【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电感器制备，特别是一种高致密非晶粉芯电感及其制备方法。
技术介绍
1、电感是电力电子线路中必不可少的三大基础电子元件之一，其主要起着能量转换、滤波及抑噪等功能，全球量每年需求量达4千多亿只。粉芯电感，亦称为软磁复合材料(soft magnetic composites,smcs)，因具有高电阻率、良好的抗磁饱和特性、结构紧凑、高频损耗低及成型精度佳等优异综合特性，已成为了电感器件高频化应用发展的重要方向，广泛应用于消费电子、汽车电子、新能源及工业控制等领域，如dc/dc转换器、高频功率滤波器等关键元器件制备。
2、为满足电磁元器件不断向微型化、高频化、节能化及大功率方向的快速发展需求，与传统晶态(如纯fe、fesi、fesial及fesicr等)软磁材料相比，铁基非晶合金材料因兼具相对高饱和磁感应强度bs、高磁导率μ、极低的矫顽力hc和高电阻率ρ等特性，已成为了制备高性能smcs磁器件的首选材料。
3、然而，铁基非晶合金粉末需在超快冷条件下(冷速达105～6℃/s)制备而成，其固有的高强度特性将导致非晶smcs成型能力差、致密度低(非磁相孔隙占比高)，进而不利于非晶smcs软磁性能的改善。为提高非晶smcs致密度，目前采用的主要方法是提高其成型压强，这将会导致非晶smcs内残余应力的增加，进而不利于提升其软磁性能。其中，过大的成型压强还会损坏非晶磁粉表面绝缘层，导致非晶smcs涡流损耗增加。此外，与常规晶态smcs，非晶smcs退火温度相对较低(以防止晶化行为产生)，难以最大程度降低常规冷压
4、中国专利申请号cn201810117282.1公开了一种低损耗非晶磁粉芯的制备方法，包括：(1)对非晶合金粉末进行筛分和配比；(2)对上述非晶合金粉末进行磁场热处理，得到非晶磁粉；(3)对上述非晶磁粉进行绝缘和包覆处理；(4)将上述经绝缘和包覆处理的非晶磁粉烘干、压制成型，得到低损耗非晶磁粉芯。但是该非晶磁粉芯的成型压强还是较高，而且残余应力较大、综合软磁性能不佳。
5、可见，目前非晶smcs产品的致密度及其软磁性能尚未达到预期，限制了其进一步的应用。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高致密非晶粉芯电感及其制备方法。
2、为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
3、本专利技术的第一个技术方案为一种高致密非晶粉芯电感的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、在真空条件下对非晶磁粉进行去应力退火预处理；
5、s2、对去应力退火预处理的非晶磁粉进行绝缘包覆处理；
6、s3、将绝缘包覆处理的非晶磁粉烘干后加入0.5～1.5％的润滑剂，经充分地机械混合后，得到成品包覆非晶磁粉；
7、s4、将成品包覆非晶磁粉加入到模具内，在真空或惰性气体保护下加热至110～130℃，同时对模具中成品包覆非晶磁粉加载60～220mpa的轴向压强，并保温保压20～50min；然后升温至450～540℃，并保温保压2～8min；最后冷却获得高致密非晶粉芯电感。
8、进一步地，所述非晶磁粉为铁基非晶合金，最大粒径小于45μm，且铁基非晶合金的过冷液相区温差即初始晶化温度tx与玻璃化转变温度tg之间差值＞30℃。
9、进一步地，所述步骤s1中，去应力退火预处理包括：在真空条件下将非晶磁粉于380～450℃退火0.5～1.5h。
10、进一步地，所述步骤s2具体包括：同时配制磷酸丙酮溶液两份，先将其中一份磷酸丙酮溶液加入非晶粉末后用玻璃棒进行充分搅拌直至丙酮溶液完全挥发，再将另一份磷酸丙酮溶液加入上述粉末中并进行充分搅拌。
11、进一步地，所述步骤s3中，绝缘包覆处理的非晶磁粉是在80～200℃条件下进行烘干1～3h。
12、优选地，所述步骤s3中，润滑剂为硬脂酸锌粉末。
13、优选地，所述步骤s4中，所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。
14、进一步地，所述步骤s4中，模具中的升温速率为10～60℃/min。
15、进一步地，所述步骤s4中，冷却是采用随炉冷却或风冷方式进行冷却。
16、本专利技术的第二个技术方案为一种利用上述方法制备的高致密非晶粉芯电感。
17、本专利技术的原理为：
18、鉴于非晶磁粉的高硬度、难变形特性是限制非晶粉芯电感高致密成型的关键因素，本专利技术将非晶磁粉依次经过去应力退火预处理和绝缘包覆处理后，又将绝缘包覆的非晶磁粉在60～220mpa轴向压强下分两个阶段压制成型：(1)温压阶段(温度范围为110～130℃，保压时间为20～50min)，可促使磁粉表面润滑剂软化，进而实现非晶粉芯电感坯料内磁粉滑移及空隙填充，利于粉芯电感成型密度提升；(2)热压阶段(温度范围为450～540℃，保压时间为2～8min)利用非晶磁粉在其过冷液相区范围内的热塑性特性，实现非晶粉芯电感的高致密成型。与现有技术相比，本专利技术提供的成型方法可以较低成型压强获得致密度高、残余应力小及综合软磁性能佳的非晶粉芯电感，且具有操作步骤简单特点，利于产业化推广和应。
19、与现有技术相比，本专利技术温压阶段可促使润滑剂软化，以利于非晶粉芯电感坯料内磁粉滑移及空隙填充；热压阶段利用非晶磁粉在过冷液相区范围内的热塑性特性，实现非晶粉芯电感的高致密成型。本专利技术提供的成型方法可以较低的成型压强获得致密度高、残余应力小及综合软磁性能佳的非晶粉芯电感，且具有操作步骤简单特点，利于产业化推广和应。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高致密非晶粉芯电感的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高致密非晶粉芯电感的制备方法，其特征在于：所述非晶磁粉为铁基非晶合金，最大粒径小于45μm，且铁基非晶合金的过冷液相区温差即初始晶化温度Tx与玻璃化转变温度Tg之间差值＞30℃。
3.根据权利要求1所述的高致密非晶粉芯电感的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，去应力退火预处理包括：在真空条件下将非晶磁粉于380～450℃退火0.5～1.5h。
4.根据权利要求1所述的高致密非晶粉芯电感的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：同时配制磷酸丙酮溶液两份，先将其中一份磷酸丙酮溶液加入非晶粉末后用玻璃棒进行充分搅拌直至丙酮溶液完全挥发，再将另一份磷酸丙酮溶液加入上述粉末中并进行充分搅拌。
5.根据权利要求1所述的高致密非晶粉芯电感的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，绝缘包覆处理的非晶磁粉是在80～200℃条件下进行烘干1～3h。
6.根据权利要求1所述的高致密非晶粉芯电感的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，润滑剂为硬脂酸锌粉
7.根据权利要求1所述的高致密非晶粉芯电感的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。
8.根据权利要求1所述的高致密非晶粉芯电感的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，模具中的升温速率为10～60℃/min。
9.根据权利要求1所述的高致密非晶粉芯电感的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，冷却是采用随炉冷却或风冷方式进行冷却。
10.一种如权利要求1-9任一所述的方法制备的高致密非晶粉芯电感。
...【技术特征摘要】
1.一种高致密非晶粉芯电感的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高致密非晶粉芯电感的制备方法，其特征在于：所述非晶磁粉为铁基非晶合金，最大粒径小于45μm，且铁基非晶合金的过冷液相区温差即初始晶化温度tx与玻璃化转变温度tg之间差值＞30℃。
3.根据权利要求1所述的高致密非晶粉芯电感的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，去应力退火预处理包括：在真空条件下将非晶磁粉于380～450℃退火0.5～1.5h。
4.根据权利要求1所述的高致密非晶粉芯电感的制备方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括：同时配制磷酸丙酮溶液两份，先将其中一份磷酸丙酮溶液加入非晶粉末后用玻璃棒进行充分搅拌直至丙酮溶液完全挥发，再将另一份磷酸丙酮溶液加入上述粉末中并进行充分搅拌。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙海波，黄皓辉，张锐，李育梁，许康佳，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。