具有高起始磁导率的椭圆环形纳米晶合金铁芯的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了具有高起始磁导率的椭圆环形纳米晶合金铁芯的制备工艺，包括以下具体步骤：S1、设计铁芯及其模具；S2、根据铁芯尺寸和放量，将非晶合金薄带绕制成圆环状铁芯；S3、将圆环状铁芯放入模具中；S4、将装有圆环状铁芯的模具放入真空退火炉中，进行真空晶华退火；S5、退火完成后，将退火后的圆环状铁芯从模具中取出，装入椭圆环形不锈钢护盒中，灌入硅橡胶进行封装；S6：采用铁芯性能测量仪测量V

【技术实现步骤摘要】
具有高起始磁导率的椭圆环形纳米晶合金铁芯的制备工艺


[0001]本专利技术涉及纳米晶合金领域，具体涉及具有高起始磁导率的椭圆环形纳米晶合金铁芯的制备工艺。

技术介绍

[0002]铁基纳米晶合金是指由非晶合金经过晶化退火得到的一类具有纳米晶、非晶双相耦合结构的合金，是目前世界上已知磁导率最高的材料。纳米晶合金铁芯的制备工序通常包括单辊甩带制备非晶合金薄带、卷绕成型、真空晶化退火、装入护盒和性能检测等环节。
[0003]常规纳米晶合金铁芯的形状是一个圆环状，但是在互感器行业的某些领域，有时需要椭圆环形的铁芯。非晶合金在真空晶化退火阶段转变为纳米晶合金时，非晶合金中的大量自由空位将消失，因此会产生大约4%左右的体积收缩。如果退火前后均是圆环状，那么各个部分的收缩是均匀的，因此退火前后的形状不会发生改变。如果退火前的铁芯形状是椭圆环状，那么退火过程中各个部分的收缩比例是不一致的，因此有可能导致退火后不能保持椭圆环状，而且退火后的铁芯中有可能存在残余应力，将导致退火后的铁芯起始磁导率显著下降。
[0004]目前行业内有企业采取在固定的椭圆型模具上缠绕数毫米厚的纸板，然后再进行非晶薄带的卷绕，然后将模具、纸板和非晶合金铁芯一起送入真空退火炉中进行高温真空退火，退火过程中纸张碳化，给非晶合金铁芯晶化时体积收缩留出了空间，可以得到磁导率高的椭圆环型铁芯，但是这种方法会在真空炉中留下大量的焦油和碳黑，造成炉膛的污染，同时还造成了环境污染。
[0005]中国专利CN208848746U公布了一种用于制作纳米晶合金跑道型铁芯的模具，但是该专利不适合用来制作椭圆形纳米晶合金铁芯，也没有涉及制作具有高起始磁导率的椭圆环形纳米晶合金铁芯。
[0006]中国专利CN217640968U公布了非晶纳米晶铁芯及制造铁芯的工装组，可以制作椭圆环形纳米晶合金铁芯，但是该专利没有涉及制作具有高起始磁导率的椭圆环形纳米晶合金铁芯，该专利所公布的工装组也较为复杂。
[0007]随着电力行业的发展，需要具有椭圆环形的高精度互感器，因此需要非晶行业提供具有高起始磁导率的椭圆环形纳米晶合金铁芯，常规铁芯产品达不到市场要求。

技术实现思路

[0008]为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种具有高起始磁导率的椭圆环形纳米晶合金铁芯的制备工艺。
[0009]为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：具有高起始磁导率的椭圆环形纳米晶合金铁芯的制备工艺，包括以下具体步骤：S1、设计铁芯及其模具；S2、根据铁芯尺寸和放量，将非晶合金薄带绕制成圆环状铁芯；S3、将圆环状铁芯放入模具中；S4、将装有圆环状铁芯的模具放入真空退火炉中，进行真空晶华
退火；S5、退火完成后，将退火后的圆环状铁芯从模具中取出，装入椭圆环形不锈钢护盒中，灌入硅橡胶进行封装；S6：采用铁芯性能测量仪测量V
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A特性，由V
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A数据计算出起始磁导率。
[0010]作为本专利技术的进一步优选，所述步骤S1中设计铁芯外周长为L1，步骤S2中圆环状铁芯外周长为L2；所述L2= L1（1+1~2%）。
[0011]作为本专利技术的进一步优选，所述模具由TiNbO制成，且模具的内周长与设计铁芯外周长相等。
[0012]作为本专利技术的进一步优选，所述TiNbO的负膨胀系数为
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3.0~
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2.5
×
10
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5作为本专利技术的进一步优选，所述圆环状铁芯通过过盈装入模具中。
[0013]作为本专利技术的进一步优选，不锈钢护盒的内周长与设计铁芯外周长相等。
[0014]本专利技术的有益之处在于：本专利技术通过退火前预变形和退火过程中的模具收缩，抵消晶化过程中的变形，大幅降低内应力，得到高的起始磁导率；能够实现椭圆环形铁芯的均匀变形，使退火后还维持椭圆环形状；模具简单，生产效率高。
附图说明
[0015]图1是椭圆环形纳米晶合金铁芯的工程图；图2是椭圆环形状的模具的结构示意图；图3是椭圆环形状的护盒的示意图。
[0016]图中附图标记的含义：A1、外周长半轴，B1、外周短半轴，t、厚度，h、铁芯的高度，a2、内周长半轴，b2、内周短半轴，t、厚度，h、铁芯的高度，A3、外壁长半轴，B3、外壁短半轴，a3、内壁长半轴，b3、内壁短半轴，t、厚度，h、深度。
具体实施方式
[0017]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。
[0018]实施例一：结合图1，一种椭圆形纳米晶合金铁芯，尺寸描述为：A1
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B1
×
t
×
h，其中椭圆截面尺寸为：A1：外周长半轴，B1：外周短半轴。t：厚度，h：铁芯的高度。
[0019]结合图2，一种椭圆环形状的模具，尺寸描述为：a2
×
b2
×
t
×
h，其中椭圆截面尺寸为：a2：内周长半轴，b2：内周短半轴。t：厚度，h：铁芯的高度。
[0020]结合图3，一种椭圆环形状的护盒，尺寸描述为：A3/a3
×
B3/b3
×
t
×
h，其中椭圆截面尺寸为：A3：外壁长半轴，B3：外壁短半轴，a3：内壁长半轴，b3：内壁短半轴。t：厚度，h：深度。
[0021]具有高起始磁导率的椭圆环形纳米晶合金铁芯的制备工艺，包括以下具体步骤：S1、设计铁芯及其模具。
[0022]采用具有负膨胀系数为
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3.0~
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2.5
×
10
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5，厚度为2~4mm，冷变形量为95%的Ti
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35%Nb
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0.1%O合金板制作一个椭圆环形状的模具；且模具的内周长与设计铁芯外周长相等。
[0023]由椭圆环形铁芯的长半轴尺寸A1和短半轴尺寸B1计算所需椭圆形铁芯的外周长L1，L1=2πB1+4(A1
‑
B1)。
[0024]S2、根据铁芯尺寸和放量，将非晶合金薄带绕制成圆环状铁芯。
[0025]步骤S1中设计铁芯外周长为L1，步骤S2中圆环状铁芯外周长为L2；所述L2= L1（1+1~2%），圆环状铁芯和椭圆环形铁芯的厚度和高度都相同。
[0026]非晶合金为Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1。
[0027]S3、将圆环状铁芯放入模具中，圆环状铁芯通过过盈装入模具中。
[0028]S4、将装有圆环状铁芯的模具放入真空退火炉中，进行真空晶华退火。
[0029]S5、退火完成后，将退火后的圆环状铁芯从模具中取出，装入椭圆环形不锈钢护盒中，不锈钢护盒的内周长与设计铁芯外周长相等，确保铁芯能够轻松装入不锈钢护盒，灌入硅橡胶进行封装。
[0030]S6：采用铁芯性能测量仪测量V
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A特性，由V
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A数据计算出起始磁导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有高起始磁导率的椭圆环形纳米晶合金铁芯的制备工艺，其特征在于，包括以下具体步骤：S1、设计铁芯及其模具；S2、根据铁芯尺寸和放量，将非晶合金薄带绕制成圆环状铁芯；S3、将圆环状铁芯放入模具中；S4、将装有圆环状铁芯的模具放入真空退火炉中，进行真空晶华退火；S5、退火完成后，将退火后的圆环状铁芯从模具中取出，装入椭圆环形不锈钢护盒中，灌入硅橡胶进行封装；S6：采用铁芯性能测量仪测量V
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A特性，由V
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A数据计算出起始磁导率。2.根据权利要求1所述的具有高起始磁导率的椭圆环形纳米晶合金铁芯的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中设计铁芯外周长为L1，步骤S2中圆环状铁芯外周长为L2；所述L2= L1（1+1~2%）。3.根据权利要求2所述的具有高起始磁导率的椭圆环形纳米晶合金铁芯的制备工艺，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘章华，吴传栋，朱昭峰，卢志红，黄伟明，
申请(专利权)人：江苏奥玛德新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：