CN101886216A - 添加少量磷的Fe-6.5%Si合金磁粉芯的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种添加少量磷的Fe-6.5％Si合金磁粉芯的制造方法。包括如下步骤：1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入中频感应电炉中进行冶炼，并采用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含少量磷的铁硅合金铸锭，其组成的质量百分比含量为：Si 6.2～6.8％、P 0.1～0.4％、C≤0.02％、其余为Fe；2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末；3)对上述合金粉末进行表面处理，用其质量的0.5％磷酸溶于8.0％酒精的溶液投入到合金粉末中，搅拌均匀使其干燥，再加入8.0％的-300目的高岭土、8.0％的润滑剂、6.0％的脱模剂，搅拌均匀得到合金磁粉芯压制用粉料；4)将合金磁粉芯压制用粉料进行压制；5)热处理。本发明添加少量磷的Fe-6.5％Si合金磁粉芯，能稳定提高电阻系数，降低涡流损耗，磁粉芯具有低的铁芯损耗。
Description
技术领域
本发明涉及磁性物体的制作方法，尤其涉及一种添加少量磷的Fe-6.5％Si合金磁粉芯的制造方法。这种磁粉芯主要适用于制造电器、电机、仪表中磁极、开关电源、线性噪声滤波器、＞50KVAUPS扼流圈电感器等。
背景技术
随着全球经济的发展，对能源需求不断扩大，节约能源的课题一直受到重大关注，促使电子行业快速发展，对电子材料提出高频化，小型化，低功率损耗的要求，近年来对电磁转换的磁性材料要求高磁感应强度，中高频下低的功率损耗和耐大电流的要求，这样使得性能相近的铁硅合金得到改进和发展。
实践证明，Fe-6.5％Si合金磁粉芯的饱和磁感应强度可达18000高斯，电阻率为82微欧姆·厘米，而且磁致伸缩系数λs值接近零，各向异性常数K很小。但是这种合金较脆，不能像硅钢片那样采用轧制的方法进行铁芯的生产。然而，根据Fe-6.5％Si合金的脆性，可以将其制成粉末，进行模压成型，制造磁粉芯。
已在大量使用的铁粉芯，虽然价格低廉，但磁导率低(一般为μe～75)，铁芯损耗较大；而含镍的坡莫合金，磁性能较好，但价格昂贵，广泛使用成本太高；至于铁硅铝磁粉芯，虽然性能、价格适中，但磁饱和密度Bs值略微偏低，仅为10500高斯。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种添加少量磷的Fe-6.5％Si合金磁粉芯的制造方法。可制作磁导率为60、75、90的合金磁粉芯，使其具有较低的铁芯损耗，较高的磁饱和密度，较好的交直流叠加性能。
添加少量磷的Fe-6.5％Si合金磁粉芯的制造方法包括如下步骤：
1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入中频感应电炉中进行冶炼，并采用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含有少量磷的铁硅合金铸锭，使其合金铸锭组成的质量百分比含量为：Si6.2～6.8％、P0.1～0.4％、C≤0.02％、其余为Fe；
2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为：-100～+200目占50～60％，-200～+300目占15～20％、-300目占25～30％；
3)粉末表面处理用其质量的0.5％磷酸溶于8.0％的酒精的溶液投入到合金粉末中，搅拌均匀使其干燥，再加入8.0％的-300目的高岭土，8.0％的润滑剂，6.0％的脱模剂搅拌均匀得到合金磁粉芯压制用粉料；
4)将合金磁粉芯压制用粉料放入干粉成型自动液压机进行压制，压制压强为20～25T/cm2；
5)压制成型后用130～500℃进行热处理。
所述的脱模剂为硬脂酸锌或硬脂酸钡。所述的润滑剂为硫化钼。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1)添加少量磷的Fe-6.5％Si合金可以进一步提高Fe-6.5％Si磁粉芯制品的电阻系数，降低涡流损耗，改善交直流叠加性能，使得制成的磁粉芯具有较低的铁芯损耗；
2)用非真空感应电炉冶炼合金时，采用保护渣覆盖钢液表面进行冶炼的方法，使得合金的含氧量较低，能确保产品质量，科学简化生产工艺，明显降低生产成本。
具体实施方式
实施例1：
1)选用公称150公斤的中频感应电炉，将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入到中频感应电炉中进行冶炼，并用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含有少量磷的铁硅合金铸锭，使其合金铸锭组成的质量百分比含量为：Si 6.20％、P 0.10％、C 0.015％、其余为Fe；
2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为：-100～+200目占50％，-200～+300目占20％、-300目占30％。
3)取用上述的合金粉末1000克，用5克磷酸溶于80克酒精的溶液投入到这1000克的合金粉末中，搅拌均匀使其干燥，再加入80克-300目的高岭土、80克硫化钼、60克硬脂酸锌搅拌均匀得到合金磁粉芯压制用粉料；
4)将合金磁粉芯压制用粉料放入干粉成型自动液压机进行压制，压制压强为20T/cm2，压制形状为环形，压制尺寸：外径Φ26.90mm，内径Φ14.70mm，高度11.20mm。绕制电感线圈用漆包线，直径Φ0.29mm，10匝；
5)压制成型后用130℃保温120分钟处理。
其磁性能参数见表1。
表1
磁导率μe为60(磁导率μe60对应电感量参考值7.2μH±8％)
实施例2：
1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入公称150公斤的中频感应电炉中进行冶炼，并采用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含少量磷的铁硅合金铸锭，使其合金铸锭组成的质量百分比含量为：Si 6.62％、P 0.31％、C 0.013％、其余为Fe。
2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为-100～+200目占55％，-200～+300目占20％、-300目占25％；
3)抽取上述合金粉末1000克，用5克磷酸溶于80克酒精的溶液投入1000克的合金粉末中，搅拌均匀挥发干燥，再加入80克-300目的高岭土，80克硫化钼，60克硬脂酸锌搅拌均匀得到合金磁粉芯压制用粉料；
4)将合金磁粉芯压制用粉料用于粉成型自动液压机进行压制，压制压强为22T/cm2，压制形状为环形，压制尺寸：外径Φ26.90mm，内径Φ14.70mm，高度11.20mm。绕制电感线圈用漆包线Φ0.29mm，10匝。；
5)压制成型后用150℃保温180分钟处理。
其磁性能参数见表2。
表2
磁导率μe为60
实施例3：
1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入公称150公斤的中频感应电炉中进行冶炼，并采用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含少量磷的铁硅合金铸锭，使其合金铸锭组成的质量百分比含量为：Si 6.70％、P 0.37％、C 0.011％、其余为Fe；
2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为：-100～+200目占55％，-200～+300目占15％、-300目占30％；
3)抽取上述合金粉末1000克，用5克磷酸溶于80克酒精的溶液投入到这1000克的合金粉末里，搅拌均匀使其干燥，再加入80克-300目的高岭土、80克硫化钼、60克硬脂酸钡，搅拌均匀得到合金磁粉芯压制用粉料；
4)将合金磁粉芯压制用粉料用干粉成型自动液压机进行压制，压制压强为21T/cm2，压制形状为环形，压制尺寸：外径Φ26.90mm，内径Φ14.70mm，高度11.20mm。绕制电感线圈用漆包线Φ0.29mm，10匝。；
5)压制成型后用140℃保温150分钟处理。
其磁性能参数见表3。
表3
磁导率μe为60
实施例4：
1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入公称150公斤的中频感应电炉中进行冶炼，并采用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含少量磷的铁硅合金铸锭，使其合金铸锭组成的质量百分比含量为：Si 6.48％、P 0.24％、C 0.012％、其余为Fe；
2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为：-100～+200目占60％，-200～+300目占15％、-300目占25％；
3)抽取上述合金粉末1000克，用5克磷酸溶于80克酒精的溶液投入到这1000克的合金粉末里，搅拌均匀使其干燥，再加入80克-300目的高岭土、80克硫化钼、60克硬脂酸钡，搅拌均匀得到合金磁粉芯压制用粉料；
4)将合金磁粉芯压制用粉料用于粉成型自动液压机进行压制，压制压强为23T/cm2，压制形状为环形，压制尺寸：外径Φ26.90mm，内径Φ14.70mm，高度11.20mm。绕制电感线圈用漆包线Φ0.29mm，10匝。；
5)压制成型后用400℃保温40分钟处理。
其磁性能参数见表4。
表4
磁导率μe为75
实施例5：
1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入公称150公斤的中频感应电炉中进行冶炼，并采用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含少量磷的铁硅合金铸锭，使其合金铸锭组成的质量百分比含量为：Si 6.80％、P 0.40％、C 0.011％、其余为Fe。
2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为-100～+200目占60％，-200～+300目占15％、-300目占25％；
3)抽取上述合金粉末1000克，用5克磷酸溶于80克酒精的溶液投入1000克的合金粉末中，搅拌均匀挥发干燥，再加入80克-300目的高岭土，80克硫化钼，60克硬脂酸锌搅拌均匀得到合金磁粉芯压制用粉料；
4)将合金磁粉芯压制用粉料用干粉成型自动液压机进行压制，压制压强为25T/cm2，压制形状为环形，压制尺寸：外径Φ26.90mm，内径Φ14.70mm，高度11.20mm。绕制电感线圈用漆包线Φ0.29mm，10匝。；
5)压制成型后用500℃保温40分钟处理。
其磁性能参数见表5。
表5
磁导率μe为90。
Claims (3)
1.一种添加少量磷的Fe-6.5％Si合金磁粉芯的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金投入中频感应电炉中进行冶炼，并采用保护渣覆盖在钢液表面，熔炼成含有少量磷的铁硅合金铸锭，使其合金铸锭组成的质量百分比含量为：Si 6.2～6.8％、P 0.1～0.4％、C≤0.02％、其余为Fe；
2)将上述合金铸锭用机械破碎法破碎成合金粉末，经退火处理后用自动筛粉机进行筛分，使其合金粉末粒度组成的质量百分比含量为：-100～+200目占50～60％，-200～+300目占15～20％、-300目占25～30％；
3)粉末表面处理用其质量的0.5％磷酸溶于8.0％的酒精的溶液投入到合金粉末中，搅拌均匀使其干燥，再加入8.0％的-300目的高岭土，8.0％的润滑剂，6.0％的脱模剂搅拌均匀得到合金磁粉芯压制用粉料；
4)将合金磁粉芯压制用粉料放入干粉成型自动液压机进行压制，压制压强为20～25T/cm2；
5)压制成型后用130～500℃进行热处理。
2.根据权利要求1所述的一种添加少量磷的Fe-6.5％Si合金磁粉芯的制造方法，其特征在于所述的脱模剂为硬脂酸锌或硬脂酸钡。
3.根据权利要求1所述的一种添加少量磷的Fe-6.5％Si合金磁粉芯的制造方法，其特征在于所述的润滑剂为硫化钼。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20101117 |