CN101226806A - 磁导率μ=26的铁硅铝磁粉芯的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种磁导率μ＝26的铁硅铝磁粉芯的制造方法，包括以下步骤：a)取铁硅铝粉适量，进行高速粉碎；b)焙炒至温度达到30℃～80℃时加入钝化剂，焙炒至温度达到200℃～400℃时加入硅脂和绝缘剂，继续焙炒至干燥；c)造粒：在步骤b)制得的粉末混合物中加入1～12％的粘接剂，擂碾后过筛，粒度为60～150目；d)加入润滑剂；e)压制成型；f)热处理，最后得目标产物。本发明优点为：1.采用价低的铁硅铝粉，大大降低了生产成本；2.采用高速粉碎法，从而使粉末在压制成型后有优良的频率特性、电感性能，品质因素高；3.制造的磁粉芯，磁导率μ为26，具有较低的铁芯损耗和良好的直流偏磁场性能。

Description

磁导率μ=26的铁硅铝磁粉芯的制造方法
技术领域
本发明属于软磁性材料制造领域，具体地属于磁导率μ＝26的铁硅铝磁粉芯的制造方法。
背景技术
国际上铁硅铝磁粉芯称为Sendust磁粉芯或称为Koolmu磁粉芯，我国称为FeSiAl磁粉芯。磁粉芯有μ＝26，60，75，90，125五类。FeSiAl磁粉芯我国近几年正在迅速崛起，现在FeSiAl磁粉芯比任何磁性材料发展都快，这是一种高技术电子节能新材料，比铁粉芯节能达80％，是国内新型电子节能材料。随着能源技术的改革，节能、节约、资源的可持续发展是国家发展的重要部分，电子技术领域中节能化、低功耗、小型化、高频化、高功率密度化对磁芯材料提出了更高的要求，铁硅铝磁粉芯比铁粉芯节能(损耗)80％，性能优越，比FeNiMo和FeNi价格更低。目前FeSiAl以40％以上的速度在增加，比任何一种磁性材料的发展都要快。
低损耗的发展越来越受到电器、节能行业的欢迎，它应用于大电流、高直流迭加的电子产品中，例如：大尺寸平板电视、PFC功率校正器、大电流传感器、大流充电器；汽车ABS控制系统等，是新一代的电子技术产品。
磁导率μ＝26的铁硅铝磁粉芯的制造方法技术难度大，在国内外也尚未开发出理想的产品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种磁导率μ＝26的铁硅铝磁粉芯的制造方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
磁导率μ＝26的铁硅铝磁粉芯的制造方法，包括以下步骤：
a)取铁硅铝粉适量，进行高速粉碎，粒度达-400～-1200目；
b)焙炒至温度达到30℃～80℃时加入钝化剂，加入量为每kg铁硅铝粉中加入16～60ml，继续焙炒至温度达到200℃～400℃时加入硅脂和绝缘剂，硅脂的加入量为每kg铁硅铝粉中加入10～32g，绝缘剂加入量为每kg铁硅铝粉中加入16～50g，继续焙炒至干燥；
c)造粒：在步骤b)制得的粉末混合物中加入1～12％的粘接剂，擂碾后过筛，粒度为60～150目；
d)加入润滑剂：加入量为粉末混合物总量的0.1％～0.8％；
e)压制成型，压强：5～18吨/cm2；
f)热处理：温度600～800℃，空气中进行1～15分钟，或N2中进行20～120分钟，得目标产物。
所述铁硅铝粉包含4～9％的si，6～12％的Al和余量的Fe。
所述钝化剂为中强酸，稀释20～30倍。
所述绝缘剂为陶瓷粉。
所述润滑剂为二硫化钼、硬脂酸锌、硬脂酸镁中任选一种。
其中步骤b)中加入的硅脂、绝缘剂先进行超声粉碎，时间30-180分钟，并采用酒精作稀释剂。
本发明相对现有技术具有以下优点：1、采用价低的铁硅铝粉，大大降低了生产成本；2、采用高速粉碎法，从而使粉末在压制成型后有优良的频率特性、电感性能，品质因素高；3、制造的磁粉芯，磁导率μ为26，具有较低的铁芯损耗和良好的直流偏磁场性能。
具体实施方式
实施例1：
磁导率μ＝26的铁硅铝磁粉芯的制造方法，具体如下：
先取铁硅铝粉适量，铁硅铝粉中含4％的si，12％的Al和余量的Fe，进行5次高速粉碎，粒度达-400目；将粉碎后的铁硅铝粉焙炒，焙炒至温度达到50℃时加入钝化剂，钝化剂采用中强酸，如磷酸，稀释20倍，加入量为每kg铁硅铝粉中加入16ml，搅拌均匀后，继续焙炒至温度达到350℃时加入硅脂和绝缘剂，硅脂可采用偏硅酸钠，绝缘剂可采用陶瓷粉，加入的偏硅酸钠、陶瓷粉先进行超声粉碎，时间30分钟，并采用酒精作稀释剂，偏硅酸钠的加入量为每kg铁硅铝粉中加入32g，陶瓷粉的加入量为每kg铁硅铝粉中加入16g，继续焙炒至干燥，制得的粉末混合物中加入1％的粘接剂，粘接剂可采用聚乙稀醇浆料，擂碾30分钟后过筛，粒度达60目，再加入润滑剂二硫化钼，加入量为粉末混合物总量的0.1％，搅拌均匀后，按照内径、外径、高度的不同大小压制成环形磁粉芯，压强为8吨/cm2；将压制成型的磁粉芯，进行热处理，温度600℃，空气中进行3分钟，或者N2中进行60分钟，得最终产品。
实施例2：
磁导率μ＝26的铁硅铝磁粉芯的制造方法，具体如下：
先取铁硅铝粉适量，铁硅铝粉中含9％的si，6％的Al和余量的Fe，进行5次高速粉碎，粒度达-800目；将粉碎后的铁硅铝粉焙炒，焙炒至温度达到80℃时加入钝化剂，钝化剂采用中强酸，如磷酸，稀释30倍，加入量为每kg铁硅铝粉中加入60ml，搅拌均匀后，继续焙炒至温度达到300℃时加入硅脂和绝缘剂，硅脂可采用偏硅酸钠，绝缘剂可采用陶瓷粉，加入的偏硅酸钠、陶瓷粉先进行超声粉碎，时间180分钟，并采用酒精作稀释剂，偏硅酸钠的加入量为每kg铁硅铝粉中加入10g，陶瓷粉的加入量为每kg铁硅铝粉中加入50g，继续焙炒至干燥，制得的粉末混合物中加入12％的粘接剂，粘接剂可采用聚乙稀醇浆料，擂碾60分钟后过筛，粒度达150目，再加入润滑剂硬脂酸锌，加入量为粉末混合物总量的0.8％，搅拌均匀后，按照内径、外径、高度的不同大小压制成环形磁粉芯，压强为12吨/cm2；将压制成型的磁粉芯，进行热处理，温度750℃，空气中进行1分钟，或者N2中进行60分钟，得最终产品。
实施例3：
磁导率μ＝26的铁硅铝磁粉芯的制造方法，具体如下：
先取铁硅铝粉适量，铁硅铝粉中含6％的si，9％的Al和余量的Fe，进行5次高速粉碎，粒度达-600目；将粉碎后的铁硅铝粉焙炒，焙炒至温度达到50℃时加入钝化剂，钝化剂采用中强酸，如磷酸，稀释25倍，加入量为每kg铁硅铝粉中加入40ml，搅拌均匀后，继续焙炒至温度达到300℃时加入硅脂和绝缘剂，硅脂可采用偏硅酸钠，绝缘剂可采用陶瓷粉，加入的偏硅酸钠、陶瓷粉先进行超声粉碎，时间100分钟，并采用酒精作稀释剂，偏硅酸钠的加入量为每kg铁硅铝粉中加入15g，陶瓷粉的加入量为每kg铁硅铝粉中入18g，继续焙炒至干燥，制得的粉末混合物中加入8％的粘接剂，粘接剂可采用聚乙稀醇浆料，擂碾45分钟后过筛，粒度达100目，再加入润滑剂硬脂酸镁，加入量为粉末混合物总量的0.5％，搅拌均匀后，按照内径、外径、高度的不同大小压制成环形磁粉芯，压强为10吨/cm2；将压制成型的磁粉芯，进行热处理，温度700℃，空气中进行5分钟，或者N2中进行100分钟，得最终产品。
本发明的效果测量：
选择最有代表性的FeSiAl磁粉芯(外径57.2mm、内径26.4mm、高度15.2mm)，进行测量：
磁粉芯主要用于UPS(EPS)电流，功率校正器(PFC)之中。30匝，V＝1.0伏，φ26.0漆包线径(mm)，其它尺寸可用10匝，20匝。进行测量。
①频率f；电感L；品质因素Q值
    f(KHz)   1   10   50   100   200   300   500   800   1000     ±8％
    L(μH)   57.5   57.4   57.3   57.3   57.3   57.3   57.3   57.3   57.3
    Q   0.61   6.00   28.7   53.2   88.7   109.4   106.3   89.9   75.2
    f(KHz)   1   10   50   100   200   300   500   800   1000     ±8％
    L(μH)   53.4   53.3   53.3   53.3   53.3   53.2   53.4   53.6   54.2
    Q   0.605   5.95   28.4   51.9   81.6   94.2   92.8   84.4   65.7
上述二种均符合L＝N2AL*103＝900×60×103＝54.0±0.8％μH之内。
②直流迭加特性
33匝，V＝1.0伏，导线φ26.0漆包线径(mm)；直径线圈33匝，导线φ1.2漆包线径(mm)
500KHz 直流(安培)     0     5     10   15     20 ±10％
电感(μH)     63.9     57.0     53.9   50.8     47.9
比值L/L0     1.0     0.89     0.84   0.80     0.75
1000KHz 直流(安培)     0     5     10   15     20
电感(μH)     58.1     56.9     54.1   50.7     47.6
比值L/L0     1.0     0.98     0.93   0.87     0.82
上述二组数据，均有较高的直流迭加特性
③FeSiAl磁粉芯的功率损耗密度
  磁感应强度(高斯)     200     300     500
  功率损耗密度(mw/cm3)50KHz 20.7 32.6 120.2
  功率损耗密度(mw/cm3)100KHz 55.2 255.0 420.6
上述功率损耗±10％之内，具有较小的功率损耗密度。

Claims (6)

1.一种磁导率μ＝26的铁硅铝磁粉芯的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
a)取铁硅铝粉适量，进行高速粉碎，粒度达-400～-1200目；
b)焙炒至温度达到30℃～80℃时加入钝化剂，加入量为每kg铁硅铝粉中加入16～60ml，继续焙炒至温度达到200℃～400℃时加入硅脂和绝缘剂，硅脂的加入量为每kg铁硅铝粉中加入10～32g，绝缘剂加入量为每kg铁硅铝粉中加入16～50g，继续焙炒至干燥；
c)造粒：在步骤b)制得的粉末混合物中加入1～12％的粘接剂，擂碾后过筛，粒度为60～150目；
d)加入润滑剂：加入量为粉末混合物总量的0.1％～0.8％；
e)压制成型，压强：5～18吨/cm2；
f)热处理：温度600～800℃，空气中进行1～15分钟，或N2中进行20～120分钟，得目标产物。
2.如权利要求1所述的铁硅铝磁粉芯的制造方法，其特征在于：所述铁硅铝粉包含4～9％的si，6～12％的Al和余量的Fe。
3.如权利要求1或2所述的铁硅铝磁粉芯的制造方法，其特征在于：在于：所述钝化剂为中强酸，稀释20～30倍。
4.如权利要求1或2所述的铁硅铝磁粉芯的制造方法，其特征在于：所述绝缘剂为陶瓷粉。
5.如权利要求1或2所述的铁硅铝磁粉芯的制造方法，其特征在于：所述润滑剂为二硫化钼、硬脂酸锌、硬脂酸镁中任选一种。
6.如权利要求1或2所述的铁硅铝磁粉芯的制造方法，其特征在于：其中步骤b)中加入的硅脂、绝缘剂先进行超声粉碎，时间30-180分钟，并采用酒精作稀释剂。
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