一种磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法
【专利摘要】本发明属于金属软磁材料制造领域，具体涉及一种磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法；其包括如下步骤：步骤一，脆化处理；步骤二，粉碎；步骤三，筛分和配比；步骤四，钝化处理和绝缘包覆；步骤五，添加改性剂；步骤六，压制成型；步骤七，退火处理和喷涂。本发明提供的制备方法，能改善铁硅硼软磁粉芯的噪音缺陷，并提高其高频特性。
【专利说明】ー种磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属软磁材料制造领域，具体涉及ー种磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法。
【背景技术】
[0002]自1960年美国Duwez教授发明了用快淬エ艺制备非晶态合金以来，由于其独特的组织结构、高效的制备エ艺、优异的材料性能和广阔的应用前景，一直受到材料科学工作者和产业界的特别关注。非晶磁粉芯是ー种新型的复合电子材料，主要用于开关电源磁芯、共模电感、高频逆变器和零序互感器等。
[0003]目前磁粉芯产品主要有铁硅硼磁粉芯、铁硅铝磁粉芯、铁镍磁粉芯、MPP磁粉芯。相比较而言，铁硅铝粉芯价廉，损耗及频率特性较好，但是在大电流下的直流偏执能力较差，在某些领域限制了其应用；铁镍磁粉芯和MPP磁粉芯电磁性能都比较好，直流偏执能カ也较好，但是由于这两种粉芯中含有贵金属，价格高昂，使其难以广泛得到应用；铁硅硼磁粉芯具有高強度、高硬度、高耐蚀及较好的软磁性能等特点，且成本低廉，近年来逐渐成为研究和应用的热点。
[0004]但是常规的铁硅硼磁粉芯高频特性不良，同时噪音问题一直是难以解决并影响其使用寿命的问题。由于非晶鉄粉芯产生噪音的主要原因与其成分材料的磁致伸縮系数有关，而入s > 0是Fe-S1-B合金本身固有的特性，无法像FeSiAl的方案通过改变配比实现入S=O的情况。因此，改善噪音缺陷成为Fe-S1-B非晶磁粉芯亟待解决的重要问题。
[0005]为改善铁硅硼磁粉芯的高频特性， 申请人:提交了申请号为201310018768.7的发明专利申请《一种制备合金软磁粉芯的方法》，通过粉末筛分和配比，磁粉芯得到了最佳物理特性和组成均匀性，并具有稳定的高频特性，其技术方案包括如下步骤:对铁基非晶金属薄带进行热处理，使其脆化易粉碎；对所述脆化的非晶金属薄带进行粉碎以得到非晶金属粉末；对所述非晶金属粉末进行筛分，然后混合成由重量含量为50、0%的通过-200?+270筛目的第一粉末和重量含量为10?50%的通过-270?+325筛目的第二粉末组成的粉末颗粒；将所述混合成的非晶金属粉末进行钝化和绝缘包覆处理，然后压制成型为磁芯；对所述成型的磁芯进行退火处理，然后对磁芯表面进行喷涂绝缘处理。即该申请中合金软磁粉芯的制备方法的步骤依次为:非晶带材脆化处理、粉碎成粉末、筛分和配比、钝化处理和绝缘包覆、压制成型、退火处理和喷涂，但是采用该申请中的方法制备的铁硅硼磁粉芯存在严重的噪音缺陷。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明的目的在于提供ー种磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法，改善铁硅硼软磁粉芯的噪音缺陷，并提高其高频特性。
[0007]本发明提供的技术方案为，一种磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法，包括如下步骤，步骤一，脆化处理:对铁硅硼非晶金属薄带进行热处理，使其脆化易粉碎；
步骤二，粉碎:对所述脆化的非晶金属薄带进行粉碎以得到非晶金属粉末；
步骤三，筛分和配比:对所述非晶金属粉末进行筛分，然后混合成由重量含量为20~70%的通过-170~+200筛目的第一粉末、重量含量为10~40%的通过_200~+270筛目的第二粉末和重量含量为2(T40%的通过-27(T+325筛目的第三粉末组成的粉末颗粒；
步骤四，钝化处理和绝缘包覆:将上述混合的粉末颗粒采用钝化剂进行钝化，然后加入绝缘剂和粘合剂进行绝缘包覆；
步骤五，添加改性剂:向绝缘包覆后的非晶粉末颗粒中加入改性剂，所述改性剂选自Ni粉、铁硅粉和铁镍粉中的一种或多种组成的混合物；
步骤六，压制成型:将添加改性剂后的非晶粉末颗粒压制成磁粉芯；
步骤七，退火处理和喷涂:对所述成型的磁粉芯进行退火处理，然后对磁粉芯表面进行喷涂绝缘处理。
[0008]优化的，步骤五中添加的改性剂的粒度为-500~+600筛目。
[0009]优化的，步骤五中添加的改性剂的重量含量为非晶粉末颗粒的59^20%。
[0010]优化的，步骤五中添加的改性剂为铁硅粉和Ni粉的混合物。
[0011]优化的，铁硅粉和Ni粉的重量比例为I 2:1。
[0012]优化的，步骤一中脆化处理在20(T40(TC下进行1~3小吋。
[0013]优化的，步骤四中钝化剂采用磷酸液，其加入量为非晶粉末颗粒质量的
0.05、.10% ;绝缘剂采用低熔点玻璃粉，加入量为2~10wt% ;粘结剂采用环氧树脂，加入量为I~5wt%。
[0014]优化的，步骤六中压制成型的压カ采用ir28t/cm2。
[0015]优化的，步骤七中退火处理在38(T480°C下进行不超过6小时；喷涂绝缘处理采用环氧树脂为处理剂。
[0016]本发明提供的制备方法具有以下有益效果:1，通过添加改性剂，大大改善了铁硅硼磁粉芯的噪音缺陷；2，通过粉末筛分和配比，大大改善了铁硅硼磁粉芯的高频特性，得到了磁导率为90的软磁粉芯；3、改性剂是可以买到的市售产品，且不用进行复杂的处理过程，仅通过添加改性剂就能够达到降低噪音的目的，方法简单，易操作，成本较低；4、通过进一步优化改性剂的粒度、添加量、种类等參数，大大降低了磁粉芯的噪音，最高能降低65%以上；5，通过脆化处理，使非晶金属带材不被氧化又易粉碎；6，通过压制成型和退火处理，得到了组织均匀、高強度、高致密度和高频磁导率的合金软磁粉芯；7、通过喷涂绝缘处理，提高软磁粉芯的耐蚀性和使用时间。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施方式具体说明本发明。
[0018]实施例1
本实施例提供的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法包括如下步骤，
步骤一，脆化处理:对铁硅硼非晶金属薄带在300°C下进行2小时的热处理，使其脆化易粉碎；
步骤二，粉碎:对所述脆化的非晶金属薄带进行粉碎以得到非晶金属粉末； 步骤三，筛分和配比:对所述非晶金属粉末进行筛分，然后混合成由重量含量为50%的通过-17(T+200筛目的第一粉末、重量含量为20%的通过-20(T+270筛目的第二粉末和重量含量为30%的通过-27(T+325筛目的第三粉末组成的粉末颗粒；
步骤四，钝化处理和绝缘包覆:将配比好的非晶粉末颗粒倒入搅拌机内，搅拌混合均匀后，加入起到钝化效果的磷酸液，加入量为非晶粉末颗粒质量的0.08%,混合均匀，匀速搅拌直至干燥；然后加入起到绝缘粘结作用的低熔点玻璃粉和环氧树脂混合，加入量分别为非晶粉末颗粒质量的3%和2%，匀速搅拌直至干燥。
[0019]步骤五，添加改性剂:向绝缘包覆后的非晶粉末颗粒中加入改性剂，所述改性剂选自Ni粉、铁硅粉和铁镍粉中的一种或多种组成的混合物；
步骤六，压制成型:将添加改性剂后的非晶粉末颗粒压制成规格为APB46P90的磁粉芯，压カ采用20t/cm2 ；
步骤七，退火处理和喷涂:将所述成型的磁粉芯在440°C下进行3小时的退火处理，然后采用环氧树脂对磁粉芯表面进行喷涂绝缘处理。
[0020]本实施例通过改变步骤五中改性剂的种类、添加量和粒度，得到18个例子，编号为⑴?(18)。
[0021]对比例I
本对比例提供的铁硅硼软磁粉芯的制备方法包括如下步骤，
步骤一，脆化处理:对铁硅硼非晶金属薄带在300°C下进行2小时的热处理，使其脆化易粉碎；
步骤ニ，粉碎:对所述脆化的非晶金属薄带进行粉碎以得到非晶金属粉末；
步骤三，筛分和配比:对所述非晶金属粉末进行筛分，然后混合成由重量含量为50%的通过-17(T+200筛目的第一粉末、重量含量为20%的通过-20(T+270筛目的第二粉末和重量含量为30%的通过-27(T+325筛目的第三粉末组成的粉末颗粒；
步骤四，钝化处理和绝缘包覆:将配比好的非晶粉末颗粒倒入搅拌机内，搅拌混合均匀后，加入起到钝化效果的磷酸液，加入量为非晶粉末颗粒质量的0.08%,混合均匀，匀速搅拌直至干燥；然后加入起到绝缘粘结作用的低熔点玻璃粉和环氧树脂混合，加入量分别为非晶粉末颗粒质量的3%和2%，匀速搅拌直至干燥。
[0022]步骤五，压制成型:将添加改性剂后的非晶粉末颗粒压制成规格为APB46P90的磁粉芯，压カ采用20t/cm2 ；
步骤六，退火处理和喷涂:将所述成型的磁粉芯在440°C下进行3小时的退火处理，然后采用环氧树脂对磁粉芯表面进行喷涂绝缘处理。
[0023]本对比例与实施例1的区别在于没有添加改性剂。
[0024]将上述实施例1中的例子和对比例I得到的磁粉芯用1.2mm*2的铜线绕90圈，制成PFC电感，然后分别将其安装于实验室空调机内做整机实验，将测试线置于标准消音室，在电压220v，负载2kw和其他条件相同的情况下测试各个磁粉芯工作时的噪音。记录在表广表2中。
[0025]表I
【权利要求】
1.ー种磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法，其特征在于:包括如下步骤， 步骤一，脆化处理:对铁硅硼非晶金属薄带进行热处理，使其脆化易粉碎； 步骤二，粉碎:对所述脆化的非晶金属薄带进行粉碎以得到非晶金属粉末； 步骤三，筛分和配比:对所述非晶金属粉末进行筛分，然后混合成由重量含量为20~70%的通过-170~+200筛目的第一粉末、重量含量为10~40%的通过_200~+270筛目的第二粉末和重量含量为2(T40%的通过-27(T+325筛目的第三粉末组成的粉末颗粒； 步骤四，钝化处理和绝缘包覆:将上述混合的粉末颗粒采用钝化剂进行钝化，然后加入绝缘剂和粘合剂进行绝缘包覆； 步骤五，添加改性剂:向绝缘包覆后的非晶粉末颗粒中加入改性剂，所述改性剂选自Ni粉、铁硅粉和铁镍粉中的一种或多种组成的混合物； 步骤六，压制成型:将添加改性剂后的非晶粉末颗粒压制成磁粉芯； 步骤七，退火处理和喷涂:对所述成型的磁粉芯进行退火处理，然后对磁粉芯表面进行喷涂绝缘处理。
2.根据权利要求1所述的磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法，其特征在于:步骤五中添加的改性剂的粒度为-500~+600筛目。
3.根据权利要求1所述的磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法，其特征在于:步骤五中添加的改性剂的重量含量为非晶粉末颗粒的59^20%。
4.根据权利要求1所述的磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法，其特征在于:步骤五中添加的改性剂为铁硅粉和Ni粉的混合物。
5.根据权利要求4所述的磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法，其特征在于:铁硅粉和Ni粉的重量比例为I 2:1。
6.根据权利要求f5所述的任何ー种磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法，其特征在于:步骤一中脆化处理在20(T40(TC下进行f 3小时。
7.根据权利要求1飞所述的任何ー种磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法，其特征在于:步骤四中钝化剂采用磷酸液，其加入量为非晶粉末颗粒质量的0.05、.10% ；绝缘剂采用低熔点玻璃粉，加入量为2~10wt% ;粘结剂采用环氧树脂，加入量为l~5wt%。
8.根据权利要求f5所述的任何ー种磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法，其特征在于:步骤六中压制成型的压カ采用ir28t/cm2。
9.根据权利要求1飞所述的任何ー种磁导率为90的改性铁硅硼软磁粉芯的制备方法，其特征在于:步骤七中退火处理在38(T480°C下进行不超过6小时；喷涂绝缘处理采用环氧树脂为处理剂。
【文档编号】B22F1/02GK103500643SQ201310454203
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】纪杰, 江志滨, 王亚娜, 李维强, 姜海滨 申请人:青岛云路新能源科技有限公司