一种铁基复合磁粉芯的制备方法技术

本发明专利技术提供一种铁基复合磁粉芯的制备方法，所述制备方法通过将片状铁基合金粉、第一球形铁基合金粉和硅烷偶联剂湿磨预处理后，依次进行筛分、第一退火处理、钝化处理、绝缘包覆处理、与脱模剂混合、压制、第二退火处理以及表面喷涂绝缘漆的操作，制备得到了高磁导率、低磁损耗的铁基复合磁粉芯。本发明专利技术所述制备方法生产成本较低，制备工艺简单，具有大规模推广应用前景。应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种铁基复合磁粉芯的制备方法


[0001]本专利技术涉及软磁材料
，尤其涉及一种铁基复合磁粉芯的制备方法。

技术介绍

[0002]金属磁粉芯是用金属或合金软磁材料制成的粉末，是一种通过特殊的工艺压制而成的具有良好综合性能的软磁材料。它具有金属软磁和铁氧体软磁的一些优良特性，使得磁导率较小但线性度好、饱和磁密较高，工作频率范围较宽，这对于电子产品向高精度、高灵敏度和大容量、小型化方向发展具有极为重要的意义，也是制备电子元器件的关键基础材料。
[0003]市面上应用的软磁粉芯主要有金属软磁粉芯(铁粉芯、铁硅粉芯、铁硅铝粉芯、铁镍粉芯)、非晶、纳米晶、铁氧体粉芯。合金软磁材料具有高磁导率、高磁感应强度，优异的直流叠加性能等特点，但电阻率低；在高频下，因涡流损耗随频率升高而剧增，无法使用。在合金类磁粉芯中，最为常用的是铁硅铝磁粉芯。铁硅铝磁粉芯具有良好的高频磁性能，温度稳定性，宽恒导磁及低损耗、接近零磁致伸缩、较低成本等特点。
[0004]随着全世界能源的短缺以及依赖越来越严重，需要对能源转换的效率进行提高，以降低能耗，这样就要求磁粉芯的损耗低，同时磁感应强度高，成本又要低，这是金属磁粉芯未来的发展方向。随着磁粉芯应用的工作频率越来越高，该类产品主要的问题在于如何兼顾磁芯的高磁导率和低损耗问题。
[0005]CN100490029A公开了磁粉芯用复合粉末及其磁粉芯制备方法，将两种退火后的非晶纳米晶磁粉均匀混合并绝缘粘接处理，压制成磁芯后退火得到综合特性的磁粉芯。通过该方法制备磁粉芯相对来说价格较高，制备的流程时间长，成本费用增加。
[0006]CN101118797A公开了磁粉芯用复合粉末、磁粉芯及它们的制备方法，磁粉芯复合粉末由50
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96wt％铁基软磁粉末和4
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50wt％的不同需求特性的高绝缘性能的铁基非晶软磁粉均匀混合，制备综合、全面需求特性的磁粉芯，其损耗特性低，同时改善了磁导率特性。
[0007]CN105185560A公开了一种铁基金属软磁粉芯的制备方法，该方法是将铁基片状金属软磁粉末为原料粉末退火处理，再进行钝化和绝缘包覆，烘干后压制成磁粉芯，退火、喷漆处理最终得到成品磁粉芯。该磁粉芯具有较高的密度、良好的机械强度、高磁导率、高品质因数和低损耗。
[0008]但上述方法得到的磁粉芯坯体密度较低，内部气隙存在孔隙，磁导率有待进一步提高。
[0009]因此，开发一种具有坯体密度高、磁导率高且磁损耗低的铁基复合磁粉芯的制备方法具有重要意义。

技术实现思路

[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种铁基复合磁粉芯的制备方法，采用片状合金粉和球形合金粉来制备磁粉芯，在提高坯体密度的同时，减少了磁粉芯内部的孔隙，降低
了磁粉芯损耗。所述制备方法生产成本较低，制备工艺简单，设备要求低，制备得到的磁粉芯性能更优。
[0011]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]第一方面，本专利技术提供一种铁基复合磁粉芯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0013](1)片状铁基合金粉、第一球形铁基合金粉和硅烷偶联剂依次经湿磨预处理、过筛分离和干燥，得到第一粉末；
[0014](2)所述第一粉末和第二球形铁基合金粉各自独立地依次经第一退火处理、钝化处理和绝缘包覆处理后，与粘接剂混合，经过筛造粒处理，分别得到造粒后片状粉末和造粒后球形粉末；
[0015](3)所述造粒后片状粉末和所述造粒后球形粉末各自独立地与脱模剂混合后，按照片状粉
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球形粉
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片状粉的顺序依次填入模腔内压制成磁芯毛坯件；
[0016](4)所述磁芯毛坯件经第二退火处理后，在其表面喷涂绝缘漆，得到所述铁基复合磁粉芯。
[0017]本专利技术所述的铁基复合磁粉芯的制备方法通过将片状铁基合金粉、第一球形铁基合金粉和硅烷偶联剂湿磨预处理，使第一球形铁基合金粉片状化，之后经过筛分离和干燥，得到了平均粒度D50为20～200μm的第一粉末，提升了制备得到的铁基复合磁粉芯的致密性，同时具有更高的磁导率，并能够保持较低损耗的性能。其中，硅烷偶联剂的作用是经过第一退火处理后，分解生成二氧化硅包覆在第一粉末和第二球形铁基合金粉的表面，使粉体流动性更好；而且，防止粉体在空气中被锈蚀。步骤(3)中按照片状粉
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球形粉
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片状粉的顺序依次填入模腔内压制成磁芯毛坯件，主要原因是片状粉的磁导率比球形粉的磁导率高，按照片状粉
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球形粉
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片状粉的顺序可以大幅度提高最大得到的铁基复合磁粉芯的磁导率。
[0018]优选地，步骤(1)中的铁基合金粉包括FeSi、FeNi、FeSiAl、FeNiMo、FeSiAlNi、FeSiCr或FeSiAlTi中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括FeSi和FeNi的组合，FeSiAl和FeNiMo的组合，FeSiAlNi和FeSiCr的组合，FeSiAlTiFeSi、FeNi和FeSiAl三者的组合或FeNiMo、FeSiAlNi和FeSiCr三者的组合。
[0019]优选地，所述片状铁基合金粉在湿磨预处理之前通过50～150目的筛网进行筛分，例如可以是50目、60目、70目、80目、90目或100目等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，所述第一球形铁基合金粉在湿磨预处理之前通过300～500目的筛网进行筛分，例如可以是300目、350目、400目或500目等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，所述片状铁基合金粉、第一球形铁基合金粉和硅烷偶联剂的质量份数分别为5～20份、80～95份和0.5～5份；其中片状铁基合金粉5～20份，例如可以是5份、8份、10份、15份或20份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；球形铁基合金粉80～95份，例如可以是80份、83份、85份、90份或95份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；硅烷偶联剂0.5～5份，例如可以是0.5份、0.7份、1.0份、1.5份或2份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未
列举的数值同样适用。
[0022]优选地，步骤(1)所述湿磨预处理采用的溶剂包括酒精和/或丙酮。
[0023]优选地，所述湿磨预处理的时间为1～5h，例如可以是1h、2h、3h、4h、4.5h或5h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，所述湿磨预处理的转速频率为20～30Hz，例如可以是20Hz、21Hz、23Hz、25Hz、27Hz或30Hz等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0025]优选地，所述第一粉末的平均粒度D50为20～20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁基复合磁粉芯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)片状铁基合金粉、第一球形铁基合金粉和硅烷偶联剂依次经湿磨预处理、过筛分离和干燥，得到第一粉末；(2)所述第一粉末和第二球形铁基合金粉各自独立地依次经第一退火处理、钝化处理和绝缘包覆处理后，与粘接剂混合，经过筛造粒处理，分别得到造粒后片状粉末和造粒后球形粉末；(3)所述造粒后片状粉末和所述造粒后球形粉末各自独立地与脱模剂混合后，按照片状粉
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球形粉
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片状粉的顺序依次填入模腔内压制成磁芯毛坯件；(4)所述磁芯毛坯件经第二退火处理后，在其表面喷涂绝缘漆，得到所述铁基复合磁粉芯。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的铁基合金粉包括FeSi、FeNi、FeSiAl、FeNiMo、FeSiAlNi、FeSiCr或FeSiAlTi中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述片状铁基合金粉在湿磨预处理之前通过50～150目的筛网进行筛分；优选地，所述第一球形铁基合金粉在湿磨预处理之前通过300～500目的筛网进行筛分；优选地，所述片状铁基合金粉、第一球形铁基合金粉和硅烷偶联剂的质量份数分别为5～20份、80～95份和0.5～5份。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述湿磨预处理采用的溶剂包括酒精和/或丙酮；优选地，所述湿磨预处理的时间为1～5h；优选地，所述湿磨预处理的转速频率为20～30Hz；优选地，所述第一粉末的平均粒度D50为20～200μm。4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第一退火处理在氮气保护下以1～5℃/min的升温速率升温至550～700℃，保温1～3h，冷却至室温。5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述钝化处理采用的钝化剂包括磷酸、硼酸、双氧水或硝酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述钝化剂的总质量为粉末总质量的0.1～3wt％；优选地，所述绝缘包覆处理采用的绝缘剂包括硅酸盐类、磷酸盐类、云母粉或高岭土中的任意一种或至少两种的组合，优选为SiO2、CaO或Al2O3中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述绝缘剂的添加量为粉末总质量的0.1～5wt％。6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述绝缘包覆处理后进行烘干；优选地，所述烘干的温度为70～140℃。7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述粘接剂包括有机粘接剂或无机粘接剂；优选地，所述有机粘接剂包括环氧树脂、硅酮树脂或酚醛树脂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述无机粘接剂包括磷酸盐；优选地，所述粘接剂的添加量为粉末总质量的1～5wt％。
8.根据权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述脱模剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸铝或滑石粉中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述脱模剂的添加量为造粒后片状粉末总质量的0.3～3wt％；优选地，所述脱模剂的添加量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：单震，朱航飞，石枫，付亚奇，唐子舜，刘立东，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：