一种高防腐的铁硅铬合金软磁材料其制备方法与流程

本发明涉及磁性材料的技术领域，尤其是涉及一种高防腐的铁硅铬合金软磁材料其制备方法。

背景技术：

目前，绕线电感所使用的铁硅铬合金磁芯，因材料本身防腐性能差，容易被电镀液腐蚀而生锈；而且，由于材料绝缘阻抗低在电镀时易爬镀，因此无法通过上银-水镀方式进行金属化，只能通过昂贵且产品规格局限性大的pvd真空镀方式进行金属化。

在现有的对铁硅铬合金磁芯进行包覆的材料中，大多采用溶液反应对磁性材料进行包覆。比如，公开号为cn104028750a的中国发明专利，公开了一种金属软磁复合材料的高结合强度绝缘包覆处理方法；包括如下步骤：1)将金属磁粉过筛进行粒度配比；2)利用溶胶凝胶法对配好的金属磁粉进行绝缘包覆后干燥；3)将干燥后的磁粉与粘结剂混合均匀，加入脱模剂干压成型，将其压制成磁环；4)将磁环于保护气氛中保温，空冷，喷涂，得到目标产物。其采用溶胶凝胶法对金属软磁复合材料包覆具有高结合强度的绝缘层，处理方式较为复杂。

因此，如何更好地对铁硅铬合金粉上进行处理，避免生锈和绝缘性能差，是本领域的技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种高防腐的铁硅铬合金软磁材料，通过在铁硅铬合金粉的表面镀氮化铝膜，形成镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉，并与粘合剂溶液混合，制备得到的磁芯材料不腐蚀生锈，绝缘性能好。本发明还提供了一种高防腐的铁硅铬合金软磁材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种高防腐的铁硅铬合金软磁材料，按重量份数，包括：

镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉100-120份；

粘合剂溶液0.5-8份；

所述镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉由以下方法制备得到：

以金属铝为靶材，以氩气为溅射气体，以氮气为反应气体，通过调整溅射功率和氮气流量，在铁硅铬合金粉末表面沉积形成氮化铝薄膜。

本发明通过磁控溅射的方式在铁硅铬合金粉表面镀上一层纳米氮化铝膜，氮化铝是一种具有纤锌矿结构的ⅲ-v族宽带隙半导体(eg＝6.2ev)，具有很多优异的特性，在铁硅铬合金粉表面镀上的纳米级氮化铝镀膜，对材料的磁导率影响小，不降低磁芯的特性。

作为本发明技术方案的进一步描述，在所述铁硅铬合金粉，氮化铝膜的厚度为200-900nm。

作为本发明技术方案的进一步描述，在所述铁硅铬合金粉，氮化铝膜的厚度为400-600nm。

作为本发明技术方案的进一步描述，所述粘合剂溶液为环氧树脂、pvb、酚醛树脂、糠醇树脂中的一种或多种溶于丙酮制备而成。

作为本发明技术方案的进一步描述，在所述粘合剂溶液中，所述环氧树脂、pvb、酚醛树脂、糠醇树脂的加入量为所述镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉重量的0.5-3％。

作为本发明技术方案的进一步描述，在所述粘合剂溶液中，所述环氧树脂、pvb、酚醛树脂、糠醇树脂的加入量为所述镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉重量的0.8-2.4％。

本发明还提供了上述铁硅铬合金软磁材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉：以金属铝为靶材，以氩气为溅射气体，以氮气为反应气体，通过调整溅射功率和氮气流量，在铁硅铬合金粉末表面沉积一层氮化铝膜，得到镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉；

(2)制备粘合剂溶液：按重量百分数，取环氧树脂、pvb、酚醛树脂、糠醇树脂中的一种或多种溶于丙酮，得到粘合剂溶液；

(3)造粒：按重量份数，取镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉和粘合剂溶液，混合搅拌造粒，得到造粒粉；

(4)冲压成型：将造粒粉用冲压成型机压制形成生坯，并加工成需要的形状；

(5)烧结：在隧道炉中进行烧结，高温段控制在700～950℃，保温时间2～4小时，随炉冷却；

(6)上银：采用移印方式上银，然后600～700℃烧银；

(7)水镀：水镀ni、sn，完成磁芯制作。

作为上述制备方法的进一步描述，其在所述冲压成型中，压制密度在6.1～6.8g/cm3。

作为上述制备方法的进一步描述，所述氩气的纯度大于99.999％，所述氮气的纯度大于99.999％。

铁硅铬合金粉处理前磁导率67；在采用上述制备方法制备得到的硅铬合金软磁材料，磁导率为62-65，绝缘阻抗1-3gω，耐压性为150-250v，水锈不爬镀，不腐蚀生锈。

基于上述的技术方案，本发明取得的技术效果为：

(1)本发明提供的铁硅铬合金软磁材料，通过在铁硅铬合金粉的表面镀氮化铝膜，形成镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉，并与粘合剂溶液混合，制备得到的磁芯材料不腐蚀生锈，绝缘性能好。

(2)本发明提供的铁硅铬合金软磁材料的制备方法，制备得到的硅铬合金软磁材料，具有优良的磁导性和绝缘阻抗，水锈不爬镀，不腐蚀生锈。

附图说明

图1为采用本发明的制备方法处理后的铁硅铬合金粉与未进行处理的铁硅铬合金粉的形态对比图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合附图具体的实施例对本发明进行更全面的描述。本发明给出了的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1

一种高防腐的铁硅铬合金软磁材料，按重量份数，包括镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉100份；粘合剂溶液3份；

其中，在所述铁硅铬合金粉，氮化铝膜的厚度为500nm；

粘合剂溶液为环氧树脂、pvb、酚醛树脂和糠醇树脂共同溶于丙酮制备而成；

环氧树脂、pvb、酚醛树脂和糠醇树脂的加入量为镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉的2％；

上述铁硅铬合金软磁材料，按以下步骤进行制备：

(1)制备镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉：以金属铝为靶材，以纯度大于99.999％的氩气(ar)为溅射气体，以纯度大于99.999％的氮气(n2)为反应气体，通过调整溅射功率和氮气流量，在铁硅铬合金粉末表面沉积一层氮化铝膜，得到镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉；图1给出了处理后的铁硅铬合金粉与未进行处理的铁硅铬合金粉的形态对比图，如图1所示处理后的铁硅铬合金粉，由于镀有纳米级的氮化铝，其表面光泽度较高。

(2)制备粘合剂溶液：按重量百分数，取环氧树脂、pvb、酚醛树脂、糠醇树脂溶于丙酮，得到粘合剂溶液；

(3)造粒：按重量份数，取镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉和粘合剂溶液，混合搅拌造粒，得到造粒粉；

(4)冲压成型：将造粒粉用冲压成型机压制形成生坯，并加工成需要的形状，压制密度在6.1～6.8g/cm³，

(5)烧结：在隧道炉中进行烧结，高温段控制在700～950℃，保温时间3小时，随炉冷却；

(6)上银：采用移印方式上银，然后600～700℃烧银；

(7)水镀：水镀ni、sn，完成磁芯制作。

实施例2

一种高防腐的铁硅铬合金软磁材料，按重量份数，包括镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉110份；粘合剂溶液5份；

其中，在所述铁硅铬合金粉，氮化铝膜的厚度为600nm；

粘合剂溶液为环氧树脂和糠醇树脂共同溶于丙酮制备而成；

环氧树脂和糠醇树脂的加入量为镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉的3％；

上述铁硅铬合金软磁材料，按以下步骤进行制备：

(1)制备镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉：以金属铝为靶材，以纯度大于99.999％的氩气(ar)为溅射气体，以纯度大于99.999％的氮气(n2)为反应气体，通过调整溅射功率和氮气流量，在铁硅铬合金粉末表面沉积一层氮化铝膜，得到镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉；

(2)制备粘合剂溶液：按重量百分数，取环氧树脂和糠醇树脂溶于丙酮，得到粘合剂溶液；

(3)造粒：按重量份数，取镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉和粘合剂溶液，混合搅拌造粒，得到造粒粉；

(4)冲压成型：将造粒粉用冲压成型机压制形成生坯，并加工成需要的形状，压制密度在6.2～6.5g/cm³，

(5)烧结：在隧道炉中进行烧结，高温段控制在700～950℃，保温时间4小时，随炉冷却；

(6)上银：采用移印方式上银，然后600～700℃烧银；

(7)水镀：水镀ni、sn，完成磁芯制作。

实施例3

一种高防腐的铁硅铬合金软磁材料，按重量份数，包括镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉100份；粘合剂溶液1份；

其中，在所述铁硅铬合金粉，氮化铝膜的厚度为400nm；

粘合剂溶液为酚醛树脂和糠醇树脂共同溶于丙酮制备而成；

酚醛树脂和糠醇树脂的加入量为镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉的0.8％；

上述铁硅铬合金软磁材料，按以下步骤进行制备：

(1)制备镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉：以金属铝为靶材，以纯度大于99.999％的氩气(ar)为溅射气体，以纯度大于99.999％的氮气(n2)为反应气体，通过调整溅射功率和氮气流量，在铁硅铬合金粉末表面沉积一层氮化铝膜，得到镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉；

(2)制备粘合剂溶液：按重量百分数，取酚醛树脂和糠醇树脂溶于丙酮，得到粘合剂溶液；

(3)造粒：按重量份数，取镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉和粘合剂溶液，混合搅拌造粒，得到造粒粉；

(4)冲压成型：将造粒粉用冲压成型机压制形成生坯，并加工成需要的形状，压制密度在6.2～6.5g/cm³，

(5)烧结：在隧道炉中进行烧结，高温段控制在800～950℃，保温时间2小时，随炉冷却；

(6)上银：采用移印方式上银，然后600～700℃烧银；

(7)水镀：水镀ni、sn，完成磁芯制作。

实施例4

一种高防腐的铁硅铬合金软磁材料，按重量份数，包括镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉120份；粘合剂溶液5份；

其中，在所述铁硅铬合金粉，氮化铝膜的厚度为600nm；

粘合剂溶液为环氧树脂溶于丙酮制备而成；

环氧树脂的加入量为镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉的3％；

上述铁硅铬合金软磁材料，按以下步骤进行制备：

(1)制备镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉：以金属铝为靶材，以纯度大于99.999％的氩气(ar)为溅射气体，以纯度大于99.999％的氮气(n2)为反应气体，通过调整溅射功率和氮气流量，在铁硅铬合金粉末表面沉积一层氮化铝膜，得到镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉；

(2)制备粘合剂溶液：按重量百分数，取环氧树脂溶于丙酮，得到粘合剂溶液；

(3)造粒：按重量份数，取镀氮化铝膜的铁硅铬合金粉和粘合剂溶液，混合搅拌造粒，得到造粒粉；

(4)冲压成型：将造粒粉用冲压成型机压制形成生坯，并加工成需要的形状，压制密度在6.1～6.8g/cm³，

(5)烧结：在隧道炉中进行烧结，高温段控制在800～950℃，保温时间3小时，随炉冷却；

(6)上银：采用移印方式上银，然后600～700℃烧银；

(7)水镀：水镀ni、sn，完成磁芯制作。

实施例5

将实施例1-实施例4的铁硅铬合金软磁材料，进行磁导率、绝缘阻抗、耐电和盐雾测试，测试结果见表1。

表1实施例1-实施例4的铁硅铬合金软磁材料的性能测试结果

由表1可以看出，实施例1-实施例4的铁硅铬合金软磁材料具有优良的磁导性和绝缘阻抗，水锈不爬镀，不腐蚀生锈。

以上内容仅仅为本发明所作的举例和说明，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。