一种铁基纳米晶磁芯及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铁基纳米晶磁芯及其制备方法，该铁基纳米晶磁芯的成分为Fe

【技术实现步骤摘要】
一种铁基纳米晶磁芯及其制备方法


[0001]本专利技术属于铁基纳米晶磁芯材料制备加工领域，具体涉及一种铁基纳米晶磁芯及其制备方法。

技术介绍

[0002]非晶纳米晶软磁合金具有磁导率高、矫顽力低，优异的高频软磁性能，被称为21世纪绿色电子材料。现在广泛应用于服务器电源、开关电源、脉冲电源变压器；逆变变压器；共模、差模滤波电感；AC/DC电流互感器、电压互感器、新能源汽车、光伏新能源、5G基站电源、尖峰抑制器、磁放大器等等领域，近年来得到了学术和企业界的广泛关注和研究。
[0003]随着计算机网络技术、5G通讯、电动汽车、光伏新能源、多媒体技术的飞速发展，对电子器件提出了小型化、节能化、高频化的要求，从而对软磁材料提出了更新、更高的要求，即要求软磁材料具有更高的饱和磁感应强度、更高的磁导率、更低的损耗和良好的高频性能。
[0004]研究表明，铁基纳米晶具有优秀的软磁特性，可以应用于对软磁特性要求更高的领域中，但其价格较为昂贵，通常铁基纳米晶相比与其它传统的软磁材料铁氧体，价格上是其2倍以上，所以考虑到成本问题，还没有被广泛使用，即目前铁基纳米晶磁芯在市面上的占有率非常低，大部分还是使用铁氧体材料。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术实施例当中提供了一种铁基纳米晶磁芯及其制备方法，旨在解决现有技术中，传统的铁基纳米晶价格昂贵，未能被广泛使用的问题。
[0006]本专利技术实施例的第一方面提供了一种铁基纳米晶磁芯，所述铁基纳米晶磁芯的成分为Fe
(100
‑
x
‑
y
‑
z
‑
a
‑
b)
Si
x
B
y
V
z
Cu
a
，其中，12≤x≤14，8≤y≤10，1≤z≤5，0.5≤a≤2。
[0007]本专利技术实施例的第二方面提供了一种铁基纳米晶磁芯的制备方法，用于制备第一方面中的铁基纳米晶磁芯，所述方法包括：
[0008]将按比例配好的原材料加入中频感应熔炉中熔炼，熔炼完成后采用恒压制带进行喷带，得到带材；
[0009]将所述带材进行卷绕处理，得到磁芯基体；
[0010]将所述磁芯基体依次进行热处理和加横磁处理，得到铁基纳米晶磁芯。
[0011]进一步的，所述将按比例配好的原材料加入中频感应熔炉中熔炼，熔炼完成后采用恒压制带进行喷带，得到带材的步骤包括：
[0012]将一部分硅和一部分硼铁放入中频感应熔炉的炉底，再加入钒铁，将中频感应熔炉内的硅和硼铁覆盖，最后加入一部分纯铁，进行加热熔化处理，其中，在加热熔化处理的过程中，分批加入剩余的纯铁；
[0013]加热熔化处理完成后，再向中频感应熔炉中加入剩余的硅和硼铁，以及紫铜，熔清后进行第一次除渣；
[0014]第一次除渣后，进行精炼处理，在精炼处理后，进行第二次除渣，得到钢液；
[0015]将所述钢液自然冷却至预设温度后，进行倒钢冷却处理，得到母合金；
[0016]采用恒压制带对所述母合金进行喷带处理，得到所述带材。
[0017]进一步的，所述第一次除渣后，进行精炼处理的步骤中，第一次除渣后，将中频感应熔炉的炉内温度控制在1580℃～1620℃，并将功率调整至58Kw～62Kw。
[0018]进一步的，所述将所述钢液自然冷却至预设温度后，进行倒钢冷却处理，得到母合金的步骤中，将所述钢液自然冷却至1230℃～1300℃后，进行倒钢冷却处理。
[0019]进一步的，所述将所述带材进行卷绕处理，得到磁芯基体的步骤中，采用全自动绕带机进行卷绕处理，控制卷绕速度为1200转～1500转，控制所述磁芯基体的松紧度为在磁芯基体绕制后轻轻捏成椭圆形后可以自然回弹成圆形，所述磁芯基体的填充系数为0.75～0.78。
[0020]进一步的，所述将所述磁芯基体依次进行热处理和加横磁处理，得到铁基纳米晶磁芯的步骤包括：
[0021]将所述磁芯基体放入分段式真空卧式炉中进行梯度热处理；
[0022]将梯度热处理后的磁芯基体放入立式气氛横磁炉进行加横磁处理，以得到所述铁基纳米晶磁芯。
[0023]进一步的，所述将所述磁芯基体放入分段式真空卧式炉中进行梯度热处理的步骤中，首先将所述磁芯基体放入恒定温度为225℃～235℃的分段式真空卧式炉中，并控制分段式真空卧式炉的炉内温度先升温至415℃～425℃，并进行保温，然后继续升温至475℃～485℃，并进行保温，最后升温至555℃～565℃，并进行保温，保温结束后，降温至345℃～355℃，出炉后进行空冷处理。
[0024]进一步的，所述将梯度热处理后的磁芯基体放入立式气氛横磁炉进行加横磁处理，以得到所述铁基纳米晶磁芯的步骤中，首先将梯度热处理后的磁芯基体放入恒定温度为195℃～205℃的立式气氛横磁炉中，随后控制立式气氛横磁炉的炉内温度升温至345℃～355℃，并进行第一次保温，保温时间为50min～70min，然后升温至395℃～405℃，并进行第二次保温，保温时间为50min～70min，最后关闭立式气氛横磁炉电源，以使炉内温度降温至195℃～205℃后，出炉，其中，控制立式气氛横磁炉从第一次保温开始时，施加1300Gs～1500Gs的磁场，直至出炉。
[0025]进一步的，所述采用恒压制带对所述母合金进行喷带处理，得到所述带材的步骤中，喷制宽度为45
±
3mm，厚度为16μm～18μm，辊剪规格为10mm或15mm的带材。
[0026]与现有技术相比，实施本专利技术具有如下有益效果：
[0027]该铁基纳米晶磁芯的成分为Fe
(100
‑
x
‑
y
‑
z
‑
a
‑
b)
Si
x
B
y
V
z
Cu
a
，其中，12≤x≤14，8≤y≤10，1≤z≤5，0.5≤a≤2，由于将传统铁基纳米晶磁芯(Fe
73.5
Si
13.5
B9Nb3Cu1)中最贵的元素Nb元素替换为V元素，使得在不影响软磁特性的情况下，大幅度降低成本。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例一中的铁基纳米晶磁芯的磁滞回线图；
[0029]图2为常规纳米晶磁芯的磁滞回线图；
[0030]图3为磁导率曲线示意图。
[0031]以下具体实施方式将结合上述附图进一步说明。
具体实施方式
[0032]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0033]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁基纳米晶磁芯，其特征在于，所述铁基纳米晶磁芯的成分为Fe
(100
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x
‑
y
‑
z
‑
a
‑
b)
Si
x
B
y
V
z
Cu
a
，其中，12≤x≤14，8≤y≤10，1≤z≤5，0.5≤a≤2。2.一种铁基纳米晶磁芯的制备方法，用于制备权利要求1中的铁基纳米晶磁芯，其特征在于，所述方法包括：将按比例配好的原材料加入中频感应熔炉中熔炼，熔炼完成后采用恒压制带进行喷带，得到带材；将所述带材进行卷绕处理，得到磁芯基体；将所述磁芯基体依次进行热处理和加横磁处理，得到铁基纳米晶磁芯。3.根据权利要求2所述的铁基纳米晶磁芯的制备方法，其特征在于，所述将按比例配好的原材料加入中频感应熔炉中熔炼，熔炼完成后采用恒压制带进行喷带，得到带材的步骤包括：将一部分硅和一部分硼铁放入中频感应熔炉的炉底，再加入钒铁，将中频感应熔炉内的硅和硼铁覆盖，最后加入一部分纯铁，进行加热熔化处理，其中，在加热熔化处理的过程中，分批加入剩余的纯铁；加热熔化处理完成后，再向中频感应熔炉中加入剩余的硅和硼铁，以及紫铜，熔清后进行第一次除渣；第一次除渣后，进行精炼处理，在精炼处理后，进行第二次除渣，得到钢液；将所述钢液自然冷却至预设温度后，进行倒钢冷却处理，得到母合金；采用恒压制带对所述母合金进行喷带处理，得到所述带材。4.根据权利要求3所述的铁基纳米晶磁芯的制备方法，其特征在于，所述第一次除渣后，进行精炼处理的步骤中，第一次除渣后，将中频感应熔炉的炉内温度控制在1580℃～1620℃，并将功率调整至58Kw～62Kw。5.根据权利要求3所述的铁基纳米晶磁芯的制备方法，其特征在于，所述将所述钢液自然冷却至预设温度后，进行倒钢冷却处理，得到母合金的步骤中，将所述钢液自然冷却至1230℃～1300℃后，进行倒钢冷却处理。6.根据权利要求2所述的铁基纳米晶磁芯的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳有根，黄从伟，周国华，肖辉，
申请(专利权)人：江西大有科技有限公司，
类型：发明
国别省市：