专利名称：添加少量磷的Fe-6.5%Si合金磁粉芯的制造方法
技术领域：
本发明涉及磁性物体的制作方法，尤其涉及一种添加少量磷的Fe-6. 5% Si合金 磁粉芯的制造方法。这种磁粉芯主要适用于制造电器、电机、仪表中磁极、开关电源、线性噪 声滤波器、> 50KVAUPS扼流圈电感器等。
背景技术：
随着全球经济的发展，对能源需求不断扩大，节约能源的课题一直受到重大关注， 促使电子行业快速发展，对电子材料提出高频化，小型化，低功率损耗的要求，近年来对电 磁转换的磁性材料要求高磁感应强度，中高频下低的功率损耗和耐大电流的要求，这样使 得性能相近的铁硅合金得到改进和发展。实践证明，Fe-6. 5% Si合金磁粉芯的饱和磁感应强度可达18000高斯，电阻率为 82微欧姆 厘米，而且磁致伸缩系数λ s值接近零，各向异性常数K很小。但是这种合金较 脆，不能像硅钢片那样采用轧制的方法进行铁芯的生产。然而，根据Fe-6. 5% Si合金的脆 性，可以将其制成粉末，进行模压成型，制造磁粉芯。已在大量使用的铁粉芯，虽然价格低廉，但磁导率低(一般为ye 75)，铁芯损耗 较大；而含镍的坡莫合金，磁性能较好，但价格昂贵，广泛使用成本太高；至于铁硅铝磁粉 芯，虽然性能、价格适中，但磁饱和密度Bs值略微偏低，仅为10500高斯。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种添加少量磷的Fe-6. 5% Si合金 磁粉芯的制造方法。可制作磁导率为60、75、90的合金磁粉芯，使其具有较低的铁芯损耗， 较高的磁饱和密度，较好的交直流叠加性能。添加少量磷的Fe-6. 5% Si合金磁粉芯的制造方法包括如下步骤1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入中频感应电炉中进行冶炼，并采用保护渣覆 盖在钢液表面，熔炼成含有少量磷的铁硅合金铸锭，使其合金铸锭组成的质量百分比含量 为:Si6. 2 6. 8%,P0. 1 0. 4%,C ^ 0. 02%、其余为 Fe ；2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进 行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为-100 +200目占50 60%，-200 +300 目占 15 20%、-300 目占 25 30% ；3)粉末表面处理用其质量的0. 5%磷酸溶于8. 0%的酒精的溶液投入到合金粉末 中，搅拌均勻使其干燥，再加入8. 0%的-300目的高岭土，8. 0%的润滑剂，6. 0%的脱模剂 搅拌均勻得到合金磁粉芯压制用粉料；4)将合金磁粉芯压制用粉料放入干粉成型自动液压机进行压制，压制压强为 20 25T/cm2 ；5)压制成型后用130 500°C进行热处理。所述的脱模剂为硬脂酸锌或硬脂酸钡。所述的润滑剂为硫化钼。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果1)添加少量磷的Fe-6. 5% Si合金可以进一步提高Fe_6. 5% Si磁粉芯制品的电 阻系数，降低涡流损耗，改善交直流叠加性能，使得制成的磁粉芯具有较低的铁芯损耗；2)用非真空感应电炉冶炼合金时，采用保护渣覆盖钢液表面进行冶炼的方法，使 得合金的含氧量较低，能确保产品质量，科学简化生产工艺，明显降低生产成本。
具体实施例方式实施例1 1)选用公称150公斤的中频感应电炉，将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入到中频 感应电炉中进行冶炼，并用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含有少量磷的铁硅合金铸锭，使 其合金铸锭组成的质量百分比含量为Si 6. 20%,P 0. 10%,C 0.015%、其余为Fe ；2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进 行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为-100 +200目占50%，-200 +300 目占20%、-300目占30%。3)取用上述的合金粉末1000克，用5克磷酸溶于80克酒精的溶液投入到这1000 克的合金粉末中，搅拌均勻使其干燥，再加入80克-300目的高岭土、80克硫化钼、60克硬 脂酸锌搅拌均勻得到合金磁粉芯压制用粉料；4)将合金磁粉芯压制用粉料放入干粉成型自动液压机进行压制，压制压强为 20T/cm2，压制形状为环形，压制尺寸外径Φ 26. 90mm,内径Φ 14. 70mm，高度11. 20mm。绕制 电感线圈用漆包线，直径Φ0. 29mm，10匝；5)压制成型后用130°C保温120分钟处理。其磁性能参数见表1。表 1 磁导率μθ为60(磁导率μ e60对应电感量参考值7. 2 μ H士8% )实施例2 1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入公称150公斤的中频感应电炉中进行冶炼，并采用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含少量磷的铁硅合金铸锭，使其合金铸锭组成的质 量百分比含量为:Si 6. 62%,P 0. 31%, C 0. 013%、其余为Fe。2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进 行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为-100 +200目占55%，-200 +300 目占20%、-300目占25% ；3)抽取上述合金粉末1000克，用5克磷酸溶于80克酒精的溶液投入1000克的合 金粉末中，搅拌均勻挥发干燥，再加入80克-300目的高岭土，80克硫化钼，60克硬脂酸锌 搅拌均勻得到合金磁粉芯压制用粉料；4)将合金磁粉芯压制用粉料用于粉成型自动液压机进行压制，压制压强为22T/ cm2，压制形状为环形，压制尺寸外径Φ 26. 90mm,内径Φ 14. 70mm，高度11. 20mm。绕制电感 线圈用漆包线Φ0. 29mm, 10匝。；5)压制成型后用150°C保温180分钟处理。其磁性能参数见表2。表 2 磁导率μ e为60实施例3 1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入公称150公斤的中频感应电炉中进行冶炼， 并采用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含少量磷的铁硅合金铸锭，使其合金铸锭组成的质 量百分比含量为:Si 6. 70%,P 0. 37%, C 0. 011%、其余为Fe ；2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进 行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为-100 +200目占55%，-200 +300 目占15%、-300目占30% ；3)抽取上述合金粉末1000克，用5克磷酸溶于80克酒精的溶液投入到这1000克 的合金粉末里，搅拌均勻使其干燥，再加入80克-300目的高岭土、80克硫化钼、60克硬脂 酸钡，搅拌均勻得到合金磁粉芯压制用粉料；
4)将合金磁粉芯压制用粉料用干粉成型自动液压机进行压制，压制压强为21T/ cm2，压制形状为环形，压制尺寸外径Φ 26. 90mm,内径Φ 14. 70mm，高度11. 20mm。绕制电感 线圈用漆包线Φ0. 29mm, 10匝。；5)压制成型后用140°C保温150分钟处理。其磁性能参数见表3。表3 磁导率μ e为60实施例4 1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入公称150公斤的中频感应电炉中进行冶炼， 并采用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含少量磷的铁硅合金铸锭，使其合金铸锭组成的质 量百分比含量为Si 6. 48%,P 0. 24%, C 0.012%、其余为Fe ；2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进 行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为-100 +200目占60%，-200 +300 目占15%、-300目占25% ；3)抽取上述合金粉末1000克，用5克磷酸溶于80克酒精的溶液投入到这1000克 的合金粉末里，搅拌均勻使其干燥，再加入80克-300目的高岭土、80克硫化钼、60克硬脂 酸钡，搅拌均勻得到合金磁粉芯压制用粉料；4)将合金磁粉芯压制用粉料用于粉成型自动液压机进行压制，压制压强为23T/ cm2，压制形状为环形，压制尺寸外径Φ 26. 90mm,内径Φ 14. 70mm，高度11. 20mm。绕制电感 线圈用漆包线Φ0. 29mm, 10匝。；5)压制成型后用400°C保温40分钟处理。其磁性能参数见表4。表 4 磁导率μ e为75实施例5 1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入公称150公斤的中频感应电炉中进行冶炼， 并采用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含少量磷的铁硅合金铸锭，使其合金铸锭组成的质 量百分比含量为Si 6. 80%,P 0. 40%, C 0.011%、其余为Fe。2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进 行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为-100 +200目占60%，-200 +300 目占15%、-300目占25% ；3)抽取上述合金粉末1000克，用5克磷酸溶于80克酒精的溶液投入1000克的合 金粉末中，搅拌均勻挥发干燥，再加入80克-300目的高岭土，80克硫化钼，60克硬脂酸锌 搅拌均勻得到合金磁粉芯压制用粉料；4)将合金磁粉芯压制用粉料用干粉成型自动液压机进行压制，压制压强为25T/ cm2，压制形状为环形，压制尺寸外径Φ 26. 90mm,内径Φ 14. 70mm，高度11. 20mm。绕制电感 线圈用漆包线Φ0. 29mm, 10匝。；5)压制成型后用500°C保温40分钟处理。其磁性能参数见表5。表 5 磁导率μθ为90。
权利要求
一种添加少量磷的Fe-6.5％Si合金磁粉芯的制造方法，其特征在于包括如下步骤1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入中频感应电炉中进行冶炼，并采用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含有少量磷的铁硅合金铸锭，使其合金铸锭组成的质量百分比含量为Si 6.2～6.8％、P 0.1～0.4％、C≤0.02％、其余为Fe；2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为-100～+200目占50～60％，-200～+300目占15～20％、-300目占25～30％；3)粉末表面处理用其质量的0.5％磷酸溶于8.0％的酒精的溶液投入到合金粉末中，搅拌均匀使其干燥，再加入8.0％的-300目的高岭土，8.0％的润滑剂，6.0％的脱模剂搅拌均匀得到合金磁粉芯压制用粉料；4)将合金磁粉芯压制用粉料放入干粉成型自动液压机进行压制，压制压强为20～25T/cm2；5)压制成型后用130～500℃进行热处理。
2.根据权利要求1所述的一种添加少量磷的Fe-6.5% Si合金磁粉芯的制造方法，其 特征在于所述的脱模剂为硬脂酸锌或硬脂酸钡。
3.根据权利要求1所述的一种添加少量磷的Fe-6.5% Si合金磁粉芯的制造方法，其 特征在于所述的润滑剂为硫化钼。
全文摘要
本发明公开一种添加少量磷的Fe-6.5％Si合金磁粉芯的制造方法。包括如下步骤1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入中频感应电炉中进行冶炼，并采用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含少量磷的铁硅合金铸锭，其组成的质量百分比含量为Si 6.2～6.8％、P 0.1～0.4％、C≤0.02％、其余为Fe；2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末；3)对上述合金粉末进行表面处理，用其质量的0.5％磷酸溶于8.0％酒精的溶液投入到合金粉末中，搅拌均匀使其干燥，再加入8.0％的-300目的高岭土、8.0％的润滑剂、6.0％的脱模剂，搅拌均匀得到合金磁粉芯压制用粉料；4)将合金磁粉芯压制用粉料进行压制；5)热处理。本发明添加少量磷的Fe-6.5％Si合金磁粉芯，能稳定提高电阻系数，降低涡流损耗，磁粉芯具有低的铁芯损耗。
文档编号H01F41/02GK101886216SQ201010209010
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者刘志文, 王 锋, 蔡炳初 申请人:湖州微控电子有限公司