一种铁镍钼金属合金粉末及其制备装置与方法和磁粉芯及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种铁镍钼金属合金粉末及其制备装置与方法和磁粉芯及其制备方法。本发明专利技术的制备装置及方法以氮气作为介质，通过PLC控制系统设置脉冲电磁阀开关时间，以向环缝喷嘴组件输入脉冲式高速氮气流；脉冲式高速氮气流能通过设置在其内环腔壁的中心水平环平面上的喷射环缝喷出，形成水平的脉冲式高速氮气流喷射面，截断熔融金属液流形成棒状的铁镍钼金属合金粉末。本发明专利技术制得的棒状铁镍钼粉末具有大轴径比，能降低粉末长轴方向的退磁因子，提高粉末长轴方向有效磁导率，实现最终制得的铁镍钼磁粉芯的有效磁导率的提高。通过本发明专利技术方法制得的棒状铁镍钼合金粉再结合常规的包覆压制热处理工艺能制备出磁导率500以上的铁镍钼金属磁粉芯样品。钼金属磁粉芯样品。钼金属磁粉芯样品。

【技术实现步骤摘要】
一种铁镍钼金属合金粉末及其制备装置与方法和磁粉芯及其制备方法


[0001]本专利技术涉及合金粉末制备
，具体涉及一种铁镍钼金属合金粉末的制备，尤其涉及一种铁镍钼金属合金粉末及其制备装置与方法和磁粉芯及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子元器件向高频化、高功率密度化、小型化发展，对金属磁粉芯的性能提出了越来越高的要求，新型磁粉芯应具备高的饱和磁感应强度、损耗低、良好的温度稳定性等特点。铁镍钼金属磁粉芯属于高端磁粉芯，具有最低的损耗和温度系数，被广泛应用于军工及高端精密仪器领域。目前铁镍钼金属磁粉芯生产厂家的技术水平参差不齐，国外如美国 Magnetics的铁镍钼产品磁导率达到300，导磁性能明显优于国内厂家铁镍钼产品160。铁镍钼金属磁粉芯往往由铁镍钼金属合金粉末压制成型得到，因此铁镍钼金属合金粉末的性能、微观形态、粒径等也很大程度上决定了制得的铁镍钼金属磁粉芯的导磁性能。
[0003]公告号为 CN107578873A的中国专利文献公开了“一种磁导率μ=400的铁镍钼金属磁粉芯的制备方法”，其方案中先采用气雾化方法制得铁镍钼金属合金粉末，之后通过2次绝缘包覆处理来获得磁导率为400附近的铁镍钼磁粉芯材料。该方案中采用气雾化方法制得的铁镍钼金属合金粉末虽然通过后续的2次绝缘包覆处理，具体是先通过在气雾化制得的粉末表面生成第一层磷酸和铬酸盐复合层，增加表面电阻，从而提高磁芯绝缘性；之后再通过加入铝酸盐和水玻璃的水溶液生成第二包覆层，使得最终压制成型的磁芯的磁导率能达到400左右。但是，由于该方案中气雾化方法制得的铁镍钼合金粉末的形貌为球形或类球形结构，而将三维结构的球形或类球形粉体制得的磁粉芯的磁导率具有各向异性的特点，从而限制了后续制备磁芯的磁导率的提升。
[0004]因此，亟待研发一种能制得成品率高、具有棒状二维结构的铁镍钼金属合金粉末的制备方法及装置，以实现铁镍钼磁粉芯在棒状结构长轴方向有效磁导率的提高。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种铁镍钼金属合金粉末及其制备装置与方法和磁粉芯及其制备方法，以制得成品率高、具有棒状结构的铁镍钼金属合金粉末，能实现铁镍钼磁粉芯棒状结构长轴方向有效磁导率的提高。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，本专利技术首先提供一种铁镍钼金属合金粉末的制备装置，所述制备装置主要由熔炼部、制粉部组成，所述制粉部具有由第一壳体围成的第一腔室；所述熔炼部具有由第二壳体与第一壳体顶部围成的第二腔室；所述第二腔室内设有熔炼炉，第一壳体的顶部固定设有中间包，所述中间包用于接收熔炼炉浇注的金属熔融液体；所述中间包为两端开口的中空结构，其底部嵌设在第一板件上，第一板件固定在第一壳体的顶部，第一壳体的顶部开设有与中间包外径大小一致
的第一通孔；第一板件上等距设有若干贯通的导流孔，所述导流孔的入口端设有第一导流口、出口端设有第二导流口，第一导流口的内径大于第二导流口的内径；安装固定状态下的中间包与第一通孔对齐，使浇注在中间包内的熔融液体能通过导流孔流入第一腔室内；所述第一腔室内设有环缝喷嘴组件，环缝喷嘴组件设置在导流孔对应的下方，所述环缝喷嘴组件为中空管形成的具有空心内环腔的圆环形管件，经导流孔流出的熔融液体能落入空心内环腔的范围内；内环腔壁的中心水平环平面上设有喷射环缝，所述圆环形管件上还设有第一输入口，用于与外部第一氮气储气装置连接，其连接管路上设有加压泵、脉冲电磁阀，所述脉冲电磁阀与PLC控制系统连接，用于设置脉冲电磁阀的开关时间，以向环缝喷嘴组件的中空管内输入脉冲式高速氮气流；脉冲式高速氮气流能通过喷射环缝喷出，形成水平的脉冲式高速氮气流喷射面，用于截断从导流孔流出的连续金属液流，制得微观形貌结构为棒状的铁镍钼金属合金粉末；所述制粉部的第一壳体的底部连接有可拆卸料桶，用于收集制得的铁镍钼合金粉末；可拆卸料桶连接有冷却装置，用于对制得的粉末进行冷却；所述制粉部还设有第一排气口，连接外部第一排气管道，用于排出通入的氮气。优选地，第一排气管道的中段设有除尘布袋，用于吸附排放的氮气中裹挟的少量细颗粒粉。工作时，氮气裹挟少量细颗粒粉向上进入氮气排放管，细颗粒粉吸附在除尘布袋上，氮气则从除尘布袋空隙中排出。
[0007]进一步地，所述第一板件上设有凹槽，中间包的底部嵌合在凹槽内，导流孔设置在凹槽内；所述中间包外套设有第三板件，第三板件设有与中间包外径大小一致的第二通孔，第三板件穿过中间包盖设在第一板件上，第一板件沿其凹槽的外缘往外延展形成外边沿，第三板件的外周设有若干第一螺栓孔，装置本体顶板的对应位置设有若干与第一螺栓孔同轴的第二螺栓孔，通过第三板件采用固定螺栓将第一板件固定在第一壳体的顶部。
[0008]进一步地，所述中间包上设有高频感应加热器，用于在浇注时，对中间包持续加热，防止溶体过热度不够，凝固在导流口堵包。
[0009]进一步地，所述冷却装置为水冷循环冷却装置，包括缓冲池、沉淀池；制粉部的第一壳体的底部设有滤布，第一壳体上位于滤布以下的位置设有循环水出口，第一壳体上位于滤布以上的位置与循环水出口相对的一侧设有循环水入口；循环水出口与缓冲池的连接管路上设有第一电机，缓冲池与沉淀池的连接管路上设有第二电机，沉淀池与循环水入口的连接管路上设有第三电机；工作时，所述可拆卸料桶、缓冲池、沉淀池内均放有水，形成循环水路对制得的铁镍钼粉末进行冷却。本专利技术中制粉部的第一壳体的底部设有滤布，一方面可以起到缓冲作用，防止粉料直接落入可拆卸料桶的底部，避免棒状粉末折断；另一方面，用于过滤循环水中的棒状粉料。
[0010]进一步地，熔炼部的第二腔室设有第二排气口，连接外部第二排气管道，第二排气管道上设有第四电机，用于排气、抽真空；第二腔室还设有氮气输入口，连接外部第二氮气储气装置，用于给第二腔室输入氮气保护，并给浇注入中间包的熔融液体能在气体压力下更好地从导流孔流入制粉部。
[0011]进一步地，环缝形喷嘴组件通过设置在装置本体内壁的若干根钢架进行固定。优选地，钢架的数量为4根。
[0012]优选地，环缝喷嘴组件的喷射环缝的宽度为0.1~0.2mm。
[0013]第二方面，本专利技术还提供一种采用上述制备装置制备铁镍钼金属合金粉末的方法，具体包括如下步骤：（1）将纯金属铁、镍、钼按预设比例加料至熔炼炉中加热熔炼，变成熔融液态的金属液体后继续加热，过热150℃~200℃，再浇注到中间包，同时利用高频感应加热器对中间包持续加热；（2）浇注至中间包内的熔融液体通过其底部第一板件上设置的若干贯通的导流孔流出至其下方的环缝喷嘴组件，通过PLC控制系统控制设置在氮气输入管路上的脉冲电磁阀的开关时间，以向环缝喷嘴组件输入脉冲式高速氮气流；脉冲式高速氮气流能通过设置在其内环腔壁的中心水平环平面上的喷射环缝喷出，形成水平的脉冲式高速氮气流喷射面，截断从导流孔流出的连续金属液流，得到微观形貌结构为棒状的铁镍钼金属合金粉末；（3）同时，制得的粉末落入制粉部底部盛有水的可拆卸料桶内，通过水冷循环进行冷却。
[0014]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁镍钼金属合金粉末的制备装置，其特征在于，所述制备装置主要由熔炼部、制粉部组成，所述制粉部具有由第一壳体围成的第一腔室；所述熔炼部具有由第二壳体与第一壳体顶部围成的第二腔室；所述第二腔室内设有熔炼炉，第一壳体的顶部固定设有中间包，所述中间包用于接收熔炼炉浇注的金属熔融液体；所述中间包为两端开口的中空结构，其底部嵌设在第一板件上，第一板件固定在第一壳体的顶部，第一壳体的顶部开设有与中间包外径大小一致的第一通孔；第一板件上等距设有若干贯通的导流孔，所述导流孔的入口端设有第一导流口、出口端设有第二导流口，第一导流口的内径大于第二导流口的内径；安装固定状态下的中间包与第一通孔对齐，使浇注在中间包内的熔融液体能通过导流孔流入第一腔室内；所述第一腔室内设有环缝喷嘴组件，环缝喷嘴组件设置在导流孔对应的下方，所述环缝喷嘴组件为中空管形成的具有空心内环腔的圆环形管件，经导流孔流出的熔融液体能落入空心内环腔的范围内；内环腔壁的中心水平环平面上设有喷射环缝，所述圆环形管件上还设有第一输入口，用于与外部第一氮气储气装置连接，其连接管路上设有加压泵、脉冲电磁阀，所述脉冲电磁阀与PLC控制系统连接，用于设置脉冲电磁阀的开关时间，以向环缝喷嘴组件的中空管内输入脉冲式高速氮气流；脉冲式高速氮气流能通过喷射环缝喷出，形成水平的脉冲式高速氮气流喷射面，用于截断从导流孔流出的连续金属液流，制得微观形貌结构为棒状的铁镍钼金属合金粉末；所述制粉部的第一壳体的底部连接有可拆卸料桶，用于收集制得的铁镍钼合金粉末；可拆卸料桶连接有冷却装置，用于对收集的粉末进行冷却；所述制粉部还设有第一排气口，连接外部第一排气管道，用于排出通入的氮气。2.根据权利要求1所述的铁镍钼金属合金粉末的制备装置，其特征在于，所述第一板件上设有凹槽，中间包的底部嵌合在凹槽内，导流孔设置在凹槽内；所述中间包外套设有第三板件，第三板件设有与中间包外径大小一致的第二通孔，第三板件穿过中间包盖设在第一板件上，第一板件沿其凹槽的外缘往外延展形成外边沿，第三板件的外周设有若干第一螺栓孔，装置本体顶板的对应位置设有若干与第一螺栓孔同轴的第二螺栓孔，通过第三板件采用固定螺栓将第一板件固定在第一壳体的顶部。3.根据权利要求1或2所述的铁镍钼金属合金粉末的制备装置，其特征在于，所述中间包上设有高频感应加热器，用于在浇注时，对中间包持续加热。4.根据权利要求1或2所述的铁镍钼金属合金粉末的制备装置，其特征在于，所述冷却装置为水冷循环冷却装置，包括缓冲池、沉淀池；制粉部的第一壳体的底部设有滤布，第一壳体上位于滤布以下的位置设有循环水出口，第一壳体上位于滤布以上的位置与循环水出口相对的一侧设有循环水入口；循环水出口与缓冲池的连接管路上设有第一电机，缓冲池与沉淀池的连接管路上设有第二电机，沉淀池与循环水入口的连接管路上设有第三电机；工作时，所述可拆卸料桶、缓冲池、沉淀池内均放有水，形成循环水路对制得的铁镍钼粉末进行冷却。5.根据权利要求1或2所述的铁镍钼金属合金粉末的制备装置，其特征在于，熔炼部的第二腔室设有第二排气口，连接外部第二排气管道，第二排气管道上设有第四电机，用于排气、抽真空；第二腔室还设有氮气输入口，连接外部的第二氮气储气装置，用于给第二腔室输入氮气保护，且浇注入中间包的熔融液体能在气体压力下更好地从导流孔
流入制粉部。6.根据权利要求1或2所述的铁镍钼金属合金粉末的制备装置，其特征在于，所述环缝形喷嘴组件通过设置在第一壳体内壁的若干根钢架进行固定；其喷射环缝的宽度...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凯，顾阳，唐紫苑，黄翔，肖川江，吴秀玲，刘维荣，江权，
申请(专利权)人：湖南特种金属材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：