一种烧结软磁材料的制备方法技术

一种烧结软磁材料的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：1)准备原材料：该原材料包含如下质量百分比的组分：1～28wt％的铁磷粉末、0.4～1wt％的润滑剂粉末和余量的铁镍粉末，其中，铁镍粉末中镍含量为30～85wt％，粒度为

【技术实现步骤摘要】
一种烧结软磁材料的制备方法


[0001]本专利技术属于软磁材料制备，具体涉及一种烧结软磁材料的制备方法。

技术介绍

[0002]铁镍软磁材料也就是坡莫合金，一般镍含量在30～90％范围内。是应用非常广泛的软磁合金。通过适当的工艺，可以有效地控制磁性能，比如超过105的初始磁导率、超过106的最大磁导率、低到2
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奥斯特的矫顽力、接近1或接近0的矩形系数，具有面心立方晶体结构的坡莫合金具有很好的塑性，可以加工成1μm的超薄带及各种使用形态。对于致密软磁材料而言，常见的合金有1J50、1J79、1J85等。1J50的饱和磁感应强度比硅钢稍低一些，但磁导率比硅钢高几十倍，铁损也比硅钢低2～3倍。做成较高频率(400～8000Hz)的变压器，空载电流小，适合制作100W以下小型较高频率变压器。1J79具有好的综合性能，适用于高频低电压变压器，漏电保护开关铁芯、共模电感铁芯及电流互感器铁芯。1J85的初始磁导率可达十万(105)以上，适合于作弱信号的低频或高频输入输出变压器、共模电感及高精度电流互感器等。
[0003]铁镍软磁材料由于含有大量的合金元素镍，室温的组织为面心立方的奥氏体，导致零件加工困难。而粉末冶金作为少无切削工艺，不仅在机械结构零件方面有着广泛的应用，而且还可用于软磁零件的制备。采用粉末冶金工艺，能减少加工工序，节省原料，直接制出接近最终形状的中小型磁体。烧结软磁材料制备的零件，可通过粉末压制实现零件的近终成型，大大减少了原料的浪费、降低了后续加工工序带来的产品性能波动、且大大缩短了零件的生产周期。
[0004]烧结铁镍合金一般采用铁镍合金粉体直接进行压制。零件的磁性能与产品的密度关系密切，要提高零件的磁性能，就要提高零件的密度。对于合金含量高的粉体，这需要进行高温烧结，但是高温烧结又会导致零件发生变形，晶粒粗大，难以保证零件的尺寸精度和磁性能。
[0005]因此，需要对现有的用于烧结铁镍软磁材料的制备方法作进一步的改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种烧结软磁材料的制备方法，制备出的软磁材料强度更高、磁损耗更低且磁导率更高。
[0007]本专利技术解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种烧结软磁材料的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
[0008]1)准备原材料：该原材料包含如下质量百分比的组分：1～28wt％的铁磷粉末、0.4～1wt％的润滑剂粉末和余量的铁镍粉末，其中，铁镍粉末中镍含量为30～85wt％、钼含量为0～6wt％、铬含量为0～4wt％，粒度为
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80目；铁磷粉末：铁磷粉末中磷含量为10～70at％，粒度为
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100目；
[0009]2)混料；
[0010]3)成形：将步骤2)的混合粉末在400～1500MPa压力下压制成形，成形密度大于5.6g/cm3。
[0011]4)烧结：将步骤3)中的成形生坯在1050～1350℃温度下、非氧化性气氛中烧结5～200min。
[0012]润滑剂粉体可以选择现有技术中常用的润滑剂中的任意一种，如硬脂酸盐或聚酰胺蜡或聚丙烯酰胺蜡。
[0013]在所有磷铁的化合物中，Fe3P的熔点最低，更有利于降低铁镍粉的烧结温度，因此，为了进一步降低烧结温度，所述的铁磷粉末为Fe3P粉末，从而使软磁材料不容易发生变形，晶粒更小，软磁材料的尺寸精度和磁性能更好。
[0014]为了使烧结软磁材料中磷的分布更加均匀，所述的铁镍粉末为合金粉末，或铁粉与镍粉的混合粉末，或铁粉与铁镍合金粉末的混合粉末。在铁粉与铁镍合金粉末的混合粉末中，由于铁粉的压缩性更好，使混合粉末的压缩性更好，从而使铁粉与铁镍合金粉末的混合粉末作为铁镍粉末时，烧结出的铁镍磷合金密度更高。
[0015]为了使烧结软磁材料中磷的分布更加均匀，所述原材料还包括0.05～0.3wt％粘接剂，从而能将铁磷粉体粘接到铁硅粉末颗粒上。
[0016]为了使烧结软磁材料中组分分布更加均匀，所述铁镍粉末采用水雾化或气体雾化预处理。
[0017]优选的，步骤3)成形所得的生坯密度大于6.2g/cm3。
[0018]优选的，步骤4)中的非氧化性气氛采用真空或纯氢或氩气或含有氮10～90vol％的氮氢混合气。更加优选的是，非氧化性气氛采用真空或纯氢作为烧结气氛。
[0019]进一步设计，还包括步骤5)后处理：根据零件尺寸精度或形状要求，将烧结坯进行精整或机加工。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)烧结软磁材料利用铁磷粉末的低熔点特性，使熔化的铁磷粉末与铁镍粉末合金化，能够降低烧结温度，烧结成的铁镍磷合金粉末具有更少的孔隙，烧结密度能提升0.54～2.4％，能够有效提高铁镍磷软磁材料的强度和磁导率，使铁镍磷合金软磁材料的硬度能提升HRB5～HRB29，径向压溃强度能提升37.2～83.3％，磁导率能够高达424，矫顽力更低，表明磁损耗更低，同时该铁镍软磁材料结合了铁磷粉和铁镍粉的特点，使得该烧结软磁材料用件的综合性能比较优异；(2)烧结软磁材料的制备方法用粉末冶金方式铁镍软磁合金粉末，压制近终成型，减少了机加工等工序，易于批量化生产工艺参数的管控、有效提高了生产效率和原材料利用率，降低了生产成本，且粉末配制及制备工艺简单、制备周期短。
附图说明
[0021]图1为本专利技术对比例中的Fe
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50％Ni粉体的颗粒形貌；
[0022]图2为本专利技术对比例中的烧结Fe
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50％Ni合金200倍金相(腐蚀后组织)；
[0023]图3为本专利技术对比例中的烧结Fe
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50％Ni合金500倍金相(腐蚀后组织)
[0024]图4为本专利技术实施例中的Fe
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50％Ni
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0.3％P的100倍金相；
[0025]图5为本专利技术实施例中的Fe
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50％Ni
‑
0.3％P的500倍金相；
[0026]图6为本专利技术实施例中的Fe
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50％Ni
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0.45％P的100倍金相；
[0027]图7为本专利技术实施例中的Fe
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50％Ni
‑
0.45％P的500倍金相；
[0028]图8为本专利技术实施例中的Fe
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50％Ni
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0.8％P的100倍金相；
[0029]图9为本专利技术实施例中的Fe
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50％Ni
‑
0.8％P的500倍金相。
具体实施方式
[0030]以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0031]如图4～9所示，为本专利技术的最佳实施例。
[0032]本实施例中的前述烧结软磁材料的制备方法，依次包括以下步骤：
[0033]1)准备原材料：该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烧结软磁材料的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：1)准备原材料：该原材料包含如下质量百分比的组分：1～28wt％的铁磷粉末、0.4～1wt％的润滑剂粉末和余量的铁镍粉末，其中，铁镍粉末中镍含量为30～85wt％、钼含量为0～6wt％、铬含量为0～4wt％，粒度为
‑
80目；铁磷粉末：铁磷粉末中磷含量为10～70at％，粒度为
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100目；2)混料；3)成形：将步骤2)的混合粉末在400～1500MPa压力下压制成形，成形密度大于5.6g/cm3。4)烧结：将步骤3)中的成形生坯在1050～1350℃温度下、非氧化性气氛中烧结5～200min。2.根据权利要求1所述的烧结软磁材料，其特征在于：所述的铁磷粉末为Fe3P粉末。3.根据权利要求1所述的烧结软磁材...

【专利技术属性】
技术研发人员：包崇玺，陈兵，朱志荣，
申请(专利权)人：东睦新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：