一种高密度合金磁芯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高密度合金磁芯及其制备方法。本发明专利技术的高密度合金磁芯的制备方法包括以下步骤：1)将金属氧化物粉末与烧结助剂混合，得到预制坯体粉末；2)将预制坯体粉末和树脂混合，进行造粒、干燥和压制，得到中空结构的预制坯体；3)将磁粉与树脂混合，得到烧结收缩率小于预制坯体粉末的磁芯粉末；4)将预制坯体放入模具，再将磁芯粉末注入模具和预制坯体内压制得到复合坯体，进行排胶和烧结，再将磁芯分离，即得高密度合金磁芯。本发明专利技术通过对材料成分和制备工艺进行改进，制备得到一种密度高、尺寸精度高的合金磁芯，且在密度和尺寸精度提高的同时生产成本不会增加，完全满足高频化、大电流的电源电感器件的应用需求。大电流的电源电感器件的应用需求。大电流的电源电感器件的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种高密度合金磁芯及其制备方法


[0001]本专利技术涉及磁芯
，具体涉及一种高密度合金磁芯及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子技术的发展，电源的电流要求越来越高，合金磁芯具有远大于铁氧体磁芯的饱和磁化强度，更加符合电源对于器件的要求，因此合金磁芯的应用越来越广。合金磁芯通常属于磁粉芯，密度越高合金磁芯的性能越优越。然而，常规的合金磁芯是通过压制、切削和热处理制成，热处理过程中由于树脂的分解以及合金材料在高温下的挥发，会导致合金磁芯密度下降，且随着压制密度的提升密度降低的趋势越明显，最终导致制备的合金磁芯无法达到预期性能。
[0003]以上陈述仅仅是提供与本专利技术有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于提供一种高密度合金磁芯。
[0005]本专利技术的目的之二在于提供一种上述高密度合金磁芯的制备方法。
[0006]本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]一种高密度合金磁芯的制备方法包括以下步骤：
[0008]1)将氧化铁粉末、氧化铝粉末、氧化镁粉末、NiZn铁氧体粉末、MnZn铁氧体粉末中的至少一种金属氧化物粉末加入混合装置，再将氧化铋、氧化铜、氧化钙中的至少一种作为烧结助剂加入混合装置，进行混合，得到预制坯体粉末；
[0009]2)将预制坯体粉末和树脂混合，进行造粒、干燥和压制，得到中空结构的预制坯体；
[0010]3)将FeSiCr粉末、FeSiAl粉末、FeSi粉末、FeNi粉末中的至少一种作为磁粉与树脂混合，得到烧结收缩率小于预制坯体粉末的磁芯粉末；
[0011]4)将预制坯体放入模具，再将磁芯粉末注入模具和预制坯体内部的孔洞中，压制得到复合坯体，进行排胶和烧结，再将磁芯分离，即得高密度合金磁芯。
[0012]优选的，步骤1)所述金属氧化物粉末、烧结助剂的质量比为1:0.04～1:0.06。
[0013]优选的，步骤1)所述预制坯体粉末的烧结温度小于850℃，烧结收缩率大于18％。
[0014]优选的，步骤2)所述预制坯体粉末、树脂的质量比为1:0.01～1:0.10。
[0015]优选的，步骤2)所述树脂为聚乙烯醇树脂(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)、丙烯酸树脂中的至少一种。
[0016]优选的，步骤2)所述预制坯体的密度为理论密度的50％～65％。
[0017]优选的，步骤3)所述磁粉的粒径为6μm～55μm，磁粉表面包覆有厚度5nm～15nm的镀层，镀层为Ti镀层、Al镀层、Cr镀层或Ca镀层。
[0018]优选的，步骤3)所述树脂为聚乙烯醇树脂(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)、丙烯酸树脂中的至少一种。
[0019]优选的，步骤3)所述磁粉、树脂的质量比为1:0.001～1:0.008。
[0020]优选的，步骤3)所述磁芯粉末的烧结收缩率小于步骤1)所述预制坯体粉末的1/18。
[0021]优选的，步骤3)所述磁芯粉末的烧结收缩率小于1％。
[0022]优选的，步骤4)所述复合坯体的密度为理论密度的90％～95％。
[0023]优选的，步骤4)所述排胶在300℃～500℃下进行，排胶过程中升温速度<20℃/h。
[0024]优选的，步骤4)所述排胶在氧气气氛或氧气
‑
氮气混合气氛中进行。
[0025]优选的，步骤4)所述烧结在700℃～850℃下进行，烧结时间为2h～5h。
[0026]优选的，步骤4)所述烧结在氮气气氛、氢气气氛或氮气
‑
氢气混合气氛中进行。
[0027]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过对材料成分和制备工艺进行改进，制备得到一种密度高、尺寸精度高的合金磁芯，且在密度和尺寸精度提高的同时生产成本不会增加，完全满足高频化、大电流的电源电感器件的应用需求。
[0028]具体来说：本专利技术利用高收缩率的预制坯体在烧结过程中对低收缩率的合金磁芯形成较大的压应力，防止合金磁芯的回弹，使合金磁芯在烧结后具有极高的密度，从而保证了合金磁芯的性能。
附图说明
[0029]图1为本专利技术中的预制坯体的结构示意图。
[0030]图2为本专利技术中的复合坯体的结构示意图。
[0031]图3为本专利技术中的高密度合金磁芯的结构示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。
[0033]实施例1：
[0034]一种高密度合金磁芯，其制备方法包括以下步骤：
[0035]1)将氧化铁粉末和氧化铋按照质量比1:0.05混合，得到烧结温度为750℃、烧结收缩率为19.5％的预制坯体粉末；
[0036]2)将预制坯体粉末和聚乙烯醇树脂(数均分子量21000g/mol)按照质量比1:0.01混合，造粒，100℃干燥1.5h，在300MPa压力下进行压制，得到中空结构的预制坯体(预制坯体为长方体状，内部有圆柱形孔洞；预制坯体的密度为理论密度的65％；预制坯体的结构示意图如图1所示)；
[0037]3)将粒径为6μm～55μm、表面包覆有厚度15nm的Ti镀层的FeSiCr粉末和聚乙烯醇树脂(数均分子量21000g/mol)按照质量比1:0.001混合，得到烧结收缩率为0.3％的磁芯粉末；
[0038]4)将预制坯体放入模具，再将磁芯粉末注入模具和预制坯体内部的圆柱形孔洞中，再在1800MPa压力下压制得到复合坯体(复合坯体的密度为理论密度的95％；复合坯体的结构示意图如图2所示)，再将复合坯体放入排胶炉，充入氧气，控制升温速率为18℃/h升温至500℃，再置于烧结炉中，充入氮气，850℃烧结2h，再置于超声波振动设备中利用超声波将磁芯分离，即得高密度合金磁芯(结构示意图如图3所示)。
[0039]实施例2：
[0040]一种高密度合金磁芯，其制备方法包括以下步骤：
[0041]1)将氧化镁粉末、氧化铋和氧化铜按照质量比1:0.03:0.03混合，得到烧结温度为830℃、烧结收缩率为21％的预制坯体粉末；
[0042]2)将预制坯体粉末、聚乙烯醇树脂(数均分子量21000g/mol)和丙烯酸树脂(数均分子量19000g/mol)按照质量比1:0.03:0.03混合，造粒，100℃干燥1.5h，在300MPa压力下进行压制，得到中空结构的预制坯体(预制坯体为长方体状，内部有圆柱形孔洞；预制坯体的密度为理论密度的50％；预制坯体的结构示意图如图1所示)；
[0043]3)将粒径为6μm～55μm、表面包覆有厚度5nm的Al镀层的FeSi粉末和聚乙烯醇缩丁醛树脂(数均分子量21000g/mol)按照质量比1:0.008混合，得到烧结收缩率为0.5％的磁芯粉末；
[0044]4)将预制坯体放入模具，再将磁芯粉末注入模具和预制坯体内部的圆柱形孔洞中，再在1800MPa压力下压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高密度合金磁芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将氧化铁粉末、氧化铝粉末、氧化镁粉末、NiZn铁氧体粉末、MnZn铁氧体粉末中的至少一种金属氧化物粉末加入混合装置，再将氧化铋、氧化铜、氧化钙中的至少一种作为烧结助剂加入混合装置，进行混合，得到预制坯体粉末；2)将预制坯体粉末和树脂混合，进行造粒、干燥和压制，得到中空结构的预制坯体；3)将FeSiCr粉末、FeSiAl粉末、FeSi粉末、FeNi粉末中的至少一种作为磁粉与树脂混合，得到烧结收缩率小于预制坯体粉末的磁芯粉末；4)将预制坯体放入模具，再将磁芯粉末注入模具和预制坯体内部的孔洞中，压制得到复合坯体，进行排胶和烧结，再将磁芯分离，即得高密度合金磁芯。2.根据权利要求1所述的高密度合金磁芯的制备方法，其特征在于：步骤1)所述金属氧化物粉末、烧结助剂的质量比为1:0.04～1:0.06。3.根据权利要求1或2所述的高密度合金磁芯的制备方法，其特征在于：步骤1)所述预制坯体粉末的烧结温度小于850℃，烧结收缩率大于18％。4.根据权利要求1所述的高密度合金磁芯的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明雄，
申请(专利权)人：广东泛瑞新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：