境下进行晶化退火处理，冷却后去掉真空出炉；S4、在不锈钢护盒底部均匀涂覆一层硅橡胶，采用一个形状与矮磁芯端面一致的电磁铁将矮磁芯吸起，轻放入不锈钢护盒中的硅橡胶层上；S5、在已经放好的矮磁芯另一个端面均匀涂覆一层硅橡胶，再采用形状与矮磁芯端面一致的电磁铁将第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘章华，刘昊铭，朱昭峰，陈雨峰，夏建萍，卢志红，
申请(专利权)人：江苏奥玛德新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32