CN102363830B - 一种共模电感用磁芯的热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超微晶磁芯的热处理方法，其中，包括下述步骤：超微晶磁芯热处理时采用无磁场退火、并同时用氩气保护：首先在退火保温时间t一定的情况下，分别设置不同的退火温度，退火温度设为520、530、540、550、560、570、580、590、600℃共9种情况进行试验，然后对试验结果进行比较，找出最佳退火温度T；然后在最佳退火温度T一定的情况下，再对保温时间进行不同设定，分别设为15、30、45、60分钟共4种情况进行试验，再对不同保温时间下的试验结果进行比较，找出最佳保温时间t；最后得出结论：超微晶最佳热处理方法中的最佳退火温度为560～570℃，最佳保温时间为60分钟。本发明工艺简单，经过这种工艺方法的热处理后的磁芯性能非常优越，得到的超微晶磁芯性能参数远高于标准参数，可以大大提高使用了此磁芯的产品性能，降低产品成本。
Description
技术领域：
本发明涉及一种非晶制造技术领域，特别涉及一种适用于电感、互感器类产品使用的共模电感用磁芯的热处理方法。
背景技术：
超微晶材料以其优越的磁性能、高强度的韧性，灵活的处理工艺，以及节能环保等优势逐渐得到人们的认可，被广泛应用于航空、通讯、电力电子等领域，主要用来代替硅钢、坡莫合金和铁氧体等作为滤波器、互感器、电感类产品的铁芯或磁芯。超微晶磁芯在不同产品中的磁性能要求可以通过采用不同的热处理工艺得到，因此热处理工艺的合适与否对超微晶磁芯磁性能的好坏起到了决定性的作用，(目前的超微晶磁芯的标准性能指标为：初始磁导率μ0.08＞60,000，最高磁导率μm＞200,000，饱和磁密Bs＞1100mT，矫顽力Hc＜1.6A/m，单位铁损Ps(0.5T/20KHz时)＜30W/Kg，单位铁损Ps(0.2T/100KHz时)＜70W/Kg)。没经过热处理的超微晶磁芯，其磁性能指标是非常低的，比如在退火前其磁导率很低，仅为退火后的1/10左右，且退火前其单位铁损很大，是退火后的10倍左右，由此可见退火前后的性能指标相差是非常大的。并且即使超微晶磁芯经过退火处理，如果采取的热处理工艺不合理，其磁性能的优越性就不能得到充分发挥，也就是说，超微晶磁芯就不能在其最佳状态下使用，这必然会影响所加工产品的性能，及造成产品成本的增加。因此，合理的热处理工艺对超微晶磁芯磁性能的好坏起到了非常关键的作用，超微晶磁芯在不同产品应用中的性能好坏除了材料本身不可改变的因素外，主要取决于其热处理技术，这也是超微晶材料作为磁芯使用优于硅钢的一大亮点。现有的磁芯的热处理工艺，如专利申请号92102499.1的发明专利，其为传统磁芯的热处理，并不适用超微晶磁芯的热处理。
鉴于这种技术需要，迫切需要出现一种工艺简单，经过这种工艺方法的热处理后的磁芯性能非常优越，得到的超微晶磁芯性能参数远高于标准参数，可以大大提高使用了此磁芯的产品性能，降低产品成本。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种工艺简单，经过这种工艺方法的热处理后的磁芯性能非常优越，得到的超微晶磁芯性能参数远高于标准参数，可以大大提高使用此磁芯的产品性能，降低产品成本的一种超微晶磁芯的热处理方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种超微晶磁芯的热处理方法，其特征在于，包括下述步骤：
超微晶磁芯热处理时采用无磁场退火、并同时用氩气保护：首先在退火保温时间t一定的情况下，分别设置不同的退火温度，退火温度设为520、530、540、550、560、570、580、590、600℃共9种情况进行试验，然后对试验结果进行比较，找出最佳退火温度T；
然后在最佳退火温度T一定的情况下，再对保温时间进行不同设定，分别设为15、30、45、60分钟共4种情况进行试验，再对不同保温时间下的试验结果进行比较，找出最佳保温时间t；
最后得出结论：超微晶最佳热处理方法中的最佳退火温度为560～570℃，最佳保温时间为60分钟。
进一步包括下述步骤：
超微晶磁芯热处理过程为从室温开始匀速升温至480℃，用时80分钟；然后进行一次保温，使温度稳定在480℃，保温60分钟；
然后进行二次升温，升温至510℃；用时15分钟；然后进行二次保温，使炉子温度稳定在510℃，保温30分钟；
然后进行三次升温，调整升温速率，升温至560～570℃；用时20分钟；然后进行三次保温，使炉子温度稳定在560～570℃，保温60分钟。
保温结束后采用直接出炉，用风扇迅速降温。
经过本发明热处理方法后进一步包括绕线测试的步骤，测试后所得的超微晶的主要性能参数如下：初始磁导率μ0.08＞90,000，最高磁导率μm＞550,000，饱和磁密Bs＞1150mT，矫顽力Hc＜0.9A/m，单位铁损 Ps(0.5T/20KHz时)＜26W/Kg，单位铁损Ps(0.2T/100KHz时)＜65W/Kg。
超微晶磁芯在升温过程中分别在480℃与510℃两个温度下分别进行了60分钟和30分钟的保温，使超微晶磁芯内、外部温度充分均衡，消除材料内应力，提高性能；
根据超微晶材料的材料特性，其在510℃下会有一个显著的晶化放热过程，使超微晶磁芯快速升温，因此在510℃下进行只需30分钟的保温，可以避免铁芯温度的骤增，使炉温与铁芯温度保持均衡，有利于提高超微晶磁芯的磁性能。
本发明的优点在于，工艺简单，经过这种工艺方法的热处理后的磁芯性能非常优越，得到的超微晶磁芯性能参数远高于标准参数，可以大大提高使用了此磁芯的产品性能，降低产品成本。具体为：
1、铁芯在升温过程中分别在480℃与510℃两个温度下进行了较长时间的保温，可以使磁芯内外部温度充分均衡，有效消除材料内应力，提高性能；同时根据超微晶材料的材料特性，在510℃下会有一个显著的晶化放热过程，使磁芯快速升温，因此特别在510℃下进行30分钟左右的保温，可以避免铁芯温度的骤增，使炉温与铁芯温度保持均衡，对磁芯的磁性能提高极为有利。
2、经此热处理工艺处理的磁芯性能优异，各性能参数比标准要求高出很多，可大大提高产品性能及降低产品成本。注：超微晶磁芯的磁性能标准为：初始磁导率μ0.08＞60,000，最高磁导率μm＞200,000，饱和磁密Bs＞1100mT，矫顽力Hc＜1.6A/m，单位铁损Ps(0.5T/20KHz时)＜30W/Kg，单位铁损Ps(0.2T/100KHz时)＜70W/Kg。
附图说明：
图1为本发明所示热处理方法的示意图。
具体实施方式：
下面结合附图，对本实用新型进行说明。
如图1所示，图1为本发明所示热处理方法的示意图。
本发明提供了一种超微晶磁芯的热处理方法，其中，包括下述步骤：
超微晶磁芯热处理时采用无磁场退火、并同时用氩气保护：首先在退火保温时间t一定的情况下，分别设置不同的退火温度，退火温度设为520、530、540、550、560、570、580、590、600℃共9种情况进行试验，然后对试验结果进行比较，找出最佳退火温度T；
然后在最佳退火温度T一定的情况下，再对保温时间进行不同设定，分别设为15、30、45、60分钟共4种情况进行试验，再对不同保温时间下的试验结果进行比较，找出最佳保温时间t；
最后得出结论：超微晶最佳热处理方法中的最佳退火温度为560～570℃，最佳保温时间为60分钟。
进一步包括下述步骤：
超微晶磁芯热处理过程为从室温开始匀速升温至480℃，用时80分钟；然后进行一次保温，使温度稳定在480℃，保温60分钟；
然后进行二次升温，升温至510℃；用时15分钟；然后进行二次保温，使炉子温度稳定在510℃，保温30分钟；
然后进行三次升温，调整升温速率，升温至560～570℃；用时20分钟；然后进行三次保温，使炉子温度稳定在560～570℃，保温60分钟，
保温结束后采用直接出炉，用风扇迅速降温。
经过本发明热处理方法后进一步包括绕线测试的步骤，测试后所得的超微晶的主要性能参数如下：初始磁导率μ0.08＞90,000，最高磁导率μm＞550,000，饱和磁密Bs＞1150mT，矫顽力Hc＜0.9A/m，单位铁损Ps(0.5T/20KHz时)＜26W/Kg，单位铁损Ps(0.2T/100KHz时)＜65W/Kg。
超微晶磁芯在升温过程中分别在480℃与510℃两个温度下分别进行了60分钟和30分钟的保温，使超微晶磁芯内、外部温度充分均衡，消除材料内应力，提高性能；
根据超微晶材料的材料特性，其在510℃下会有一个显著的晶化放热过程，使超微晶磁芯快速升温，因此在510℃下进行只需30分钟的保温，可以避免铁芯温度的骤增，使炉温与铁芯温度保持均衡，有利于提高超微晶磁芯的磁性能。
具体例子：
例1、用10mm宽的超微晶带材卷绕成内径25mm，外径40mm的共模电感用磁芯，按以上热处理工艺对绕制好的磁芯进行热处理：
共模电感用磁芯热处理时采用无磁场退火、并同时用氩气保护：首先在退火保温时间t一定的情况下，分别设置不同的退火温度，退火温度设为520、530、540、550、560、570、580、590、600℃共9种情况进行试验，然后对试验结果进行比较，找出最佳退火温度T；
然后在最佳退火温度T一定的情况下，再对保温时间进行不同设定，分别设为15、30、45、60分钟共4种情况进行试验，再对不同保温时间下的试验结果进行比较，找出最佳保温时间t；
最后得出结论：共模电感用磁芯最佳热处理方法中的最佳退火温度为560～570℃，最佳保温时间为60分钟。
进一步包括下述步骤：
共模电感用磁芯热处理过程为从室温开始匀速升温至480℃，用时80分钟；然后进行一次保温，使温度稳定在480℃，保温60分钟；
然后进行二次升温，升温至510℃；用时15分钟；然后进行二次保温，使炉子温度稳定在510℃，保温30分钟；
然后进行三次升温，调整升温速率，升温至560～570℃；用时20分钟；然后进行三次保温，使炉子温度稳定在560～570℃，保温60分钟，
保温结束后采用直接出炉，用风扇迅速降温。
热处理温度为560℃，保温时间60分钟，出炉后用风扇快速冷却。然后对处理好的磁芯绕线测试，测试结果如下：初始磁导率μ0.08＝108,000，最高磁导率μm＝680,000，饱和磁密Bs＝1175mT，矫顽力Hc＝0.53A/m，单位铁损Ps(0.5T/20KHz时)＝23.6W/Kg，单位铁损Ps(0.2T/100KHz时)＝61.8W/Kg。
通过测试结果表明采用此种热处理方式处理的磁芯性能比标准要求高出很多，优异的磁性能可使产品产生较强的阻尼效果，衰减共模电流，能大大提高产品的抗干扰能力。
例子2；用10mm宽的超微晶带材卷绕成内径25mm，外径40mm的共模电感用磁芯，按本发明的热处理方法对绕制好的磁芯进行热处理：热处理温度为563℃，保温时间60分钟，出炉后用风扇快速冷却。然后对处理好的磁芯绕线测试，测试结果如下：初始磁导率μ0.08＝99,000，最高磁导率 μm＝635,000，饱和磁密Bs＝1166mT，矫顽力Hc＝0.59A/m，单位铁损Ps(0.5T/20KHz时)＝20.3W/Kg，单位铁损Ps(0.2T/100KHz时)＝60.2W/Kg。
通过测试结果表明采用此种热处理方式处理的磁芯性能比标准要求高出很多，优异的磁性能可使产品产生较强的阻尼效果，衰减共模电流，能大大提高产品的抗干扰能力。
例子3：用10mm宽的超微晶带材卷绕成内径25mm，外径40mm的共模电感用磁芯，按本发明的热处理方法对绕制好的磁芯进行热处理：热处理温度为566℃，保温时间60分钟，出炉后用风扇快速冷却。然后对处理好的磁芯绕线测试，测试结果如下：初始磁导率μ0.08＝116,000，最高磁导率μm＝732,000，饱和磁密Bs＝1171mT，矫顽力Hc＝0.48A/m，单位铁损Ps(0.5T/20KHz时)＝21.2W/Kg，单位铁损Ps(0.2T/100KHz时)＝59.8W/Kg。
通过测试结果表明采用此种热处理方式处理的磁芯性能比标准要求高出很多，优异的磁性能可使产品产生较强的阻尼效果，衰减共模电流，能大大提高产品的抗干扰能力。
例子4：用10mm宽的超微晶带材卷绕成内径25mm，外径40mm的共模电感用磁芯，按本发明的热处理方法对绕制好的磁芯进行热处理：热处理温度为570℃，保温时间60分钟，出炉后用风扇快速冷却。然后对处理好的磁芯绕线测试，测试结果如下：初始磁导率μ0.08＝105,000，最高磁导率μm＝706,000，饱和磁密Bs＝1169mT，矫顽力Hc＝0.62A/m，单位铁损Ps(0.5T/20KHz时)＝23.8W/Kg，单位铁损Ps(0.2T/100KHz时)＝62.8W/Kg。
通过测试结果表明采用此种热处理方式处理的磁芯性能比标准要求高出很多，优异的磁性能可使产品产生较强的阻尼效果，衰减共模电流，能大大提高产品的抗干扰能力。
例子5：：用30mm宽的超微晶带材卷绕成内径130mm，外径160mm的电力互感器用磁芯，按本发明热处理工艺对绕制好的磁芯进行热处理，热处理温度为560℃，保温时间60分钟，具体升温过程按图1示，出炉后用风扇快速冷却。然后对处理好的磁芯绕线测试，测试结果如下：初始磁导率μ0.08＝119,000，最高磁导率μm＝743,000，饱和磁密Bs＝1182mT，矫顽力Hc＝0.68A/m，单位铁损Ps(0.5T/20KHz时)＝23.9W/Kg，单位铁损Ps(0.2T/100KHz时)＝61W/Kg。通过测试结果表明采用此种热处理方式处理的 磁芯性能比标准要求高出很多，可大大提高产品的测量精度，缩小体积，节约成本。
例子6：：用30mm宽的超微晶带材卷绕成内径130mm，外径160mm的电力互感器用磁芯，按本发明热处理工艺对绕制好的磁芯进行热处理，热处理温度为563℃，保温时间60分钟，具体升温过程按图1示，出炉后用风扇快速冷却。然后对处理好的磁芯绕线测试，测试结果如下：初始磁导率μ0.08＝103,000，最高磁导率μm＝652,000，饱和磁密Bs＝1176mT，矫顽力Hc＝0.52A/m，单位铁损Ps(0.5T/20KHz时)＝22.5W/Kg，单位铁损Ps(0.2T/100KHz时)＝60.3W/Kg。通过测试结果表明采用此种热处理方式处理的磁芯性能比标准要求高出很多，可大大提高产品的测量精度，缩小体积，节约成本。
例子7：：用30mm宽的超微晶带材卷绕成内径130mm，外径160mm的电力互感器用磁芯，按本发明热处理工艺对绕制好的磁芯进行热处理，热处理温度为567℃，保温时间60分钟，具体升温过程按图1示，出炉后用风扇快速冷却。然后对处理好的磁芯绕线测试，测试结果如下：初始磁导率μ0.08＝112,000，最高磁导率μm＝709,000，饱和磁密Bs＝1162mT，矫顽力Hc＝0.49A/m，单位铁损Ps(0.5T/20KHz时)＝20.5W/Kg，单位铁损Ps(0.2T/100KHz时)＝58.9W/Kg。通过测试结果表明采用此种热处理方式处理的磁芯性能比标准要求高出很多，可大大提高产品的测量精度，缩小体积，节约成本。
例子8：：用30mm宽的超微晶带材卷绕成内径130mm，外径160mm的电力互感器用磁芯，按本发明热处理工艺对绕制好的磁芯进行热处理，热处理温度为570℃，保温时间60分钟，具体升温过程按图1示，出炉后用风扇快速冷却。然后对处理好的磁芯绕线测试，测试结果如下：初始磁导率μ0.08＝109,000，最高磁导率μm＝676,000，饱和磁密Bs＝1168mT，矫顽力Hc＝0.60A/m，单位铁损Ps(0.5T/20KHz时)＝21.9W/Kg，单位铁损Ps(0.2T/100KHz时)＝59.6W/Kg。通过测试结果表明采用此种热处理方式处理的磁芯性能比标准要求高出很多，可大大提高产品的测量精度，缩小体积，节约成本。
本发明工艺简单，经过这种工艺方法的热处理后的磁芯性能非常优越， 得到的超微晶磁芯性能参数远高于标准参数，可以大大提高使用了此磁芯的产品性能，降低产品成本。铁芯在升温过程中分别在480℃与510℃两个温度下进行了较长时间的保温，可以使磁芯内外部温度充分均衡，有效消除材料内应力，提高性能；同时根据超微晶材料的材料特性，在510℃下会有一个显著的晶化放热过程，使磁芯快速升温，因此特别在510℃下进行30分钟左右的保温，可以避免铁芯温度的骤增，使炉温与铁芯温度保持均衡，对磁芯的磁性能提高极为有利。经此热处理工艺处理的磁芯性能优异，各性能参数比标准要求高出很多，可大大提高产品性能及降低产品成本。注：超微晶磁芯的磁性能标准为：初始磁导率μ0.08＞60,000，最高磁导率μm＞200,000，饱和磁密Bs＞1100mT，矫顽力Hc＜1.6A/m，单位铁损Ps(0.5T/20KHz时)＜30W/Kg，单位铁损Ps(0.2T/100KHz时)＜70W/Kg。
Claims (1)
1.一种共模电感用磁芯的热处理方法，其特征在于，包括下述步骤：
用10mm宽的超微晶带材卷绕成内径25mm，外径40mm的共模电感用磁芯，进行热处理：
共模电感用磁芯热处理时采用无磁场退火、并同时用氩气保护：首先在退火保温时间t一定的情况下，分别设置不同的退火温度，退火温度设为520、530、540、550、560、570、580、590、600℃共9种情况进行试验，然后对试验结果进行比较，找出最佳退火温度T；
然后在最佳退火温度T一定的情况下，再对保温时间进行不同设定，分别设为15、30、45、60分钟共4种情况进行试验，再对不同保温时间下的试验结果进行比较，找出最佳保温时间t；
最后得出结论：共模电感用磁芯最佳热处理方法中的最佳退火温度为560℃，最佳保温时间为60分钟，
进一步包括下述步骤：
共模电感用磁芯热处理过程为从室温开始匀速升温至480℃，用时80分钟；然后进行一次保温，使温度稳定在480℃，保温60分钟；
然后进行二次升温，升温至510℃；用时15分钟；然后进行二次保温，使炉子温度稳定在510℃，保温30分钟；
然后进行三次升温，调整升温速率，升温至560℃；用时20分钟；然后进行三次保温，使炉子温度稳定在560℃，保温60分钟，
保温结束后采用直接出炉，用风扇迅速降温，
热处理温度为560℃，保温时间60分钟；然后对处理好的磁芯绕线测试，测试结果如下：初始磁导率μ0.08＝108,000，最高磁导率μm＝680,000，饱和磁密Bs＝1175mT，矫顽力Hc＝0.53A/m，0.5T/20kHz时单位铁损Ps＝23.6W/kg，0.2T/100kHz时单位铁损Ps＝61.8W/kg。
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| CN平3-146615A 1991.06.21 |
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