CN102982956A

CN102982956A - 高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末及其制备方法

Info

Publication number: CN102982956A
Application number: CN2012104414736A
Authority: CN
Inventors: 崔毅; 汪志荣; 占建伟
Original assignee: JIANDE YITONG METAL POWDER CO Ltd
Current assignee: Hangzhou Yitong New Materials Co., Ltd.
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: CN102982956B

Abstract

本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末及其制备方法，解决金属软磁钢材及软磁铁氧体两大类别软磁材料存在的缺陷问题，其特征是包含84～89%Fe、5.5～6.5%Si、2.0～4.0%Ni、1.5～2.0%Cr、2.0～3.0%Mo；将原材料置于中频炉内，升温过程中惰性气体保护，待完全融化后，在1650～1750℃下适当保温，以20～100千克每分钟的流量进行钢液雾化，雾化后的粉浆进行脱水，再经真空干燥后进行还原处理，还原后的粉块破碎，过150目筛网后包装而成。利用此粉末可以制备出磁性能优良的金属软磁制品。

Description

高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末及其制备方法

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末及其制备方法。

背景技术

金属软磁粉芯兼有金属软磁钢材及软磁铁氧体两大类别软磁材料的优良特性，并最大限度地改善了二者存在的缺陷，目前软磁粉芯的发展趋势是追求制备出同时拥有高导磁率和低损耗的金属软磁粉芯，要想达到这个目标，其中原材料粉末至关重要，粉末的元素成份配置、粒度分布等物理化学性能对软磁制品的磁性能影响很大。现有技术中高导磁率材料的制造方式如专利公开号为CN1246500A涉及一种高分子/磁性纳米复合微波介质材料，含氟、不含氟的高聚物或它们的共聚，共混物的高分子材料与金属、合金或铁氧体软磁材料按1∶1至1∶10重量份混合组成，其方法是将粉末或悬浊液的高分子和磁性材料经搅拌，球磨或超声等方法均匀复合，用0.4～4吨/cm²的压力制成一定形状，在空气、氩气、氮气或氢气中，在120～400℃温度下热处理30分钟制得，这种材料无法替代本发明所提出的金属粉末。又如专利公开号为CN101572150A提供了一种具有高饱和磁化强度的微晶软磁粉材料，其成分的重量百分含量为:4～7%AL、7～12%SI、0.05～0.2%CU、0.1-0.5%ZR、0.5～2.5%B、0.05～0.1%PR、0.05～0.1%LA、0.01～0.05%P、其余为FE。还有如专利公开号为CN102136331A公开了一种高效软磁复合材料及其制备方法，该材料是由高电阻率软磁铁氧体构成巢壁结构，巢壁结构的铁氧体包围并完全隔离巢内软磁性金属或合金颗粒软磁相，使巢内软磁性金属或合金颗粒软磁相相互绝缘，软磁性金属或合金颗粒的含量为50wt%～99wt%，余为软磁铁氧体；方法是将软磁性金属或合金颗粒与软磁铁氧体粉末按比例混合，使软磁铁氧体粉末完全均匀包覆于软磁性金属或合金颗粒表面，再经放电等离子烧结致密化复合烧结成形，最后进行去应力退火热处理。这些配方和制造方法所得到的产品均具有独自特点，无法取代本发明所得到产品。

发明内容

本发明的目的是为了解决金属软磁钢材及软磁铁氧体两大类别软磁材料存在的缺陷问题，提供一种配方科学、工艺合理的高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末及其制备方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末及其制备方法，其特征是包含以下粉末元素的重量百分含量：84～89% Fe、5.5～6.5% Si、2.0～4.0% Ni、1.5～2.0%Cr、2.0～3.0%Mo；其过程是将原材料按配方比例备料置于中频炉内，加热升温，熔炼过程采用惰性气体保护，待原材料完全融化后，把熔融的钢液在1650～1750℃下保温5～10分钟，再将钢液以20～100千克每分钟的流量进行高压水雾化工序，雾化过程中使用惰性气体进行保护，雾化后的粉浆进行脱水，再经真空干燥后进行还原处理，还原温度600～800℃，氨分解气流量30～40立方米每小时，将还原后的粉块进行破碎，过150目筛网后包装而成。“氨分解气流量”指每小时通入还原炉中的体积数。通过本工艺方法，可制取粒度组成合理，元素配置恰当、成份均匀稳定等特点的金属粉末，由这种粉末制成的金属软磁零件具有高导磁率低损耗的磁性能特点。

作为优选，所述的原材料完全融化后，除去液面漂浮渣，并调整好各粉末元素成份。金属材料融化过程按常规程序操作，除去表面氧化物等杂物，在实际生产过程中，可抽查金属熔液的各元素量，保证最佳设计配方。

作为优选，所述的钢液雾化工序，经漏包底部漏孔流下，高压泵出口喷出的水流压力为30～45Mpa。雾化过程也可采用其它方式获得所设计的金属粒度，但按本装置的金属流量需要合理的水流压力配合。

作为优选，所述的还原处理在钢带还原炉里进行。自动流水线的钢带还原炉高效、品质稳定。

作为优选，所述的在还原炉中，利用氨分解气把粉末产品表面的部分氧还原。氨分解气是一种还原性气体，粉末雾化烘干以后，颗粒表面的氧含量较高，不利于制品厂家工艺的生产，需把粉末在还原炉中还原。氨分解气中有75%左右的氢气，在设定温度下可把还原炉中粉末表面的部分氧还原掉。

作为优选，所述的获得的产品粉末性能为：粒度分布比例是100微米以上颗粒含量 0～5%；45微米至100微米颗粒含量40～60%；45微米以下颗粒含量是40～50%。

作为优选，所述的获得的产品粉末性能还包括：松装密度（g/cm³）为2.8～3.0；氧含量小于1500ppm。

本发明的有效效果是：改善了金属软磁钢材和软磁铁氧体两种软磁材料存在的缺陷，综合机械性能优异，利用此粉末可以制备出磁性能优良的金属软磁制品。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

本实施例一种高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末，材料准备：250千克工业纯铁、18千克纯硅片、9千克镍板、10千克含铬60%的铬铁，11千克含钼55%的钼铁。

还原后的粉块经锤式破碎机破碎后，过150目筛网后包装而成。

及其制备过程是：将配方好的备料置于中频炉内，加热升温，熔炼过程采用惰性气体保护，待原材料完全融化后，把熔融的钢液在1700℃下保温5分钟，再将钢液以30千克每分钟的流量经漏包底部漏孔流下进入雾化桶内、水流在30Mpa的压力下进行钢液雾化工序，在雾化过程中使用氮气进行保护，氮气压力为0.3Mpa。雾化后的粉浆进行脱水，经真空干燥处理后，在通入氨分解气的钢带还原炉内进行还原，还原温度为700℃，氨分解气流量30立方米每小时，还原后的粉块经锤式破碎机破碎，再过150目筛网后包装。

所得的产品粉末性能为：粒度分布比例是100微米以上颗粒含量3%；45微米至100微米颗粒含量50%；45微米以下颗粒含量是47%。松装密度为2.9g/cm³，氧含量为1400ppm。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构、工艺均属于本发明的保护范围。

Claims

1. 一种高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末及其制备方法，其特征是包含以下粉末元素的重量百分含量：84～89% Fe、5.5～6.5% Si、2.0～4.0% Ni、1.5～2.0%Cr、2.0～3.0%Mo；其过程是将原材料按配方比例备料置于中频炉内，加热升温，熔炼过程采用惰性气体保护，待原材料完全融化后，把熔融的钢液在1650～1750℃下保温5～10分钟，再将钢液以20～100千克每分钟的流量进行高压水雾化工序，雾化过程中使用惰性气体进行保护，雾化后的粉浆进行脱水，再经真空干燥后进行还原处理，还原温度600～800℃，氨分解气流量30～40立方米每小时，将还原后的粉块进行破碎，过150目筛网后包装而成。

2.根据权利要求1所述的高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末及其制备方法，其特征在于所述的原材料完全融化后，除去液面漂浮渣，并调整好各粉末元素成份。

3.根据权利要求1或2所述的高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末及其制备方法，其特征在于所述的钢液雾化工序，经漏包底部漏孔流下，高压泵出口喷出的水流压力为30～45Mpa。

4.根据权利要求1或2所述的高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末及其制备方法，其特征在于所述的还原处理在钢带还原炉里进行。

5.根据权利要求1或2所述的高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末及其制备方法，其特征在于在还原炉中，利用氨分解气把粉末产品表面的部分氧还原。

6.根据权利要求1或2所述的高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末及其制备方法，其特征在于获得的产品粉末性能为：粒度分布比例是100微米以上颗粒含量 0～5%；45微米至100微米颗粒含量40～60%；45微米以下颗粒含量是40～50%。

7.根据权利要求1或2所述的高导磁率低损耗金属软磁材料用粉末及其制备方法，其特征在于获得的产品粉末性能还包括：松装密度（g/cm³）为2.8～3.0；氧含量小于1500ppm。