一种含有Nb₂O₅的铁磁芯的制造方法

专利名称：一种含有Nb₂O₅的铁磁芯的制造方法
技术领域：
本发明属于粉末冶金技术，具体涉及一种含有Nb2O5的铁磁芯的制造方法。
背景技术：
铁粉磁芯的饱和磁感应强度一般约为9000-11000高斯，在100-2000赫兹的交变电场中铁损很大。铁硅铝磁芯饱和磁感应强度一般约为5000-9000高斯，铁损还较低，但它的材质机械强度过低；铁氧体的饱和磁感应强度约为2700-4200高斯，铁损情况相当良好，但饱和磁感应强度太低，且不宜切削。

发明内容
为了缓解现有技术的不足和缺陷，本发明的目的在于提供一种含有Nb2O5的铁磁芯的制造方法。为了实现上述目的本发明采用如下技术方案
含有Nb2O5的铁磁芯的制造方法，包括以下步骤
(1)原料的配比为按重量份计算，还原铁粉67-75、氧化铁粉9-11、MnO2. 8-3. 2、ZnO2-5、改性钛白粉 2-3、Nb2O5 I. 5-3,SnO2 2. 2-2. 8,CaCO3 0. 8-1. 2,Al2O3 2. 5-3. 5,Fe3O4
I.8-2. 2，所述的改性钛白粉通过以下方法制备
a、将树木灰烬用15-18%的氢氧化钠溶液浸泡2-3小时后；
b、用15-18%盐酸溶液浸泡2-3小时；
C、用去离子水洗涤多次，至树木灰烬为中性，烘干；
d、研磨为0.8-1. Oum粉末，得到改性树木灰烬；
e、在钛白粉中加入相当于其重量3-5%的上述得到的改性树木灰烬、1-2%的纳米二氧化硅，充分混合得到；
(2)预烧将除去改性钛白粉之外的的原料加水与分散剂进行一次球磨1-2小时，然后喷雾干燥，进行预烧，预烧温度为870-900°C，预烧时间为1-2小时；
(3)二次球磨将一次球磨料，加入水与分散剂进行二次球磨1-2小时，喷雾干燥、制成180-220目粒料；
(4)成型将二次球磨料与改性钛白粉混合，15000-18000转/分，高速分散1-1.5小时，然后加入粘结剂压制成还;
(5)烧结将上述成型后的成型坯件放进烧结炉，在0.05-0. 08%氧体积含量的氮气氛中，先以160-180。。/小时速率升温至670-700°C，保温1-2小时；在0. 5-1. 2%氧体积含量的氮气氛中，以120-140°C /小时速率升温至750-800°C时，保温0. 5-1. 5小时；在3_5%氧体积含量的氮气氛中，再以80-110°C /小时速率升温至1350-1400°C，烧结保温时间为3_5小时；烧结后在0. 05-0. 1%氧体积含量的氮气氛中以60-70°C /小时速率降温后即得。本发明的有益效果
本发明的磁芯配方合理，制备方法简单，制得的磁芯饱和磁感应强度较高，损耗较低，耐温较高，同时本发明通过添加改性钛白粉成分，可以作为不同原料之间的桥梁结合作用，使用原料分布更好，密度高、晶界电阻率高、气孔率低、晶粒大而均匀，烧结时不会出现裂纹，组织致密，变形小，合理改进原料配方，烧结过程中变形程度微小；能够线切割、切削、研磨等。
具体实施例方式实施例I :含有Nb2O5的铁磁芯的制造方法，包括以下步骤
(1)原料的配比为按重量份(斤)计算，还原铁粉72、氧化铁粉10、Mn03, ZnO 3. 5、改性钛白粉2. 5、Nb205 2. 3,SnO2 2. 5、CaCO3 UAl2O3 3,Fe3O4 2，所述的改性钛白粉通过以下方法制备
a、将树木灰烬用15%的氢氧化钠溶液浸泡2-3小时后；、
b、用15%盐酸溶液浸泡2-3小时；
C、用去离子水洗涤多次，至树木灰烬为中性，烘干；
d、研磨为0.8-1. Oum粉末，得到改性树木灰烬；
e、在钛白粉中加入相当于其重量4%的上述得到的改性树木灰烬、I.5%的纳米二氧化硅，充分混合得到；
(2)预烧将除去改性钛白粉之外的的原料加水与分散剂进行一次球磨1-2小时，然后喷雾干燥，进行预烧，预烧温度为880°C,预烧时间为1-2小时；
(3)二次球磨将一次球磨料，加入水与分散剂进行二次球磨1-2小时，喷雾干燥、制成200目粒料；
(4)成型将二次球磨料与改性钛白粉混合，16500转/分，高速分散1-1.5小时，然后加入粘结剂压制成坯；
(5)烧结将上述成型后的成型坯件放进烧结炉，在0.05-0. 08%氧体积含量的氮气氛中，先以170°C /小时速率升温至690°C，保温1-2小时；在0. 5-1. 2%氧体积含量的氮气氛中，以130°C /小时速率升温至770°C时，保温0. 5-1. 5小时；在3_5%氧体积含量的氮气氛中，再以95°C/小时速率升温至1380°C，烧结保温时间为3-5小时；烧结后在0. 05-0. 1%氧体积含量的氮气氛中以65°C /小时速率降温后即得。通过上述实施例制得的磁芯的饱和磁感应强度在13800-15500高斯；在400赫兹的情况下与厚度为0. 5毫米的无取向硅钢片相比较，降低铁损89%，低温类型磁芯可达4950C ;高温类型磁芯可达825°C ;在IOKHz时初始磁导率达6600-7800 ;利用本发明的磁芯在200-1100赫兹的交变电场中使用，与铁氧体相比较，体积可缩小至35-38%。
权利要求
1. 一种含有Nb2O5的铁磁芯的制造方法，其特征在于包括以下步骤 (1)原料的配比为按重量份计算，还原铁粉67-75、氧化铁粉9-11、MnO2. 8-3. 2、ZnO2-5、改性钛白粉 2-3、Nb2O5 I. 5-3,SnO2 2. 2-2. 8,CaCO3 0. 8-1. 2,Al2O3 2. 5-3. 5,Fe3O4I.8-2. 2，所述的改性钛白粉通过以下方法制备 a、将树木灰烬用15-18%的氢氧化钠溶液浸泡2-3小时后； b、用15-18%盐酸溶液浸泡2-3小时； C、用去离子水洗涤多次，至树木灰烬为中性，烘干； d、研磨为0.8-1. Oum粉末，得到改性树木灰烬； e、在钛白粉中加入相当于其重量3-5%的上述得到的改性树木灰烬、1-2%的纳米二氧化硅，充分混合得到； (2)预烧将除去改性钛白粉之外的的原料加水与分散剂进行一次球磨1-2小时，然后喷雾干燥，进行预烧，预烧温度为870-900°C，预烧时间为1-2小时； (3)二次球磨将一次球磨料，加入水与分散剂进行二次球磨1-2小时，喷雾干燥、制成180-220目粒料； (4)成型将二次球磨料与改性钛白粉混合，15000-18000转/分，高速分散1-1.5小时，然后加入粘结剂压制成还; (5)烧结将上述成型后的成型坯件放进烧结炉，在0.05-0. 08%氧体积含量的氮气氛中，先以160-180°C /小时速率升温至670-700°C，保温1_2小时；在0. 5-1. 2%氧体积含量的氮气氛中，以120-140°C /小时速率升温至750-800°C时，保温0. 5-1. 5小时；在3_5%氧体积含量的氮气氛中，再以80-110°C /小时速率升温至1350-1400°C，烧结保温时间为3_5小时；烧结后在0. 05-0. 1%氧体积含量的氮气氛中以60-70°C /小时速率降温后即得。
全文摘要
本发明公开了一种含有Nb2O5的铁磁芯的制造方法，包括以下步骤按重量份计算，还原铁粉67-75、氧化铁粉9-11、MnO 2.8-3.2、ZnO2-5、改性钛白粉2-3、Nb2O5 1.5-3、SnO2 2.2-2.8、CaCO3 0.8-1.2、Al2O3 2.5-3.5、Fe3O4 1.8-2.2进行配料，然后依次通过预烧、一次球磨、二次球磨、成型和烧结即得；本发明的磁芯配方合理，制备方法简单，制得的磁芯饱和磁感应强度较高，损耗较低，耐温较高，同时本发明通过添加改性钛白粉成分，可以作为不同原料之间的桥梁结合作用，使用原料分布更好，密度高、晶界电阻率高、气孔率低、晶粒大而均匀，烧结时不会出现裂纹，组织致密，变形小，合理改进原料配方，烧结过程中变形程度微小；能够线切割、切削、研磨等。
文档编号H01F41/02GK102982951SQ20121048143
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者徐杰, 杨从会, 黄国祥, 刘京州, 曾性儒, 张忠仁, 王玉志 申请人:天长市昭田磁电科技有限公司