一种低铬防锈铁硅铬磁粉芯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低铬防锈铁硅铬磁粉芯及其制备方法，涉及软磁材料技术领域，其制备是先采用稀释剂和钝化剂将铁硅铬合金粉末钝化处理后，再依次采用低熔点有机硅树脂、偶联剂进行包覆，再经造粒、模压成型、热处理即得。本发明专利技术采用水汽联合雾化法制得的铁硅铬合金，在降低Cr含量的同时添加少许的Mn元素，在直流叠加特性基本保持不变的情况下，提升磁芯密度和磁导率。对该铁硅铬合金进行钝化处理后，采用流化包覆工艺，再经偶联包覆，制得的低铬铁硅铬磁粉芯能够达到同高铬一样的防锈效果，能够满足一体成型电感小型化、高磁导率和高功率的发展要求。的发展要求。

【技术实现步骤摘要】
一种低铬防锈铁硅铬磁粉芯及其制备方法


[0001]本专利技术涉及软磁材料
，尤其涉及一种低铬防锈铁硅铬磁粉芯及其制备方法。

技术介绍

[0002]伴随着电子信息科技的发展，电子元器件向微型化、移动化、多功能化发展，这就要求高性能的储能器件的磁芯必须具有高饱和磁感应密度、低损耗及良好的性能稳定性等。目前金属磁粉芯主要有铁粉芯、钼坡莫合金粉芯、高磁通粉芯、铁硅磁粉芯和铁硅铬磁粉芯。其中，铁硅铬磁粉芯具有高饱和磁感应强度、优异的直流叠加特性和较高的电阻率，这些特性使得铁硅铬合金磁粉在许多应用场合具有其它软磁材料无法比拟的优势。
[0003]铁硅铬合金磁粉虽有比较高的电阻率，但为了进一步提高铁硅铬合金磁粉芯的直流叠加特性和降低损耗，可以通过适当的热处理工艺以及表面绝缘处理等措施来改善磁粉芯的应用性能。中国专利CN202210127929.5公开了一种软磁粉末的绝缘包覆方法，通过对铁硅铬合金粉进行三次包覆处理，得到绝缘性高的粉末，但绝缘性只有1G，相对较低，同时采用香蕉水做溶剂，相对丙酮挥发时间长，毒性更大，相应地增加了生产成本。此外，铁硅铬磁粉芯主要是由Si、Cr、Fe三种元素组成，其中Si元素的添加可提高材料的电阻率，使其适用于更高的频率，而Cr元素可增加电感的环境可靠性，提升其防锈能力，器件不用喷涂处理，更符合RoHS要求。然而，铬作为主要原材料，在生产过程中都会产生铬渣，由于风化作用容易形成难溶性的三价铬或和易溶性的六价铬，转移到地面水或地下水中。根据《土壤环境质量标准》，农田土壤的铬含量应控制在350PPM以下，土壤中铬过多时，会抑制有机物质的硝化作用，三价铬和六价铬对人体健康都有害，易被人体吸收，而且可在体内蓄积。六价铬的毒性比三价铬要高100倍，是强致突变物质，可诱发肺癌和鼻咽癌，而三价铬有致畸作用。另外，若铁硅铬磁粉芯中Cr元素含量达6～9wt％，材料成本也会相应的提升。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种低铬防锈铁硅铬磁粉芯及其制备方法。
[0005]本专利技术提出的一种低铬防锈铁硅铬磁粉芯的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1、原料选择：采用水汽联合雾化制粉得到的铁硅铬合金粉末，其成分按质量百分比包括：Si 3.0～9.0wt％，Cr 1.5～4.5wt％，Mn 0.2
‑
0.5wt％，余量为Fe；
[0007]S2、粉末钝化：将稀释剂和钝化剂混合后，再将铁硅铬合金粉末加入其中，搅拌混合，于保护气氛下烘干，过筛，得钝化粉；
[0008]S3、汽化包覆：采用流化床加热包覆工艺，以低熔点有机硅树脂作为汽化包覆剂进行包覆，冷却，过筛，得汽化包覆粉；
[0009]S4、偶联包覆：将稀释剂和偶联剂混合，向其中加入汽化包覆粉，搅拌混合，烘干，过筛，得偶联包覆粉；
[0010]S5、造粒：将稀释剂和粘结剂混合，向其中加入偶联包覆粉，搅拌混合，烘干，过筛，得到造粒粉；
[0011]S6、模压成型：向造粒粉中加入硬脂酸锌，模压成型，清理边角毛刺，得到毛坯件；
[0012]S7、热处理：于空气气氛下，将毛坯件进行退火处理，即得。
[0013]优选地，所述稀释剂为无水乙醇、乙酸乙酯、丙酮中的一种；
[0014]所述钝化剂为硝酸乙醇溶液、铬酸、磷酸的一种或以上；
[0015]所述汽化包覆剂为二甲基硅油、氨基硅油、硅酸乙酯中的一种或以上；
[0016]所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种；
[0017]所述粘结剂为酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或以上。
[0018]优选地，S1中，所述铁硅铬合金粉末过300～500目筛。
[0019]优选地，S2中，所述稀释剂用量为铁硅铬合金粉末质量的10～20wt％；
[0020]所述钝化剂用量为铁硅铬合金粉末质量的0.1～0.5wt％；
[0021]烘干的温度为100～150℃，时间为60～120min；烘干后，过300～500目筛。
[0022]优选地，S3中，所述低熔点有机硅树脂的用量为钝化粉质量的0.1～1.0％；
[0023]所述流化床加热包覆工艺中，流化床反应器腔体内的温度为500～700℃，压力为0.2～0.5MPa。
[0024]优选地，S4中，所述稀释剂的用量为汽化包覆粉质量的10～15wt％；
[0025]所述偶联剂的用量为汽化包覆粉质量的0.1～0.5wt％；
[0026]烘干的温度为60～100℃，时间为30～60min；烘干后，过300～450目筛。
[0027]优选地，S5中，所述稀释剂的用量为汽化包覆粉质量的10～15wt％；
[0028]所述粘结剂的用量为汽化包覆粉质量的1～5wt％；
[0029]烘干的温度为60～100℃，时间为30～60min；烘干后，过30～100目筛。
[0030]优选地，S6中，硬脂酸锌的用量为造粒粉质量的0.1～0.5wt％；
[0031]模压成型的压力为600～800MPa。
[0032]优选地，于150～200℃下保温60～120min。
[0033]本专利技术还提出了一种采用上述方法制备得到的铁硅铬磁粉芯。
[0034]有益效果：本专利技术采用水汽联合雾化法制得的铁硅铬合金，该合金粉末呈球状且表面光滑，颗粒内部气孔少，晶粒细，无杂相；降低铁硅铬合金中Cr含量的同时添加少许的Mn元素，在直流叠加特性基本保持不变的情况下，提升磁芯密度和磁导率。对该铁硅铬合金进行钝化处理后，采用流化包覆工艺，低熔点有机硅树脂在高温下分解生成的二氧化硅均匀紧密包覆在粉体表面，相比简单的机械包覆，其包覆厚度薄且致密，有效提高防锈性能；再采用偶联剂改善有机树脂和无机物之间的连接作用，经偶联包覆后增强材料的界面性和界面附着力。通过上述包覆工艺，本专利技术的低铬铁硅铬磁粉芯能够达到同高铬的防锈效果，且在磁导率略有提升的基础上，耐压特性和绝缘电阻有显著提高，其有效磁导率为29
‑
32，绝缘电阻≥1.5GΩ，耐压值达到≥1.3KV，同时磁粉芯48h盐雾无锈斑，能够满足一体成型电感小型化、高磁导率和高功率的发展要求。
具体实施方式
[0035]下述实施例中的原料通过购买得到：硅酮树脂购自道康宁，型号805，分子量为
6000～10000Da；酚醛树脂购自日本住友，型号PR12603，分子量为124g/mol；聚乙稀醇购自四川成都晨隆，型号088
‑
50，粘度为25
‑
30MPa.s；聚乙稀醇缩丁醛购自上海运河，型号BM
‑
2，粘度为150MPa.s；硅烷偶联剂购自道康宁，型号OFS
‑
6040，分子量为221.37g/mol；铝酸酯偶联剂购自广东东莞市康锦，型号DL411，分子量为1350g/mol；钛酸酯偶联剂购自广东东莞市康锦，型号ND本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低铬防锈铁硅铬磁粉芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、原料选择：采用水汽联合雾化制粉得到的铁硅铬合金粉末，其成分按质量百分比包括：Si 3.0～9.0wt％，Cr 1.5～4.5wt％，Mn 0.2
‑
0.5wt％，余量为Fe；S2、粉末钝化：将稀释剂和钝化剂混合后，再将铁硅铬合金粉末加入其中，搅拌混合，于保护气氛下烘干，过筛，得钝化粉；S3、汽化包覆：采用流化床加热包覆工艺，以低熔点有机硅树脂作为汽化包覆剂进行包覆，冷却，过筛，得汽化包覆粉；S4、偶联包覆：将稀释剂和偶联剂混合，向其中加入汽化包覆粉，搅拌混合，烘干，过筛，得偶联包覆粉；S5、造粒：将稀释剂和粘结剂混合，向其中加入偶联包覆粉，搅拌混合，烘干，过筛，得到造粒粉；S6、模压成型：向造粒粉中加入硬脂酸锌，模压成型，清理边角毛刺，得到毛坯件；S7、热处理：于空气气氛下，将毛坯件进行退火处理，即得。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稀释剂为无水乙醇、乙酸乙酯、丙酮中的一种；所述钝化剂为硝酸乙醇溶液、铬酸、磷酸的一种或以上；所述汽化包覆剂为二甲基硅油、氨基硅油、硅酸乙酯中的一种或以上；所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种；所述粘结剂为酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或以上。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，S1中，所述铁硅铬合金粉末过300～500目筛。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，S2中，所述稀释剂用量为铁硅铬合金粉末质量的10～20...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟立军，李博，王兵，朱敏峰，黄才斌，
申请(专利权)人：江西悦安新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：