CN102360660A - 磁导率μ=50的铁硅合金磁粉芯及其制造方法 - Google Patents

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柯昕
周水泉
肖洪武
沈建林
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Abstract

本发明涉及磁性物体的制造方法，尤其涉及种磁导率μ=50的铁硅合金磁粉芯及其制造方法。磁导率μ=50的铁硅合金磁粉芯，该铁硅合金磁粉芯由以下的组分压制成型：铁硅粉末，其中Si的重量含量为2%～8%，余量为Fe；对铁硅粉末表面处理的磷酸，为铁硅合金粉末重量的1.8%～2.2%；酚醛树脂，为铁硅合金粉末重量的0.5%～0.8%。本发明具有以下优点：1、制作工艺简单，使用设备简单；2、采用价低的铁硅粉末，生产成本大大降低；3、采用此种方法制作的产品，具有良好的电感量，较高的品质因数，较低的功率损耗值；4、在较高的温度条件下，铁硅合金仍能保持优异的软磁性能。

Description

磁导率μ=50的铁硅合金磁粉芯及其制造方法
技术领域
本发明涉及磁性物体的制造方法，尤其涉及种磁导率μ=50的铁硅合金磁粉芯及其制造方法。
背景技术
目前，随着能源技术的改革，各种开关电源转换器，逆变器等在能源行业的大量应用，
其交换功率的利用率越来越得到人们的注意，他们迫切需要一款能提高交换功率利用率的磁芯材料，特别是运用于大功率，大电流的电子产品中，低损耗的磁芯材料越来越受到能源行业的欢迎。高电阻率高磁导率的铁硅软磁材料在能源行业中将会有巨大的应用潜力，目前国内外软磁厂家都在积极开发一种高电阻率、高磁导率、低损耗的铁硅产品。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种磁导率μ=50的铁硅合金软磁材料，本发明的另外一个目的是提供上述的磁导率μ=50的铁硅合金软磁材料的制造方法。
为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：
磁导率μ=50的铁硅合金磁粉芯，该铁硅合金磁粉芯由以下的组分压制成型：
（1）    铁硅粉末，其中Si的重量含量为2%～8%，余量为Fe；
（2）    对铁硅粉末表面处理的磷酸，为铁硅合金粉末重量的1.8%～2.2%；
（3）    酚醛树脂，为铁硅合金粉末重量的0.5%～0.8%。
作为优选，上述的铁硅粉末中Si的含量为6.5％。
作为优选，上述的磷酸的重量为铁硅合金粉末重量的2.0%。
作为优选，上述的酚醛树脂的加入量为0.6%～0.65%。
为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种制备上述的的磁导率μ=50的铁硅合金磁粉芯的制备方法，该方法包括以下的步骤：
a)配粉：取适量铁硅粉末，其中Si的含量为2%～8％，余量为Fe；
b)炒粉：将制得的铁硅粉焙炒至温度达到50℃～150℃时加入浓度为1.8%～2.2％的磷酸稀释液体进行表面处理，焙炒至干燥后，加入相当于铁硅合金粉末重量0.5%～0.8％的酚醛树脂，再继续焙炒至干燥；
c)压制成型：压强为15～26吨/cm2；
d)热处理：向热处理炉内通入氢气或者氮气，温度控制在600℃～900℃之间，进行热处理的时间为60～150分钟；
e)表面涂层：采用环氧树脂油漆涂覆在粉芯的表面。
作为优选，上述的磷酸稀释液的重量百分比浓度为1.8%～2.2%。
采用本发明的制备方法可以制成μ=50的铁硅，其环型规格有Φ6.99﹑Φ7.24﹑Φ8.51﹑Φ10.29﹑Φ10.29﹑Φ10.80﹑Φ11.89﹑Φ13.46﹑Φ17.40﹑Φ18.03﹑Φ21.10﹑Φ23.62﹑Φ24.30﹑Φ27.70﹑Φ33.83﹑Φ35.10﹑Φ36.63﹑Φ40.72﹑Φ44.00﹑Φ47.63﹑Φ51.69﹑Φ58.00﹑Φ78.90等（Φ为外径，单位为㎜）。
本发明具有以下优点：1、制作工艺简单，使用设备简单；2、采用价低的铁硅粉末，生产成本大大降低；3、采用此种方法制作的产品，具有良好的电感量，较高的品质因数，较低的功率损耗值；4、在较高的温度条件下，铁硅合金仍能保持优异的软磁性能。本发明的软磁铁硅合金主要适用于开关电源的功率因素校正，以此来提高交换功率的利用率。
下表中给出了铁硅合金的软磁性能结果，显示其具有优异的软磁性能。
Figure 16232DEST_PATH_IMAGE001
 
具体实施方式
实施例1
取1000g铁硅粉末,其中Si的含量为6.5％,余量为Fe，将制得的铁硅粉焙炒至温度达到100℃时加入1000ml浓度为2.0％的磷酸稀释液体进行表面处理，焙炒至干燥后，加入6g酚醛树脂（稀释加入），再继续焙炒至干燥；将合金粉末投入到所需规格的模具中（此实例1采用外径Φ=26.6规格的模具），用20吨/cm2的压力压制成型，保温段温度控制850±3℃，并进行N2气体保护处理，时间为150分钟，最后用油漆涂覆在铁硅合金产品的表面即可。得到Φ26.6/Φ14.8×10.6（即外径为26.6mm﹑内径为14.8mm﹑高度10.6mm）规格的2个铁硅产品。
（一）f﹑L﹑Q测试
铜丝采用Φ0.5mm，线圈匝数为100匝，其磁性能参数如表1
表1
Figure 746421DEST_PATH_IMAGE002
（二）功率损耗测试
铜丝采用Φ0.5mm，线圈匝数为26匝，其磁性能参数如表2
表2
（三）磁性能测试
铜丝采用Φ0.8mm，线圈匝数为30匝，频率为100kHz，其磁性能参数如表3
表3
Figure 796734DEST_PATH_IMAGE004
实施例2
     按照实例1的工艺步骤将相当于铁硅合金粉末重量的0.65％酚醛树脂投入到铁硅合金粉末中，压制规格为Φ50.8（Φ为外径，单位为㎜）,其余条件不变。得到Φ50.8/Φ31.8×13.5（即外径为50.8mm﹑内径为31.8mm﹑高度13.5mm）规格的2个铁硅产品。
（一）f﹑L﹑Q测试
铜丝采用Φ0.5mm，线圈匝数为57匝，其磁性能参数如表4
表4
Figure 673423DEST_PATH_IMAGE005
（二）功率损耗测试
铜丝采用Φ0.5mm，线圈匝数为26匝，其磁性能参数如表5
表5
Figure 308935DEST_PATH_IMAGE006
（三）磁性能测试
铜丝采用Φ0.8mm，线圈匝数为30匝，频率为100kHz，其磁性能参数如表6
表6 
Figure 575968DEST_PATH_IMAGE007

Claims (6)

1.磁导率μ=50的铁硅合金磁粉芯，其特征在于该铁硅合金磁粉芯由以下的组分压制成型：
（1）铁硅粉末，其中Si的重量含量为2%～8%，余量为Fe；
（2）对铁硅粉末表面处理的磷酸，为铁硅合金粉末重量的1.8%～2.2%；
（3）酚醛树脂，为铁硅合金粉末重量的0.5%～0.8%。
2.根据权利要求1所述的磁导率μ=50的铁硅合金磁粉芯，其特征在于：铁硅粉末中Si的含量为6.5%。
3.根据权利要求1所述的磁导率μ=50的铁硅合金磁粉芯，其特征在于：磷酸的重量为铁硅合金粉末重量的2.0%。
4.根据权利要求1所述的磁导率μ=50的铁硅合金磁粉芯，其特征在于：酚醛树脂的加入量为0.6%～0.65%。
5.一种制备权利要求1～4任意一项权利要求所述的磁导率μ=50的铁硅合金磁粉芯的制备方法，其特征在于该方法包括以下的步骤：
a)配粉：取适量铁硅粉末，其中Si的重量含量为2％～8％，余量为Fe；
b)炒粉：将制得的铁硅粉焙炒至温度达到50℃～150℃时加入磷酸稀释液进行表面处理，磷酸的重量为铁硅合金粉末重量的1.8%～2.2%，焙炒至干燥后，再加入相对于铁硅合金粉末重量0.5%～0.8%酚醛树脂，再继续焙炒至干燥；
c)压制成型：压强为15～26吨/cm2；
d)热处理：向热处理炉内通入氢气或者氮气，温度控制在600℃～900℃之间，进行热处理的时间为60～150分钟；
e)表面涂层：采用环氧树脂油漆涂覆在粉芯的表面。
6.根据权利要求5所述的磁导率μ=50的铁硅合金磁粉芯的制备方法，其特征在于：磷酸稀释液的重量百分比浓度为1.8%～2.2%。
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