合金粉料的制作方法与流程

文档序号:11909452阅读:592来源:国知局

本发明公开一种合金粉料的制作方法,属于粉末冶金领域。



背景技术:

近年来随着电源向小型化、高频、大电流方向发展,这就需要电源内部的元器件,如电感、变压器等所使用的磁芯材料具有较高的饱和磁感应强度Bs以满足在较大电流下工作时不会产生饱和现象,还要求磁芯材料具有高磁导率,以利于器件向更小的方向发展,同时还要求磁芯材料具有较高的电阻率以适应高频的工作状态。

传统电感及变压器磁芯所使用的铁氧体软磁材料虽然功耗低、电阻率大,适合在高频下工作,但由于Bs低导致饱和电流低;合金粉料具有高Bs,高磁导率,但传统方法生产的合金粉料对粉粒表面绝缘处理不好导致高频时涡流损耗急剧增加,或者是加入过多的绝缘物质虽然达到了绝缘要求,但由于绝缘物质的过多引入导致磁路被破坏,磁芯磁导率急剧下降。



技术实现要素:

针对上述提到的现有技术中的铁氧体材料不能同时满足较高的饱和磁感应强度和较高的电阻率的缺点,本发明提供一种合金粉料的制作方法,其通过特殊的工艺只在处铁氧体合金材料,可同时满足较高的饱和磁感应强度和较高的电阻率。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是:一种合金粉料的制作方法,其该方法包括下述步骤:

A、根据需要破碎并筛分出所需粒度组合的磁粉,磁粉类型为铁基合金粉,包括FeSi系列粉、非晶/微晶粉或FeNi系列粉;

B、将磁粉倒入含有偶联剂的溶液中,所述偶联剂的质量浓度为0-20%;

C、将含有偶联剂及磁粉的溶液搅拌或超声振荡处理使溶剂挥发;

D、加入粘结剂,所加入粘结剂与磁粉的质量比在1-20%之间,并持续搅拌使混合均匀;

E、将混合物料干燥后过标准筛筛分;

F、将过筛物料在80~240℃烘烤5~300min烘干;

G、将烘干的物料研磨并过标准筛分得到合金造粒粉。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括:

所述的步骤A中,磁粉为由带材破碎法生产的鳞片状磁粉、水雾化磁粉或气雾化磁粉。

所述的步骤A中,磁粉根据粒度需要采用球磨法、研磨法或气流磨破碎法并加标准筛筛分出所需粒度组合。

所述的步骤B中,偶联剂含有亲水及亲油性基团。

所述的步骤B中,采用的溶剂为水、酒精、汽油、甲苯、乙二醇、醋酸乙酯、丙酮、二甲苯或正庚烷。

所述的步骤D中,所述的粘结剂包括无机类粘结剂或有机类粘结剂。

所述的粘结剂为环氧树脂、酚醛树脂、酚醛环氧树脂、水玻璃或硅树脂。

所述的步骤G中,加入含量为0.2~0.8wt.%的润滑剂。

所述的润滑剂选用硬脂酸锌、硬脂酸镁、蜡粉和硬脂酸钙中的一种或多种。

本发明的有益效果是:本发明生产的合金造粒粉能通过粉料、粘结剂、偶联剂等配比改变成型后磁芯强度与电性能。合金造粒粉可以磷化、铬化等钝化处理方法进一步增加粉料的耐蚀性及绝缘性。合金造粒粉具有较好的流动性以利于自动化填料生产,其标准为50g粉末流动时间小于20s。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式,其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的,均在本发明保护范围之内。

本发明主要为一种用于电感、变压器等器件所使用的合金粉料的制造方法,其主要包括下述步骤:

A、根据需要破碎并筛分出所需粒度组合的磁粉,本实施例中,磁粉类型为铁基合金粉,包括FeSi系列粉、非晶/微晶粉或FeNi系列粉等,磁粉可由上述单一类型磁粉组成也可以是几种磁粉的混合物,磁粉为由带材破碎法或球磨破碎法等方法生产的鳞片状磁粉、水雾化磁粉、气雾化磁粉等,并可根据粒度需要采用球磨法、研磨法或气流磨破碎法等并加80~325目标准筛筛分出所需粒度,并按要求将不同粒度的磁粉进行组合:80~100目占5~20%,100~200目占20~60%,200~325目占20~50%,其余为大于325目的磁粉;

B、将磁粉倒入含有偶联剂的溶液中,所述偶联剂的可选用硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类,偶联剂质量浓度为0.1~20%,本实施例中,偶联剂含有亲水及亲油性基团,使磁粉能与粘结剂紧密、牢固地结合,本实施例中,采用的溶剂有水、酒精、汽油、甲苯、乙二醇、醋酸乙酯、丙酮、二甲苯、正庚烷等,根据粘结剂的特性可选用其中一种或其中几种的组合,组合时分为主溶剂和辅助溶剂,主溶剂与辅助溶剂质量比不低于9:2;

C、将含有偶联剂及磁粉的溶液手工或机械搅拌或超声振荡处理使溶剂挥发,待挥发掉80%以上溶剂时,此时包覆有偶联剂的磁粉为粘稠状物质;

D、加入粘结剂,所加入粘结剂与磁粉的质量比在1-20%之间,并持续搅拌使混合均匀,本实施例中,所述的粘结剂有无机类粘结剂和有机类粘结剂,如环氧树脂、酚醛树脂、酚醛环氧树脂、水玻璃、硅树脂等,粘结剂可选用其中一种或几种的组合,组合时分为主粘结剂和辅助粘结剂,二者质量比大于4:1;

E、将混合物料在烘箱内或置于空气中干燥,干燥后要求手轻捏后粉团能在5秒内散开,然后过80~325目标准筛筛分;

F、将过筛物料在烘箱内80~240℃烘烤5~300min烘干;

G、将烘干的物料倒入研钵内用研磨棒破碎并过80~325目标准筛分得到合金造粒粉;

H、步骤G中,可根据需要加入含量为0.2~0.8wt.%的润滑剂,润滑剂可选用硬脂酸锌、硬脂酸镁、蜡粉、硬脂酸钙中的一种或多种。

采用上述工艺生产的合金粉料兼具高Bs、高磁导率、高绝缘包覆,使用该合金粉料制作的磁芯可以小体积获得高电感值,且在1~10MHz高频下使用也不易饱和。合金造粒粉经500MPa及以上压强压制后,坯体的磁导率能达55以上,最高可达500,在100K~20MHz频率条件下,磁导率下降率不超过20%。在温度为38℃,相对温度为90%的高温高湿环境中不生锈,不腐蚀,且能保证磁导率的稳定。合金造粒粉表面绝缘包覆性良好,造粒粉料经压制烧结后磁芯表面绝缘电阻大于2MΩ,在1000V电压下能保证不被击穿。采用合金造粒粉压制成磁芯并烧结后叶片强度大于2N,芯柱强度大于10N,并经100个冷热冲击循环后,磁芯不破坏。

本发明生产的合金造粒粉能通过粉料、粘结剂、偶联剂等配比改变成型后磁芯强度与电性能。合金造粒粉可以磷化、铬化等钝化处理方法进一步增加粉料的耐蚀性及绝缘性。合金造粒粉具有较好的流动性以利于自动化填料生产,其标准为50g粉末流动时间小于20s。

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