本发明涉及软磁材料技术领域，具体是一种软磁复合材料铁芯的制备方法。
背景技术：
随着科学技术的不断发展，磁性材料经过不断改进和完善，现已形成了专门的学科和系统，按材料性质可分为金属和非金属两类，按使用可分为软磁、硬磁及功能性磁性材料。
软磁材料主要分为三类：金属软磁材料、铁氧体软磁材料、软磁复合材料。金属软磁材料的饱和磁化强度高、磁导率大，但是电阻率低，在高频应用时损耗偏高，所以只适用于低频场合，其中在此类材料中，冷轧硅钢片是工艺成熟、产量最大、应用领域最广的软磁材料。
铁氧体软磁材料电阻率高、高频损耗低，主要应用于高频或超高频场合，但铁氧体是亚铁磁性物质，饱和磁化强度相对较低，应用时体积较大。
软磁复合材料采用粉末冶金技术制造，由表面绝缘的金属粉末颗粒（如纯铁粉）组成，可以一步压制成具有复杂形状的部件，并具有良好的三维各向同性磁性能，以及中高频率下较低的涡流损耗，能在一些具有复杂形状和磁路的电机和较高频率下工作的电机中用作铁芯材料，取得广泛应用的同时能给电源电机设计带来革命性的变化。随着电子器件小型化和高频化的发展，微电机、小功率电机和抗电磁干扰元件等被广泛应用于汽车、机器人、办公和家庭自动化设备中，具有独特性能的软磁复合材料在这些领域的应用将产生巨大的经济效益。
现有的软磁复合材料铁芯的制备流程复杂，从而需要耗费大量的资源，并且废水气等排放量较多，产品铁损较高，质量较低。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种软磁复合材料铁芯的制备方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种软磁复合材料铁芯的制备方法，步骤如下：
1）制取胚材：将软磁复合材料粉末采用粉末冶金的方法制取胚材；
2）制超薄材料：将步骤1）得到的胚材通过冷轧工艺制得超薄材料；
3）将步骤2）获得的超薄材料，先进行热处理，然后涂敷绝缘涂层，最终得到所需软磁复合材料铁芯。
在一种可选方案中：步骤1）中所述软磁复合材料粉末的制备方法为：以99.999%超高纯度纯铁为主要原料，添加适当的合金成分，经电渣炉熔化、精炼，再由真空炉脱气、精炼，实现液态合金成分的精准控制，通过真空气雾法对此合金进行粉体材料制备，完成粉体材料包覆后获得所需软磁复合材料粉末。
在一种可选方案中：步骤1）中所述粉末冶金方法具体为：通过在160-180℃的高温搅拌过程中混合60-80wt％的乙烯双硬脂酰胺和20-40wt％的芥酸酰胺制备液体润滑剂；通过冷却所述液体润滑剂以形成固体并磨碎所述固体制备粉状固体润滑剂；通过将所述粉状固体润滑剂混与软磁复合材料粉末按照质量比为（1-2）：25进行混合制备粉末冶金组合物；以及通过模压成型所述粉末冶金组合物制取胚材。
在一种可选方案中：步骤2）中所述冷轧工艺采取了调整过热度和轻压下技术。
在一种可选方案中：步骤3）中所述热处理包括将超薄材料进行退火处理。
在一种可选方案中：步骤3）中所述热处理还包括退火处理后将超薄材料经过850℃保温5min。
在一种可选方案中：步骤3）中所述绝缘涂层的厚度不超过5µm。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
本申请工艺简单，节能减排，实现绿色制造，通过调整过热度和轻压下技术，可以调控极薄带的组织和织构，提高产品的磁感应强度，降低了铁损；采用退火处理通过再结晶消除冷轧产生的内应力，然后进行850℃保温5min，提高了产品的饱和磁化强度，通过涂敷绝缘涂层，使得产品具有良好的绝缘性、附着性、耐蚀性，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
以下实施例会对本发明进行详述，本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
实施例1
本发明实施例中，一种软磁复合材料铁芯的制备方法，步骤如下：
1）制取胚材：将软磁复合材料粉末采用粉末冶金的方法制取胚材；
2）制超薄材料：将步骤1）得到的胚材通过冷轧工艺制得超薄材料；
3）将步骤2）获得的超薄材料，先进行热处理，然后涂敷绝缘涂层，最终得到所需软磁复合材料铁芯。
其中，步骤1）中所述软磁复合材料粉末的制备方法为：以99.999%超高纯度纯铁为主要原料，添加适当的合金成分，经电渣炉熔化、精炼，再由真空炉脱气、精炼，实现液态合金成分的精准控制，通过真空气雾法对此合金进行粉体材料制备，完成粉体材料包覆后获得所需软磁复合材料粉末。
步骤1）中所述粉末冶金方法具体为：通过在160℃的高温搅拌过程中混合60wt％的乙烯双硬脂酰胺和40wt％的芥酸酰胺制备液体润滑剂；通过冷却所述液体润滑剂以形成固体并磨碎所述固体制备粉状固体润滑剂；通过将所述粉状固体润滑剂混与软磁复合材料粉末按照质量比为1：25进行混合制备粉末冶金组合物；以及通过模压成型所述粉末冶金组合物制取胚材。
步骤2）中所述冷轧工艺采取了调整过热度和轻压下技术。
步骤3）中所述热处理包括将超薄材料进行退火处理。
步骤3）中所述热处理还包括退火处理后将超薄材料经过850℃保温5min。
步骤3）中所述绝缘涂层的厚度不超过5µm。
实施例2
本发明实施例中，一种软磁复合材料铁芯的制备方法，步骤如下：步骤如下：
1）制取胚材：将软磁复合材料粉末采用粉末冶金的方法制取胚材；
2）制超薄材料：将步骤1）得到的胚材通过冷轧工艺制得超薄材料；
3）将步骤2）获得的超薄材料，先进行热处理，然后涂敷绝缘涂层，最终得到所需软磁复合材料铁芯。
步骤1）中所述软磁复合材料粉末的制备方法为：以99.999%超高纯度纯铁为主要原料，添加适当的合金成分，经电渣炉熔化、精炼，再由真空炉脱气、精炼，实现液态合金成分的精准控制，通过真空气雾法对此合金进行粉体材料制备，完成粉体材料包覆后获得所需软磁复合材料粉末。
步骤1）中所述粉末冶金方法具体为：通过在165℃的高温搅拌过程中混合65wt％的乙烯双硬脂酰胺和35wt％的芥酸酰胺制备液体润滑剂；通过冷却所述液体润滑剂以形成固体并磨碎所述固体制备粉状固体润滑剂；通过将所述粉状固体润滑剂混与软磁复合材料粉末按照质量比为1：25进行混合制备粉末冶金组合物；以及通过模压成型所述粉末冶金组合物制取胚材。
步骤2）中所述冷轧工艺采取了调整过热度和轻压下技术。
步骤3）中所述热处理包括将超薄材料进行退火处理。
步骤3）中所述热处理还包括退火处理后将超薄材料经过850℃保温5min。
步骤3）中所述绝缘涂层的厚度不超过5µm。
实施例3
本发明实施例中，一种软磁复合材料铁芯的制备方法，步骤如下：步骤如下：
1）制取胚材：将软磁复合材料粉末采用粉末冶金的方法制取胚材；
2）制超薄材料：将步骤1）得到的胚材通过冷轧工艺制得超薄材料；
3）将步骤2）获得的超薄材料，先进行热处理，然后涂敷绝缘涂层，最终得到所需软磁复合材料铁芯。
步骤1）中所述软磁复合材料粉末的制备方法为：以99.999%超高纯度纯铁为主要原料，添加适当的合金成分，经电渣炉熔化、精炼，再由真空炉脱气、精炼，实现液态合金成分的精准控制，通过真空气雾法对此合金进行粉体材料制备，完成粉体材料包覆后获得所需软磁复合材料粉末。
步骤1）中所述粉末冶金方法具体为：通过在170℃的高温搅拌过程中混合70wt％的乙烯双硬脂酰胺和30wt％的芥酸酰胺制备液体润滑剂；通过冷却所述液体润滑剂以形成固体并磨碎所述固体制备粉状固体润滑剂；通过将所述粉状固体润滑剂混与软磁复合材料粉末按照质量比为1.5：25进行混合制备粉末冶金组合物；以及通过模压成型所述粉末冶金组合物制取胚材。
步骤2）中所述冷轧工艺采取了调整过热度和轻压下技术。
步骤3）中所述热处理包括将超薄材料进行退火处理。
步骤3）中所述热处理还包括退火处理后将超薄材料经过850℃保温5min。
步骤3）中所述绝缘涂层的厚度不超过5µm。
实施例4
本发明实施例中，一种软磁复合材料铁芯的制备方法，步骤如下：步骤如下：
1）制取胚材：将软磁复合材料粉末采用粉末冶金的方法制取胚材；
2）制超薄材料：将步骤1）得到的胚材通过冷轧工艺制得超薄材料；
3）将步骤2）获得的超薄材料，先进行热处理，然后涂敷绝缘涂层，最终得到所需软磁复合材料铁芯。
步骤1）中所述软磁复合材料粉末的制备方法为：以99.999%超高纯度纯铁为主要原料，添加适当的合金成分，经电渣炉熔化、精炼，再由真空炉脱气、精炼，实现液态合金成分的精准控制，通过真空气雾法对此合金进行粉体材料制备，完成粉体材料包覆后获得所需软磁复合材料粉末。
步骤1）中所述粉末冶金方法具体为：通过在175℃的高温搅拌过程中混合75wt％的乙烯双硬脂酰胺和35wt％的芥酸酰胺制备液体润滑剂；通过冷却所述液体润滑剂以形成固体并磨碎所述固体制备粉状固体润滑剂；通过将所述粉状固体润滑剂混与软磁复合材料粉末按照质量比为2：25进行混合制备粉末冶金组合物；以及通过模压成型所述粉末冶金组合物制取胚材。
步骤2）中所述冷轧工艺采取了调整过热度和轻压下技术。
步骤3）中所述热处理包括将超薄材料进行退火处理。
步骤3）中所述热处理还包括退火处理后将超薄材料经过850℃保温5min。
步骤3）中所述绝缘涂层的厚度不超过5µm。
实施例5
本发明实施例中，一种软磁复合材料铁芯的制备方法，步骤如下：步骤如下：
1）制取胚材：将软磁复合材料粉末采用粉末冶金的方法制取胚材；
2）制超薄材料：将步骤1）得到的胚材通过冷轧工艺制得超薄材料；
3）将步骤2）获得的超薄材料，先进行热处理，然后涂敷绝缘涂层，最终得到所需软磁复合材料铁芯。
步骤1）中所述软磁复合材料粉末的制备方法为：以99.999%超高纯度纯铁为主要原料，添加适当的合金成分，经电渣炉熔化、精炼，再由真空炉脱气、精炼，实现液态合金成分的精准控制，通过真空气雾法对此合金进行粉体材料制备，完成粉体材料包覆后获得所需软磁复合材料粉末。
步骤1）中所述粉末冶金方法具体为：通过在180℃的高温搅拌过程中混合80wt％的乙烯双硬脂酰胺和20wt％的芥酸酰胺制备液体润滑剂；通过冷却所述液体润滑剂以形成固体并磨碎所述固体制备粉状固体润滑剂；通过将所述粉状固体润滑剂混与软磁复合材料粉末按照质量比为2：25进行混合制备粉末冶金组合物；以及通过模压成型所述粉末冶金组合物制取胚材。
步骤2）中所述冷轧工艺采取了调整过热度和轻压下技术。
步骤3）中所述热处理包括将超薄材料进行退火处理。
步骤3）中所述热处理还包括退火处理后将超薄材料经过850℃保温5min。
步骤3）中所述绝缘涂层的厚度不超过5µm。
本申请工艺简单，节能减排，实现绿色制造，通过调整过热度和轻压下技术，可以调控极薄带的组织和织构，提高产品的磁感应强度，降低了铁损；采用退火处理通过再结晶消除冷轧产生的内应力，然后进行850℃保温5min，提高了产品的饱和磁化强度，通过涂敷绝缘涂层，使得产品具有良好的绝缘性、附着性、耐蚀性，具有广阔的市场前景。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。