一种用于磁性器件的芯铁的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种用于电磁铁、电磁阀、继电器、电磁起重机等磁性器件的巧 铁。
【背景技术】
[0002] 现代电力电子技术的不断发展，有源器件的进步，电子产品的体积和重量大大减 少，推动了包括电磁铁、电磁阀、继电器和电磁起重机在内的电子元器件向轻、薄、小的方向 发展。同时，国家节能减排政策的实施化及"低碳经济"的趋势也推动了电磁铁、电磁阀、继 电器和电磁起重机向低能耗环保方向发展。因此，用于电磁铁、电磁阀、继电器、电磁起重机 等器件中的巧铁的生产工艺也面临向高频化、低损耗、轻重量、小体积方向的变革。
[0003] 传统工艺中，用于电磁铁、电磁阀、继电器、电磁起重机等器件中的巧铁材料为软 磁不诱钢、娃钢、电工纯铁等。但是，该些材料作为巧铁材料时其加工工艺、磁性能、能耗等 方面仍然有待进一步提高。
[0004] 例如，目前电磁四通换向阀的先导阀巧铁采用不诱钢软磁制备，但是制备过程复 杂，费时、费力并且高能耗，另外不诱钢的软磁性能差，制得的四通换向阀存在响应速度慢、 励磁电流大、应数多化及能耗高等缺点。公开号为CN103805875A的发明专利公布了一种 不诱钢电磁阀巧铁的制备方法，采用高温感应烙炉炼铸、120(TCW上锻造、车削成型加工、 1000°CW上正火热处理，W及磨加工等过程，工艺复杂，并且高温锻造和高温正火热处理过 程耗能高。
[0005] 非晶合金是采用快速凝固工艺，将烙融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却漉 上，W每秒达百万度的速度迅速冷却，使原子来不及重新排列就被凝固而形成的具有长程 无序微观结构的合金材料。与晶态合金相比，非晶合金在物理性能、化学性能和机械性能 等方面都发生了显著的变化。铁基非晶合金一般具有高饱和磁感应强度、低矫顽力、高磁 导率和低损耗等优点，同时，由于非晶合金制造和使用过程节能，因此被称为"绿色材料"和 二十一世纪"双节能"材料。
[0006] 与软磁不诱钢、娃钢、电工纯铁等相比，铁基非晶合金材料具有W下的优点：
[0007] (1)能耗低：由于非晶金属软磁材料比传统晶体金属软磁材料电阻率高，软磁性 能好，铁基非晶合金材料作为巧铁时的铁损低，是普通娃钢片巧铁的1/3 - 1/5 ;
[000引 （2)磁性能优异；铁基非晶合金的磁导率可达娃钢、软磁不诱钢和电工纯铁的几 十百甚至几百倍；（3)稳定性高；铁基非晶合金的温度稳定性高、时效稳定性高、磁冲击稳 定性高；另外，铁基非晶合金还具有频率适应范围、生产工艺简单、环保、价格低等优点。因 此，由铁基非晶合金制备的巧铁的综合性能较高。
[0009] 目前，由非晶合金材料制备巧铁的方法通常是；采用铁基非晶带材绕制形成筒状， 然后进行退火处理，最后根据器件所需巧铁的实际结构进行加工。
[0010] 但是，该方法制得的非晶合金巧铁主要存在如下问题；（1)脆性大；铁基非晶带材 经退火处理后脆性较大，该方法中，经绕制、退火后的铁基非晶带材进行结构加工，然后直 接作为巧铁应用在器件中，一方面存在在加工过程中由于脆性开裂、断裂等隐患，另一方面 在应用过程中经摩擦、碰撞，存在巧铁掉渣、开裂、断裂等问题；（2)应力敏感、抗腐蚀性差： 利用该方法制得的铁巧中，铁基非晶合金材料直接裸露在表面，在应用过程中与外界环境、 周围结构单元直接接触，从而导致该巧铁的应力敏感性大、抗腐蚀性能差。 【实用新型内容】
[0011] 针对上述技术现状，本实用新型旨在提供一种用于磁性器件的巧铁，该巧铁具有 优良的磁性能与力学性能，同时具有良好的耐腐蚀性能与抗冲击性能。
[0012] 为了实现上述技术目的，本实用新型所采用的技术方案为：
[0013] 一种用于磁性器件的巧铁，包括轴W及套接在轴上的非晶合金体，所述的非晶合 金体是铁基非晶合金带材绕行在轴上并经退火处理而形成的，其特征是；还包括封装层，所 述封装层设置在非晶合金体外围，用于封装所述铁基非晶合金体，使其与外界环境隔离。
[0014] 作为优选，所述封装层为环氧树脂、聚缩醒树脂、聚苯離等中的一种或两种W上材 料。
[0015] 作为优选，所述封装层为两层结构，由设置在非晶合金体外围的第一封装层与设 置在第一封装层外围的第二封装层组成。作为进一步优选，所述第一封装层为环氧树脂层， 第二封装层为聚缩醒树脂层。
[0016] 所述轴材料不限，包括不诱钢、娃钢、纯铁、环氧树脂、聚缩醒树脂等；作为优选，所 述轴材料为环氧树脂、聚缩醒树脂、聚苯離等中的一种或两种W上材料。
[0017] 所述封装层用于装封所述非晶合金体，使其与外界环境隔离，作为优选，所述封装 层还设置在轴侧面，同时用于封装轴，使其与外界环境隔离。
[001引所述的磁性器件不限，包括电磁铁、电磁阀、继电器、电磁起重机等器件。
[0019] 所述轴的直径不限，可根据所需巧铁内孔的直径进行调整。
[0020] 本实用新型还提出一种制备上述用于磁性器件的巧铁的方法，包括如下步骤：
[0021] (1)将铁基非晶带材绕行在轴上，得到非晶合金体；
[002引 似将步骤（1)得到的非晶合金体进行退火热处理；
[0023] (3)用封装材料对步骤（2)处理后的非晶合金体进行封装，使之与外界隔离。
[0024] 所述的步骤（2)中，作为优选，退火热处理在氣气或氮气热处理炉子中进行。
[0025] 所述的步骤（2)中，退火热处理过程为；：首先升温至一定温度，然后冷却。作为 优选，退火热处理的过程为；首先W-定的升温速率升温至320~420°C，保温一定时间，然 后随炉冷却至室温或降温至200°C后空冷。作为进一步优选，所述的升温速率为3~10°C/ S，所述的保温时间为0. 5~化。
[0026] 所述的步骤（3)中，封装方法不限，包括将液状的封装材料涂覆、喷涂或浸漆在步 骤似制得的非晶合金体表面，然后固化。
[0027] 在实际应用中，器件所需巧铁的结构往往较复杂，目前一般采用将铁基非晶带材 绕制形成筒状非晶合金，然后再进行结构加工，使之结构与所需巧铁结构相同。但是，在实 际操作中，该结构加工的难度较大，得到的非晶合金的结构精度往往较低。为了降低该结构 加工难度，提高结构精度，本实用新型人优化了上述步骤（1)，该优化的步骤（1)包括如下 步骤（1-1)与步骤（1-2):
[002引 （1-1)设Y轴方向沿待制备巧铁中的非晶合金体的厚度方向，将该待制备巧铁中 的非晶合金体沿Y轴分割为若干非晶合金单元，每个单元中，沿X轴方向的宽度相同；
[0029] 将铁基非晶合金带材剪裁为若干铁基非晶合金子带材；每个子带材中，沿长度方 向该铁基非晶合金子带材的宽度相同；使其中一个铁基非晶合金子带材的宽度与待制备巧 铁中某一非晶合金单元沿X轴方向的宽度相对应；
[0030] a-リ沿x轴方向放置轴，根据各非晶合金单元沿X轴方向的宽度选择相对应的铁 基非晶合金子带材，沿Y轴依次将各铁基非晶合金子带材进行层叠绕行，绕行厚度与相对 应的非晶合金单元的厚度一致，，即得到与待制备巧铁中的非晶合金体实际形状相同的非 晶合金体。
[0031] 综上所述，本实用新型采用铁基非晶合金材料形成磁性器件中的巧铁，利用铁基 非晶合金材料磁性能优异、能耗低、稳定性高的优点提高了巧铁的磁性能，降低了能耗，并 且提高了巧铁的稳定性；并且，本实用新型在巧铁外围设置封装层，将非晶合金体封装在其 中，不仅有效避免了非晶合金体直接裸露在巧铁表面，经摩擦、碰撞而掉渣、开裂、断裂等问 题，而且也有效避免了非晶合金体在应用过程中与外界环境、周围结构单元直接接触，导致 该巧铁的应力敏感性大、抗腐蚀性能差的问题，从而提高了巧铁的使用寿命，保证了磁性器 件的性能稳定。
[0032] 另外，采用本实用新型中优选的铁基非晶合金带材绕行方法，还克服了所述绕行 体结构加工难度大、加工精度低的问题。
[0033] 因此，本实用新型所述的巧铁及其制备方法在包含巧铁的磁性器件中具有良好的 应用前景，尤其适用于工作时巧铁存在位移、巧铁所处的工作环境具有腐蚀性等实际应用 场合。
【附图说明】
[0034] 图1是本实用新型实施例1中用于电磁阀的非晶合金巧铁的结构示意图；
[0035] 图2是本实用新型实施例1中用于电磁阀的非晶合金巧铁与软磁不诱钢巧铁的矫 顽力对比图；
[0036] 图3是本实用新型实施例1中用于电磁阀的非晶合金巧铁与软磁不诱钢巧铁在不 同励磁场下的磁化曲线图；
[0037] 图4是本实用新型实施例1中用于电磁阀的未经封装的非晶合金巧铁的撞击实验 结果；
[003引图5是本实用新型实施例1中用于电磁阀的经封装的非晶合金巧铁的的压缩实验 图；
[0039] 图6是本实用新型实施例3中用于电磁阀的非晶合金巧铁的结构示意图；
[0040] 图7是本实用新型实施例4中用于电磁阀的非晶合金巧铁的结构示意图。
【具体实施方式】
[0041] W下结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述，需要指出的是，W下所 述实施例旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。
[0042] 图1、6、7中的附图标记为；1-轴，2-连接体，3-第一铁基非晶合金子带材，4-第二 铁基非晶合金子带材，5-第S铁基非晶合金子带材，6-第一封装层，7-第二封装层。
[0043] 实施例1 :
[0044] 本实施例提供了一种用于电磁阀的巧铁。如图1所示，该巧铁包括轴1W及套接 在轴1上的非晶合金体。
[0045] 轴1为不诱钢材料。
[0046] 非晶合金体呈中空圆筒状，其横截面结构如图1所示，即该