磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯的制備方法，該方法包括以下步驟：1）鐵基非晶粉末的制備；2）磁粉芯的制備。其中，制備鐵基非晶粉末所用的原料是：Si5～6%，B2～3%，P1～2%，其余為Fe，制備磁粉芯所用的粘結(jié)劑為硅酮樹脂和硅溶膠體積比為1：5～20的混合物。通過本發(fā)明制備得的磁粉芯更加致密、光潔，成型性更好，同時(shí)電感的穩(wěn)定性和直流疊加特性更好，磁損耗更低，本發(fā)明還能縮短生產(chǎn)周期并降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于軟磁材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非晶磁粉芯按化學(xué)成分分有鐵基、鈷基、鎳基、鎂基等，這里主要是指鐵基非晶磁粉芯，通過超急冷凝固得到?jīng)]有晶態(tài)結(jié)構(gòu)的非晶帶材，將鐵基非晶帶材機(jī)械破碎制粉經(jīng)特殊工藝制成鐵基非晶磁粉芯。
[0003]其具有高的飽和磁感(1.5T);具有極低的損耗，與MPP和SENDUST相當(dāng)，優(yōu)于FES1、H-FLUX ;極佳的頻率特性，與MPP相當(dāng)；極佳的直流偏置特性與FES1、H-FLUX, MPP相當(dāng)，優(yōu)于SENDUST ;高性價(jià)格比，低于H-FLUX、MPP，略高于SENDUST ;高靈敏度，高的溫度穩(wěn)定性。
[0004]因其具有金屬磁粉芯的眾多優(yōu)點(diǎn)，可用于替代H-FLUX及MPP相同磁導(dǎo)率磁芯使用，用于替代SENDUST磁芯時(shí)可減小體積，因此被廣泛用于現(xiàn)代通訊、電磁兼容、傳感器等高新產(chǎn)業(yè)以及各種工業(yè)磁性元器件的更新?lián)Q代，特別適用于電感和變壓器產(chǎn)品的小型化、高頻化和高效化設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯的制備方法，通過該方法制備的磁粉芯具有成型性好，電感的穩(wěn)定性好，直流疊加特性好，磁損耗低等特點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明還提供采用該方法得到的鐵基非晶磁粉芯。
[0007]上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯的制備方法，包括以下步驟:
[0009]I)鐵基非晶粉末的制備:將S1、B、P、Fe置于熔煉爐中，在1500~1800°C下熔化成鋼液，通過噴嘴流到通冷卻水的轉(zhuǎn)速為600~800轉(zhuǎn)/分鐘的銅輥上，鋼液迅速冷卻形成厚度為20~30 μ m的薄帶，然后將薄帶經(jīng)機(jī)械球磨破碎、篩分配比后得到鐵基非晶粉末；
[0010]2)磁粉芯的制備:取鐵基非晶粉末，按重量加入0.01~1%的高錳酸鹽作為鈍化劑，然后再按鐵基非晶粉末重量的5~10%加入熱水，混勻后在100~200°C炒干；再按鐵基非晶粉末重量的0.5~3%加入粘結(jié)劑，混勻后在100~200°C炒干；再按鐵基非晶粉末重量的0.6~1%加入硬脂酸鹽，混勻后在15~20噸/cm3壓力下干壓3~5秒，制得密度≥6g/cm3的生還；最后將生還升溫至200~300°C保溫I~5h后，再升溫至400~500°C保溫0.5~lh，冷卻至室溫，即得，
[0011]所述S1、B、P、Fe的重量百分比為Si5~6%，B2~3%，Pl~2%，其余為Fe，
[0012]所述粘結(jié)劑為硅酮樹脂和硅溶膠的混合物，所述硅酮樹脂與硅溶膠的體積比為1:
5~20。
[0013]作為優(yōu)選方案，所述鐵基非晶粉末的粒度組成為:200目 <粒度< 100目占10~20% ；300目≤粒度< 200目占50~60% ;粒度< 300目占30~40%。通常，鐵基非晶粉末的粒度越高，制得的生坯和磁粉芯表面越疏松，光潔度越差，相反，鐵基非晶粉末的粒度越低，制得的生坯和磁粉芯表面越致密，光潔度越好，然而，隨著鐵基非晶粉末粒度的降低，力口工的難度會(huì)增加，而且粉末流動(dòng)性會(huì)變差，壓坯的效率會(huì)降低。本發(fā)明優(yōu)選的粒度組成不僅能使生坯和磁粉芯表面致密，光潔度越好，而且容易加工，粉末流動(dòng)性好，壓坯效率高。
[0014]作為優(yōu)選方案，所述粘結(jié)劑為鐵基非晶粉末重量的1.5%。本發(fā)明優(yōu)選的粘結(jié)劑含量可以在鐵基非晶粉末的表面形成一層薄薄的均勻包覆層，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)粉末表面的完整包覆，而且不會(huì)產(chǎn)生堆積浪費(fèi)，節(jié)省了輔料成本。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述硅酮樹脂與硅溶膠的體積比為1:10。
[0016]作為優(yōu)選方案，所述高錳酸鹽為鐵基非晶粉末重量的0.5%。高錳酸鹽的作用是與粒度表面反應(yīng)生成一層鈍化膜，當(dāng)粉末粒度組成一定時(shí)，粉末的總比表面積是一定的，當(dāng)高錳酸鹽含量過高時(shí)，粉末表面產(chǎn)生的鈍化膜厚度增加，使粉末本身的磁性成分減少，使制得的生坯電感下降，相反，粉末表面不能產(chǎn)生完整的鈍化膜。本發(fā)明優(yōu)選的高錳酸鹽用量，可以形成一層薄而均勻的鈍化膜。
[0017]作為優(yōu)選方案，步驟2)中所述的壓力為18噸/cm3，干壓時(shí)間為4秒。通常生坯樣品的密度是隨著成型壓力的增加而增加，密度越大，樣品的磁性能越好，當(dāng)壓力繼續(xù)增大時(shí)，生坯的密度會(huì)達(dá)到一個(gè)最大值而不再增加，如果繼續(xù)增加壓力，生坯樣品的內(nèi)應(yīng)力隨之增加，會(huì)增大樣品的損耗。本發(fā)明優(yōu)選的壓力和干壓時(shí)間一方面可以使生坯樣品達(dá)到最大的成型密度，而且不會(huì)使生坯樣品損耗增加。
[0018]本發(fā)明中的百分比均為重量百分比。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
[0020]I)本發(fā)明所提供的S1、B、P、Fe重量配比，首先，可以提高薄帶的脆性，使制得的薄帶不需要進(jìn)行脆化熱處理，就可以通過機(jī)械球磨破碎得到所需要的鐵基非晶粉末粒度分布，從而縮短了生產(chǎn)周期并降低了生產(chǎn)成本；其次，可以使制得的生坯和磁粉芯更加致密、光潔，電感的穩(wěn)定性更好；再次，可以使磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯的直流疊加特性更好，磁損耗更低。
[0021]2)本發(fā)明所采用的粘結(jié)劑為硅酮樹脂和硅溶膠的混合物，有機(jī)粘結(jié)劑硅酮樹脂其粘結(jié)力強(qiáng)，但是流動(dòng)性差，而無機(jī)粘結(jié)劑硅溶膠流動(dòng)性好，但是粘結(jié)力弱，單純的采用兩種粘結(jié)劑無法達(dá)到完美的包覆效果，將這兩種粘結(jié)劑混合后，不僅使鐵基非晶粉末具有很好的流動(dòng)性和粘結(jié)力，而且可以使鐵基非晶粉末表面形成完整的絕緣包覆膜，使制得的鐵基非晶磁粉芯成型性更好，而且磁損耗更低，電感的穩(wěn)定性更好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是實(shí)施例1與對(duì)比例1、2中制得的薄帶經(jīng)機(jī)械球磨破碎后的顯微圖片。其中:a為對(duì)比例I ;b為對(duì)比例2 ；c為實(shí)施例1。
[0023]圖2是實(shí)施例1與對(duì)比例1、2中鐵基非晶粉末加入粘結(jié)劑后，在干壓之前的顯微圖片。其中:a為對(duì)比例I ;b為對(duì)比例2 ；c為實(shí)施例1。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。[0025]實(shí)施例1
[0026]一種磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯的制備方法，包括以下步驟:
[0027]I)鐵基非晶粉末的制備:將S1、B、P、Fe置于熔煉爐中，在1500~1800°C下熔化成鋼液，通過噴嘴流到通冷卻水的轉(zhuǎn)速為600~800轉(zhuǎn)/分鐘的銅輥上，鋼液迅速冷卻形成厚度為20~30 μ m的薄帶，然后將薄帶經(jīng)機(jī)械球磨破碎、篩分配比后得到鐵基非晶粉末；
[0028]2)磁粉芯的制備:取鐵基非晶粉末，按重量加入0.5%的高錳酸鹽作為鈍化劑，然后再按鐵基非晶粉末重量的8%加入熱水，混勻后在150°C炒干；再按鐵基非晶粉末重量的
1.5%加入粘結(jié)劑，混勻后在150°C炒干；再按鐵基非晶粉末重量的0.8%加入硬脂酸鹽，混勻后在18噸/cm3壓力下干壓4秒，制得密度> 6g/cm3的生坯；最后將生坯升溫至250°C保溫3h后，再升溫至450°C保溫Ih，冷卻至室溫，即得，
[0029]所述S1、B、P、Fe 的重量百分比為 Si5.5%，B2.5%，Pl.5%，其余為 Fe，
[0030]所述粘結(jié)劑為硅酮樹脂和硅溶膠的混合物，所述硅酮樹脂與硅溶膠的體積比為1:10，
[0031]所述鐵基非晶粉末的粒度組成為:200目 <粒度< 100目占10% ；300目 <粒度< 200目占55% ;粒度< 300目占35%。
[0032]對(duì)比例I
[0033]本例中，磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯的制備方法與實(shí)施例1相同，所不同的是:步驟I)制備鐵基非晶粉末所用的原料為Si5%, B3%，其余為Fe。
`[0034]對(duì)比例2
[0035]本例中，磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯的制備方法與實(shí)施例1相同，所不同的是:步驟I)制備鐵基非晶粉末所用的原料為Si3%, B5%, P3%，其余為Fe。
[0036]表1實(shí)施例1與對(duì)比例1、2的磁粉芯性能比較
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)鐵基非晶粉末的制備:將S1、B、P、Fe置于熔煉爐中，在1500~1800°C下熔化成鋼液，通過噴嘴流到通冷卻水的轉(zhuǎn)速為600~800轉(zhuǎn)/分鐘的銅輥上，鋼液迅速冷卻形成厚度為20~30 μ m的薄帶，然后將薄帶經(jīng)機(jī)械球磨破碎、篩分配比后得到鐵基非晶粉末； 2)磁粉芯的制備:取鐵基非晶粉末，按重量加入0.01~1%的高錳酸鹽作為鈍化劑，然后再按鐵基非晶粉末重量的5~10%加入熱水，混勻后在100~200°C炒干；再按鐵基非晶粉末重量的0.5~3%加入粘結(jié)劑，混勻后在100~200°C炒干；再按鐵基非晶粉末重量的0.6~1%加入硬脂酸鹽,混勻后在15~20噸/cm3壓力下干壓3~5秒,制得密度≥6g/cm3的生坯；最后將生坯升溫至200~300°C保溫I~5h后，再升溫至400~500°C保溫0.5~lh，冷卻至室溫，即得， 所述S1、B、P、Fe的重量百分比為Si5~6%，B2~3%，Pl~2%，其余為Fe， 所述粘結(jié)劑為硅酮樹脂和硅溶膠的混合物，所述硅酮樹脂與硅溶膠的體積比為1:5~20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯的制備方法，其特征在于:所述鐵基非晶粉末的粒度組成為:200目≤粒度< 100目占10~20% ；300目≤粒度< 200目占50~60% ;粒度< 300目占30~40%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯的制備方法，其特征在于:所述粘結(jié)劑為鐵基非晶粉末重量的1.5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯的制備方法，其特征在于:所述硅酮樹脂與硅溶膠的體積比為1:10。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯的制備方法，其特征在于:所述聞猛酸鹽為鐵基非晶粉末重量的0.5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯的制備方法，其特征在于:步驟2)中所述的壓力為18噸/cm3，干壓時(shí)間為4秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法得到的磁導(dǎo)率為60的鐵基非晶磁粉芯。
【文檔編號(hào)】H01F1/153GK103811143SQ201410056281
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】陳艷, 王貞 申請(qǐng)人:武漢中磁浩源科技有限公司