CN102982945B - 一种含有CaO的铁磁芯的制造方法 - Google Patents

一种含有CaO的铁磁芯的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含有CaO的铁磁芯的制造方法，包括以下步骤：按重量份计算，还原铁粉72-75、氧化铁粉13-15、MnO？2.5-4.5、ZnO？3-4、改性纳米碳1.5-2.5、氧化硼1.8-2.8、CaO？2.3-2.8、SnO2？2.5-4、V2O5？3.7-4.3、Fe3O4？3.3-3.8进行配料，然后依次通过预烧、一次球磨、二次球磨、成型和烧结即得；本发明的磁芯配方合理，制备方法简单，制得的磁芯饱和磁感应强度较高，损耗较低，耐温较高，同时本发明通过添加改性纳米碳、氧化硼成分，可以作为不同原料之间的桥梁结合作用，使用原料分布更好，密度高、晶界电阻率高、气孔率低、晶粒大而均匀，烧结时不会出现裂纹，组织致密，变形小，合理改进原料配方，烧结过程中变形程度微小；能够线切割、切削、研磨等。

Description

一种含有CaO的铁磁芯的制造方法
技术领域
本发明属于粉末冶金技术，具体涉及一种含有CaO的铁磁芯的制造方法。
背景技术
铁粉磁芯的饱和磁感应强度一般约为9000-11000高斯，在100-2000赫兹的交变电场中铁损很大。铁硅铝磁芯饱和磁感应强度一般约为5000-9000高斯，铁损还较低，但它的材质机械强度过低；铁氧体的饱和磁感应强度约为2700-4200高斯，铁损情况相当良好，但饱和磁感应强度太低，且不宜切削。
发明内容
为了缓解现有技术的不足和缺陷，本发明的目的在于提供一种含有CaO的铁磁芯的制造方法。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
含有CaO的铁磁芯的制造方法，包括以下步骤：
（1）原料的配比为按重量份计算，还原铁粉72-75、氧化铁粉13-15、MnO2.5-4.5、ZnO3-4、改性纳米碳1.5-2.5、氧化硼1.8-2.8、CaO2.3-2.8、SnO22.5-4、V2O53.7-4.3、Fe3O43.3-3.8，所述的改性纳米碳通过以下方法制备：
a、将树木灰烬用10-15%的氢氧化钠溶液浸泡2-3小时后；
b、用10-15%盐酸溶液浸泡2-3小时；
c、用去离子水洗涤多次，至树木灰烬为中性，烘干；
d、研磨为0.8-1.0μm粉末，得到改性树木灰烬；
e、在纳米碳中加入相当于其重量3-5%的上述得到的改性树木灰烬、2-3%的纳米二氧化硅，充分混合得到；
（2）预烧：将除去改性纳米碳、氧化硼之外的的原料加水与分散剂进行一次球磨3-3.5小时，然后喷雾干燥，进行预烧，预烧温度为950-1000℃，预烧时间为1-1.5小时；
（3）二次球磨：将一次球磨料，加入水与分散剂进行二次球磨2-3小时，喷雾干燥、制成220-250目粒料；
（4）成型：将二次球磨料与改性纳米碳、氧化硼混合，12500-14000转/分，高速分散1-2小时，然后加入粘结剂压制成坯；
（5）烧结：将上述成型后的成型坯件放进烧结炉，在0.05-0.1%氧体积含量的氮气氛中，先以130-150℃/小时速率升温至650-700℃，保温1-2小时；在0.5-1%氧体积含量的氮气氛中，以150-170℃/小时速率升温至910-930℃时，保温0.5-1.5小时；在2-4%氧体积含量的氮气氛中，再以90-120℃/小时速率升温至1280-1350℃，烧结保温时间为3-4小时；烧结后在0.05-0.1%氧体积含量的氮气氛中以70-90℃/小时速率降温后即得。
本发明的有益效果：
本发明的磁芯配方合理，制备方法简单，制得的磁芯饱和磁感应强度较高，损耗较低，耐温较高，同时本发明通过添加改性纳米碳、氧化硼成分，可以作为不同原料之间的桥梁结合作用，使用原料分布更好，密度高、晶界电阻率高、气孔率低、晶粒大而均匀，烧结时不会出现裂纹，组织致密，变形小，合理改进原料配方，烧结过程中变形程度微小；能够线切割、切削、研磨等。
具体实施方式
实施例1：含有CaO的铁磁芯的制造方法，包括以下步骤：
（1）原料的配比为按重量份（斤）计算，还原铁粉74、氧化铁粉14、MnO3.5、ZnO3.5、改性纳米碳2、氧化硼2.4、CaO2.6、SnO23.3、V2O54、Fe3O43.5，所述的改性纳米碳通过以下方法制备：
a、将树木灰烬用12%的氢氧化钠溶液浸泡2-3小时后；
b、用12%盐酸溶液浸泡2-3小时；
c、用去离子水洗涤多次，至树木灰烬为中性，烘干；
d、研磨为0.8-1.0μm粉末，得到改性树木灰烬；
e、在纳米碳中加入相当于其重量4%的上述得到的改性树木灰烬、2.5%的纳米二氧化硅，充分混合得到；
（2）预烧：将除去改性纳米碳、氧化硼之外的的原料加水与分散剂进行一次球磨3-3.5小时，然后喷雾干燥，进行预烧，预烧温度为980℃，预烧时间为1-1.5小时；
（3）二次球磨：将一次球磨料，加入水与分散剂进行二次球磨2-3小时，喷雾干燥、制成220目粒料；
（4）成型：将二次球磨料与改性纳米碳、氧化硼混合，13300转/分，高速分散1-2小时，然后加入粘结剂压制成坯；
（5）烧结：将上述成型后的成型坯件放进烧结炉，在0.05-0.1%氧体积含量的氮气氛中，先以140℃/小时速率升温至670℃，保温1-2小时；在0.5-1%氧体积含量的氮气氛中，以160℃/小时速率升温至920℃时，保温0.5-1.5小时；在2-4%氧体积含量的氮气氛中，再以105℃/小时速率升温至1320℃，烧结保温时间为3-4小时；烧结后在0.05-0.1%氧体积含量的氮气氛中以80℃/小时速率降温后即得。
通过上述实施例制得的磁芯的饱和磁感应强度在13300-15800高斯；在400赫兹的情况下与厚度为0.5毫米的无取向硅钢片相比较，降低铁损91%，低温类型磁芯可达487℃；高温类型磁芯可达838℃；在10KHz时初始磁导率达6650-7750；利用本发明的磁芯在200-1100赫兹的交变电场中使用，与铁氧体相比较，体积可缩小至34-39%。

Claims (1)

1.一种含有CaO的铁磁芯的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）原料的配比为按重量份计算，还原铁粉72-75、氧化铁粉13-15、MnO2.5-4.5、ZnO3-4、改性纳米碳1.5-2.5、氧化硼1.8-2.8、CaO2.3-2.8、SnO22.5-4、V2O53.7-4.3、Fe3O43.3-3.8；
所述的改性纳米碳通过以下方法制备：
a、将树木灰烬用10-15%的氢氧化钠溶液浸泡2-3小时后；
b、用10-15%盐酸溶液浸泡2-3小时；
c、用去离子水洗涤多次，至树木灰烬为中性，烘干；
d、研磨为0.8-1.0μm粉末，得到改性树木灰烬；
e、在纳米碳中加入相当于其重量3-5%的上述得到的改性树木灰烬、2-3%的纳米二氧化硅，充分混合得到；
（2）预烧：将除了改性纳米碳、氧化硼之外的原料加水与分散剂进行一次球磨3-3.5小时，然后喷雾干燥，进行预烧，预烧温度为950-1000℃，预烧时间为1-1.5小时；
（3）二次球磨：将一次球磨料，加入水与分散剂进行二次球磨2-3小时，喷雾干燥、制成220-250目粒料；
（4）成型：将二次球磨料与改性纳米碳、氧化硼粉末混合，12500-14000转/分，高速分散1-2小时，然后加入粘结剂压制成坯；
（5）烧结：将上述成型后的成型坯件放进烧结炉，在0.05-0.1%氧体积含量的氮气氛中，先以130-150℃/小时速率升温至650-700℃，保温1-2小时；在0.5-1%氧体积含量的氮气氛中，以150-170℃/小时速率升温至910-930℃时，保温0.5-1.5小时；在2-4%氧体积含量的氮气氛中，再以90-120℃/小时速率升温至1280-1350℃，烧结保温时间为3-4小时；烧结后在0.05-0.1%氧体积含量的氮气氛中以70-90℃/小时速率降温后即得。
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