一种电磁开关用软磁材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电磁开关用软磁材料及其制备方法，涉及软磁材料技术领域，包括铁合金磁粉和软铁氧体粉组成，所述软铁氧体粉占软磁材料总重量的0.1wt%

【技术实现步骤摘要】
一种电磁开关用软磁材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及软磁材料
，尤其涉及一种电磁开关用软磁材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]电磁开关，是用电磁铁控制的开关，也就是电磁铁与开关的结合体。当电磁铁线圈通电后产生电磁吸力，活动铁芯推或拉动开关触点闭合，从而接通所控制电路。电磁开关在各行业有广泛的应用，最常见的是工业领域的起动机。起动机电磁开关是起动机的关键部件，电磁开关的设计质量直接影响起动机的可靠性。而电磁开关用软磁材料的性能决定了起动机电机工作时产生磁场能和电磁吸力的大小，是制备新型高效、低能耗起动机电机的关键。
[0003]目前电动机上的电磁开关用软磁材料大都采用10#钢通过冷挤、冷拉（冷拔）等工艺制备，具有磁导率μ
max
低（1000
‑
2000Gs/Oe）和矫顽力Hc高（300
‑
800A/m）的特点，不利于电机性能的进一步提高。首先，高Hc使电磁开关具有高的磁滞损耗，极易导致工作时发热量增大，特别是在起动机启动时间过长或多次连续启动时，温度将大幅上升。另一方面，低磁导率增大了电磁开关的磁阻，使电
‑
磁响应速度变慢。除此之外，市面上的其它种类的电磁开关用软磁材料还或多或少存在损耗较高，软磁性能、磁导率和饱和磁感应强度均有待进一步提高的缺陷。
[0004]为了解决上述问题，中国专利技术专利CN104399984B公开了一种磁极和电磁开关用铁基粉末冶金软磁材料的制备方法，首先，向纯铁粉或纯铁粉与合金化元素粉末组成的混合物中加入占粉末质量0.3
‑
0.6wt.％的成型剂进行混料，混合均匀后，模压成型，得到压坯；然后，将压坯在保护气氛中采用多段式烧结方式进行烧结，烧结工艺制度为：先在400
‑
650℃保温0.5
‑
3h，随后在1120
‑
1200℃保温1
‑
4h，最后在800
‑
910℃保温0.5
‑
4h，随炉冷却至200℃以下出炉。该专利技术生产效率高、制造成本低、材料利用率高、采用国产还原铁粉和水雾化纯铁粉制备的软磁材料具有高磁导率、低矫顽力和中等密度（7.2
‑
7.5g/cm3），完全满足汽车起动机、启停电机的使用要求，适合于大批量生产。然而，其损耗、软磁性能和饱和磁感应强度有待进一步提高。
[0005]可见，本领域仍然需要一种磁导率、软磁性能、饱和磁感应强度优异，损耗和矫顽力低，完全满足起动机使用要求的电磁开关用软磁材料及其制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种磁导率、软磁性能、饱和磁感应强度优异，损耗和矫顽力低，完全满足起动机使用要求的电磁开关用软磁材料及其制备方法。
[0007]为达到以上目的，本专利技术提供一种电磁开关用软磁材料，包括铁合金磁粉和软铁氧体粉组成，所述软铁氧体粉占软磁材料总重量的0.1wt%
‑
1wt%；所述铁合金磁粉的成分包括Nb、Co、Ni、Hf、Ga、B、Si和Fe；所述软铁氧体粉为R
‑
Fe
‑
Co
‑
Mn
‑
Zn
‑
M
‑
O，其中R为稀土元素，M
为Sc、Sr、Cu、Zr中的至少2种。
[0008]优选的，所述铁合金磁粉中各成分的重量百分比如下：Nb 0.01
‑
0.03%、Co 1
‑
2%、Ni 0.8
‑
1.6%、Hf 0.03
‑
0.05%、Ga 0.08
‑
0.12%、B 0.1
‑
0.15%、Si 0.8
‑
1.2%，余量为Fe。
[0009]优选，所述稀土元素为Dy、Gd、Ce按质量比(0.8
‑
1.2):(0.6
‑
1):(1
‑
2)混合而成。
[0010]优选的，所述R
‑
Fe
‑
Co
‑
Mn
‑
Zn
‑
M
‑
O中R、Fe、Co、Mn、Zn、M的质量比为(0.03
‑
0.07):(2
‑
3):(0.2
‑
0.4):(0.3
‑
0.5):(0.5
‑
0.8):(0.08
‑
0.12)。
[0011]优选的，所述M为Sc、Sr、Cu、Zr按质量比0.5:(0.1
‑
0.3):(0.2
‑
0.4):1混合而成。
[0012]本专利技术的另一个目的，在于提供一种所述电磁开关用软磁材料的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、采用气雾化的方法制成Nb
‑
Co
‑
Ni
‑
Hf
‑
Ga
‑
B
‑
Si
‑
Fe铁合金磁粉，接着进行球磨、研磨操作，得到平均粒径为20
‑
100μm粉末；步骤S2、采用分别含R、Fe、Co、Mn、Zn、M的硝酸盐为原料，按照Sol
‑
gel自蔓延粉体方法制备获得R
‑
Fe
‑
Co
‑
Mn
‑
Zn
‑
M
‑
O软铁氧体粉；步骤S3、将经过步骤S1制成的粉末与经过步骤S2制成的软铁氧体粉混合，加入到高速球磨罐中球磨，后再进行模压成型；步骤S4、烧结，冷却后得到电磁开关用软磁材料。
[0013]优选的，步骤S2中所述Sol
‑
gel自蔓延粉体方法具体为：按照配比将原料混合得到原料混合物，加入到去离子水中搅拌均匀，再加入柠檬酸，密封后在85
‑
92℃下搅拌2
‑
4小时，冷却至室温，用氨水调节pH至7；接着在93
‑
100℃下烘干形成干凝胶，最后进行自蔓延燃烧。
[0014]优选的，所述原料混合物、去离子水、柠檬酸的质量比为1:(6
‑
8):2.38。
[0015]优选的，步骤S3中所述球磨的转速为300r/min
‑
600r/min，时间为1h
‑
3h。
[0016]优选的，步骤S3中所述模压成型的压力为500
‑
700MPa。
[0017]优选的，步骤S4中所述烧结是在保护气氛炉中进行的，具体为：首先在500
‑
700℃下保温烧结1
‑
2小时，接着在1150
‑
1300℃下保温烧结2
‑
4小时，随后在8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁开关用软磁材料，其特征在于，包括铁合金磁粉和软铁氧体粉组成，所述软铁氧体粉占软磁材料总重量的0.1wt%
‑
1wt%；所述铁合金磁粉的成分包括Nb、Co、Ni、Hf、Ga、B、Si和Fe；所述软铁氧体粉为R
‑
Fe
‑
Co
‑
Mn
‑
Zn
‑
M
‑
O，其中R为稀土元素，M为Sc、Sr、Cu、Zr中的至少2种。2.根据权利要求1所述的电磁开关用软磁材料，其特征在于，所述铁合金磁粉中各成分的重量百分比如下：Nb 0.01
‑
0.03%、Co 1
‑
2%、Ni 0.8
‑
1.6%、Hf 0.03
‑
0.05%、Ga 0.08
‑
0.12%、B 0.1
‑
0.15%、Si 0.8
‑
1.2%，余量为Fe。3.根据权利要求1所述的电磁开关用软磁材料，其特征在于，所述稀土元素为Dy、Gd、Ce按质量比(0.8
‑
1.2):(0.6
‑
1):(1
‑
2)混合而成。4.根据权利要求1所述的电磁开关用软磁材料，其特征在于，所述R
‑
Fe
‑
Co
‑
Mn
‑
Zn
‑
M
‑
O中R、Fe、Co、Mn、Zn、M的质量比为(0.03
‑
0.07):(2
‑
3):(0.2
‑
0.4):(0.3
‑
0.5):(0.5
‑
0.8):(0.08
‑
0.12)。5.根据权利要求1所述的电磁开关用软磁材料，其特征在于，所述M为Sc、Sr、Cu、Zr按质量比0.5:(0.1
‑
0.3):(0.2
‑
0.4):1混合而成。6.一种根据权利要求1
‑
5任一项所述电磁开关用软磁材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、采用气雾化的方法制成Nb
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：金方，刘栋，金云康，金仁财，赖仲亚，钱达，金杰，郑杰，陈开挺，
申请(专利权)人：慈溪市龙山汽配有限公司，
类型：发明
国别省市：