一种低损耗、高成型强度的铁硅铝粉及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于软磁材料技术领域，特别涉及一种低耗损高成型强度的铁硅铝粉及其制备方法和应用。一种铁硅铝粉，铁硅铝粉的氧含量小于730ppm；铁硅铝粉的粒度≥200目，且按重量百分比计，200目≤粒度<300目的为15

【技术实现步骤摘要】
一种低损耗、高成型强度的铁硅铝粉及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于软磁材料
，特别涉及一种低耗损、高成型强度的铁硅铝粉及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]金属软磁粉芯是以金属软磁合金粉体与绝缘介质混合，通过粉末冶金工艺生产的一种软磁复合材料。目前，金属软磁粉芯在国内外得到广泛应用，生产工艺成熟的金属软磁粉芯有五大系列：铁粉芯、铁硅磁粉芯、铁硅铝磁粉芯、铁镍钼(MPP)磁粉芯、铁镍(HF)磁粉芯。
[0003]铁硅铝磁粉芯，通常称之为Sendust磁粉芯，是由铁硅铝合金粉末制成。与铁粉芯相比，铁硅铝磁芯在价格方面略贵，但损耗远低于铁粉芯，并且铁硅铝粉芯尺寸比铁粉芯更小。另外，铁硅铝磁粉芯在高温下具有良好的性能，温升远低于铁粉芯，可与其他电容构成复合部件，有很好的温度补偿作用。同时，铁硅铝粉芯的饱和磁感应强度在1.05T左右，磁导率范围为26
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125μ，铁硅铝磁致伸缩系数接近零，在不同频率下工作时无噪声产生，可制成低噪声滤波器。铁硅铝合金原材料中不含贵金属，如Ni，Mo，其成本低于含Ni的高磁通磁粉芯和铁镍钼磁粉芯，性价比高。最后，铁硅铝材料具有极大的灵活性，可以制造多种不同形状及超大尺寸的磁芯。
[0004]随着电子技术和新能源技术的发展，电子元器件向小型化、高性能化、异型化发展，对铁硅铝材料也提出了更高的要求，至少要满足：(1)铁硅铝材料具有低损耗，以提高磁电转换效率，降低能源损耗；(2)铁硅铝材料具有更高的成型强度，以满足铁硅铝磁粉芯异型化下具有良好的的成型性能，提高成品率，且可设计成更复杂的元器件。
[0005]目前，铁硅铝粉的制备方法主要有气雾化法和机械法，气雾化法制备的铁硅铝粉呈球形，制备成本高、磁导率较低、成型强度较低，难以成型异型复杂结构的磁粉芯。传统机械法制备铁硅铝粉大多采用在非真空环境下把原材料熔成铁硅铝合金锭，再机械破碎、球磨方法得到铁硅铝合金粉体，该方法得到的铁硅铝粉磁导率有所提高，成型强度也有所提高，但磁芯损耗相应也较高。
[0006]因此，亟需提供一种铁硅铝粉，该铁硅铝粉具有低损耗、高成型强度的性能，可满足器件的低损耗和异型化需求。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。本专利技术提供一种铁硅铝粉，该铁硅铝粉具有低损耗、高成型强度的性能，可满足器件的低损耗和异型化需求。
[0008]本专利技术的专利技术构思：本专利技术将铁硅铝粉中的氧含量控制在小于730ppm，防止合金材料被氧化，提高材料的性能，降低耗损。另外，本专利技术的铁硅铝粉的粒度≥200目，且按重量百分比计，200目≤粒度<300目的为15
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30％，300目≤粒度<400目的为35
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50％，粒度≥
400目的为25
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40％，此粒度分布的铁硅铝粉具有低损耗、高成型强度的性能，当其制成磁芯后，可得到低损耗、高成型强度的磁芯，满足器件的低损耗和异型化需求。
[0009]因此，本专利技术的第一方面提供一种低耗损、高成型强度的铁硅铝粉。
[0010]具体的，一种铁硅铝粉，所述铁硅铝粉的氧含量小于730ppm；所述铁硅铝粉的粒度≥200目，且按重量百分比计，200目≤粒度<300目的为15
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30％，300目≤粒度<400目的为35
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50％，粒度≥400目的为25
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40％。
[0011]优选的，所述铁硅铝粉的氧含量小于700ppm；所述铁硅铝粉的粒度≥200目，且按重量百分比计，200目≤粒度<300目的为20
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30％，300目≤粒度<400目的为40
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45％，粒度≥400目的为30
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40％。
[0012]具体的，氧元素作为非磁性物质，当氧含量较高时，材料纯度降低且材料易被氧化，进而会降低材料性能，导致损耗增加。
[0013]具体的，铁硅铝粉的粒度影响最终制备的磁芯的成型强度和损耗，铁硅铝粉的粒度分布需满足一定的要求。当铁硅铝粉的粒度≥200目，且按重量百分比计，200目≤粒度<300目的为15
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30％，300目≤粒度<400目的为35
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50％，粒度≥400目的为25
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40％时，铁硅铝粉具有良好的低损耗、高成型强度的性能，当其制成磁芯后，可得到低损耗、高成型强度的磁芯，满足器件的低损耗和异型化需求。
[0014]优选的，按重量百分比计，制备所述铁硅铝粉的原料为硅9.0％
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10.0％、铝5.0％
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6.0％、铁84％
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86％。
[0015]进一步优选的，按重量百分比计，制备所述铁硅铝粉的原料为硅9.2％
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9.8％、铝5.2％
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5.8％、铁84.5％
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85.6％。
[0016]本专利技术的第二方面提供一种低耗损、高成型强度的铁硅铝粉的制备方法。
[0017]具体的，所述制备方法包括以下步骤：
[0018]将各原料组分真空熔炼，制得合金钢液，将所述合金钢液甩制成合金薄带，将合金薄带破碎、环磨制粉、筛分、热处理，制得所述铁硅铝粉。
[0019]具体的，采用真空熔炼，可严格控制铁硅铝各原料在熔炼成铁硅铝合金钢液的过程中氧含量的增加，保证得到纯度高的铁硅铝合金钢液，进而从源头上保证得到低耗损的铁硅铝粉。
[0020]优选的，所述合金钢液采用真空甩带甩制成合金薄带，所述真空熔炼和所述真空甩带采用一体化设备。
[0021]具体的，采用真空熔炼、真空甩带一体化设备，无需制备成合金钢锭，可减少铁硅铝从合金钢液到钢锭的周转及防止氧含量的增加，保证合金薄带的纯度。同时，采用真空甩带法制备合金薄带，相比于传统浇铸法得到的铁硅铝合金钢锭，合金薄带的冷却速度快，偏析小，晶粒细小，可降低磁芯磁滞损耗，保证铁硅铝的低损耗性能。并且，合金薄带更易机械破碎，进而更易进行粉体制备，减少了机械加工量，降低粉体制备过程材料内应力、晶粒位错及磁筹位移难度，进一步降低磁芯磁滞损耗，保证低损耗性能。
[0022]具体的，采用环磨法将破碎后的铁硅铝合金碎片磨细到一定程度，粉体自动在间隙流出，可防止颗粒被过度研磨，提高磁芯的成型强度，可以成型异型和复杂结构的磁芯。并且真空甩带和环磨法工艺相结合，可降低机械加工幅度，经环磨后更易得到合适粒度的粉体，制粉过程快速且产品内应力小，后续通过较低的热处理温度和较短的热处理时间即
可很好地消除粉体内部因机械破碎产生的内应力，释放粉末颗粒的磁性能，还可节约生产成本，提高生产效率。
[0023]优选的，所述各原料组分包括纯铁、纯硅、纯铝。
[0024]优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁硅铝粉，其特征在于，所述铁硅铝粉的氧含量小于730ppm；所述铁硅铝粉的粒度≥200目，且按重量百分比计，200目≤粒度<300目的为15
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30％，300目≤粒度<400目的为35
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50％，粒度≥400目的为25
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40％。2.根据权利要求1所述的铁硅铝粉，所述铁硅铝粉的氧含量小于700ppm；所述铁硅铝粉的粒度≥200目，且按重量百分比计，200目≤粒度<300目的为20
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30％，300目≤粒度<400目的为40
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45％，粒度≥400目的为30
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40％。3.根据权利要求1所述的铁硅铝粉，其特征在于，按重量百分比计，制备所述铁硅铝粉的原料为硅9.0％
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10.0％、铝5.0％
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6.0％、铁84％
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86％。4.根据权利要求3所述的铁硅铝粉，其特征在于，按重量百分比计，制备所述铁硅铝粉的原料为硅9.2％
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9.8％、铝5.2％
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5.8％、铁84.5％
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85.6％。5.权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：龙红军，黎伟城，张宋国，欧健文，
申请(专利权)人：龙门金南磁性材料有限公司，
类型：发明
国别省市：