CN103680795A - 一种非晶组合磁粉芯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属软磁材料制造领域，具体涉及一种非晶组合磁粉芯的制备方法；其包括如下步骤：步骤一，分别制备磁导率相差200以上的两种磁粉芯，所述磁粉芯的外形为等高的立方体形，每种磁导率的磁粉芯分别制备两块；步骤二，将四块磁粉芯用导磁胶拼接成组合磁粉芯，组合磁粉芯的俯视图为中空的长方形或正方形，并采用将不同磁导率的磁粉芯相连的拼接方式；本发明通过采用同种非晶材料制备了组合铁芯，使铁芯连接处有效接触面大大增加，损耗降低、效率提高。
Description
技术领域
本发明属于金属软磁材料制造领域，具体涉及一种非晶组合磁粉芯的制备方法。
背景技术
金属磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料，其特殊的软磁性能使其在许多应用场合具有其他磁性材料难以比拟的优势。21世纪以来，科技进步需要各种高性能的电子器件，由此对磁粉芯提出了更高的要求。非晶FeSiB磁粉芯具有品质因数高、高频损耗低、价格低廉等特点，在高频电感铁芯领域具有广泛的应用前景。
组合式软磁铁芯是利用磁导率相差较大的两种软磁材料拼接而成，拼接成长方形的铁芯在高磁导率边形成磁通短路，减小有效磁路，与常规软磁铁芯相比达到相同电感量时所用线圈更少，极大节约成本。目前常用的组合式软磁铁芯通常是铁硅铝、铁硅等与铁氧体的组合，但是这种不同材料的组合铁芯其连接处有效接触面较小，不同材料具备不同的饱和磁感应强度(Bs)导致该组合铁芯在使用时产生较多的热量，同时使铁芯损耗增高、效率降低。因此如何降低组合铁芯的损耗、提高效率是制备组合磁粉芯的一个重要问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有低损耗高效率的非晶组合磁粉芯的制备方法。
本发明的技术方案为：一种非晶组合磁粉芯的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，分别制备磁导率相差200以上的两种磁粉芯，所述磁粉芯的外形为等高的立方体形，每种磁导率的磁粉芯分别制备两块；
步骤二，将四块磁粉芯用导磁胶拼接成组合磁粉芯，组合磁粉芯的俯视图为中空的长方形或正方形，并采用将不同磁导率的磁粉芯相连的拼接方式。
优化的，磁粉芯的制备方法为采用机械破碎法将非晶带材粉碎成粉末，筛分出不同粒度，将粉末混合均匀，用磷化液浸泡做钝化处理、去离子水清洗后120℃烘干，采用玻璃粉作为绝缘剂，环氧树脂、丙酮混合溶液作为粘结剂，微粉蜡作为润滑剂进行绝缘包覆并压制成型，经热处理后浸绝缘漆。
优化的，所述两种磁粉芯的磁导率分别为30和300。
优化的，所述磁导率为30的磁粉芯的粉末粒度及其重量配比为：170~200目 5%-10%，200-270目 35%-40%，270-325目 45%-55%，325-400目 10%-20%；其钝化条件为在10%的磷化液中浸泡1h。
优化的，所述磁导率为300的磁粉芯的粉末粒度及其重量配比为：140-170目 45%-55%，170-200目 35%-40%，270-325目 10%-15%；325-400目 5%-10%；其钝化条件为在7%的磷化液中浸泡3h。
优化的，所述拼接方式为：两块磁导率低的磁粉芯的长边构成组合磁粉芯的两条平行对边，磁导率高的两块磁粉芯的长边分别与两块磁导率低的磁粉芯的短边构成两条平行对边。
本发明的有益效果在于：1、通过采用同种非晶材料制备了组合铁芯，使铁芯连接处有效接触面大大增加，损耗降低、效率提高；2、通过采用磁导率相差200以上的不同非晶磁粉芯制备的组合铁芯，减小了有效磁路，常规软磁铁芯相比达到相同电感量时所用线圈更少，极大节约成本；3、在非晶磁粉芯制备过程中通过科学的粒度配比，并调整钝化条件，分别制得磁导率低至30以及磁导率高达300的长条状非晶磁粉芯，利用导磁胶粘接成长方形的组合铁芯，制备方法简单，生产效率高。
附图说明
图1为实施例1提供的组合磁粉芯的示意图；
图2为对比例1提供的组合磁粉芯的示意图；
图3为对比例2提供的组合磁粉芯的示意图；
图4为对比例3提供的组合磁粉芯的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式具体说明本发明。
实施例1
本实施例的技术方案为：一种非晶组合磁粉芯的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，分别制备磁导率相差200以上的两种磁粉芯，所述磁粉芯的外形为等高的立方体形，每种磁导率的磁粉芯分别制备两块；
步骤二，将四块磁粉芯用导磁胶拼接成组合磁粉芯，组合磁粉芯的俯视图为中空的长方形或正方形，并采用将不同磁导率的磁粉芯相连的拼接方式。
其中，磁粉芯的制备方法为采用机械破碎法将非晶带材粉碎成粉末，筛分出不同粒度，将粉末混合均匀，用磷化液浸泡做钝化处理、去离子水清洗后120℃烘干，采用玻璃粉作为绝缘剂，环氧树脂、丙酮混合溶液作为粘结剂，微粉蜡作为润滑剂进行绝缘包覆并压制成型，经热处理后浸绝缘漆。
其中，所述两种磁粉芯的磁导率分别为30和300。
其中，所述磁导率为30的磁粉芯的粉末粒度及其重量配比为：170~200目 5%-10%，200-270目 35%-40%，270-325目 45%-55%，325-400目 10%-20%；其钝化条件为在10%的磷化液中浸泡1h。
其中，所述磁导率为300的磁粉芯的粉末粒度及其重量配比为：140-170目 45%-55%，170-200目 35%-40%，270-325目 10%-15%；325-400目 5%-10%；其钝化条件为在7%的磷化液中浸泡3h。
其中磁导率为30的非晶粉料压制成70*20*20的长条，磁导率为300的非晶粉料压制成100*20*20的长条，压制密度保持一致；将压制得到的非晶条在惰性气体保护气氛下经450℃热处理1h，冷却后浸泡绝缘漆并120℃烘干。
其中，所述拼接方式为：两块磁导率低的磁粉芯的长边构成组合磁粉芯的两条平行对边，磁导率高的两块磁粉芯的长边分别与两块磁导率低的磁粉芯的短边构成两条平行对边。
对比例1
本对比例的技术方案为：一种非晶组合磁粉芯的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，制备磁导率为30的四块磁粉芯，所述磁粉芯的外形为等高的立方体形。
步骤二，将四块磁粉芯用导磁胶拼接成组合磁粉芯，组合磁粉芯的俯视图为中空的正方形，并采用将磁粉芯首尾相连的拼接方式。
其中，磁粉芯的制备方法为采用机械破碎法将非晶带材粉碎成粉末，筛分出不同粒度，将粉末混合均匀，用磷化液浸泡做钝化处理、去离子水清洗后120℃烘干，采用玻璃粉作为绝缘剂，环氧树脂、丙酮混合溶液作为粘结剂，微粉蜡作为润滑剂进行绝缘包覆并压制成型，经热处理后浸绝缘漆。
其中，所述磁导率为30的磁粉芯的粉末粒度及其重量配比为：170~200目 5%-10%，200-270目 35%-40%，270-325目 45%-55%，325-400目 10%-20%；其钝化条件为在10%的磷化液中浸泡1h。
其中磁导率为30的非晶粉料压制成70*20*20的长条，压制密度保持一致；将压制得到的非晶条在惰性气体保护气氛下经450℃热处理1h，冷却后浸泡绝缘漆并120℃烘干。
对比例2
本对比例与对比例1的区别在于：步骤一中制备磁导率为300的四块磁粉芯，所述磁导率为300的磁粉芯的粉末粒度及其重量配比为：140-170目 45%-55%，170-200目 35%-40%，270-325目 10%-15%；325-400目 5%-10%；其钝化条件为在7%的磷化液中浸泡3h；磁导率为300的非晶粉料压制成100*20*20的长条。
对比例3
本对比例的组合铁芯采用2块磁导率为30的铁硅铝和2块磁导率为300的铁氧体铁芯构成，其中两块铁硅铝的长边构成组合磁粉芯的两条平行对边，两块铁氧体的长边分别与两块铁硅铝的短边构成两条平行对边。其中铁硅铝压制成70*20*20的长条，铁氧体压制成100*20*20的长条。
将实施例1和对比例1-3制备的组合磁粉芯分别用漆包线绕相应的圈数，测量其电感，在初始电感达到32000μH时，统计每种样品的线圈匝数；通过B-H分析仪测试制得的磁粉芯的动态磁导率(μ)和单位体积损耗（Pcv），采用LCR仪测试其直流偏置(DCBias)，并将四个例子的粒度配比和性能记录在表1中。
表1
从表1中可以看到，采用本发明提供的技术方案制得了所需的磁导率为30和300的非晶磁粉芯；与对比例3由铁氧体铁硅铝组合铁芯相比，本发明提供的组合磁粉芯具有损耗低同时直流偏置相差不大的特点；与仅采用磁导率为300的磁粉芯构成的组合磁粉芯相比，本发明提供的组合磁粉芯具有损耗低同时直流偏置相高的特点；与仅采用磁导率为30的磁粉芯构成的组合磁粉芯相比，本发明提供的组合磁粉芯具有电感高的特点。
本实施方式的有益效果在于：1、通过采用同种非晶材料制备了组合铁芯，使铁芯连接处有效接触面大大增加，损耗降低、效率提高；2、通过采用磁导率相差200以上的不同非晶磁粉芯制备的组合铁芯，减小了有效磁路，与常规软磁铁芯相比达到相同电感量时所用线圈更少，极大节约成本；3、在非晶磁粉芯制备过程中通过科学的粒度配比，并调整钝化条件，分别制得磁导率低至30以及磁导率高达300的长条状非晶磁粉芯，利用导磁胶粘接成长方形的组合铁芯，制备方法简单，生产效率高。
Claims (6)
1.一种非晶组合磁粉芯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，分别制备磁导率相差200以上的两种磁粉芯，所述磁粉芯的外形为等高的立方体形，每种磁导率的磁粉芯分别制备两块；
步骤二，将四块磁粉芯用导磁胶拼接成组合磁粉芯，组合磁粉芯的俯视图为中空的长方形或正方形，并采用将不同磁导率的磁粉芯相连的拼接方式。
2.根据权利要求1所述的非晶组合磁粉芯的制备方法，其特征在于：磁粉芯的制备方法为采用机械破碎法将非晶带材粉碎成粉末，筛分出不同粒度，将粉末混合均匀，用磷化液浸泡做钝化处理、去离子水清洗后120℃烘干，采用玻璃粉作为绝缘剂，环氧树脂、丙酮混合溶液作为粘结剂，微粉蜡作为润滑剂进行绝缘包覆并压制成型，经热处理后浸绝缘漆。
3.根据权利要求1所述的非晶组合磁粉芯的制备方法，其特征在于：所述两种磁粉芯的磁导率分别为30和300。
4.根据权利要求3所述的非晶组合磁粉芯的制备方法，其特征在于：所述磁导率为30的磁粉芯的粉末粒度及其重量配比为：170~200目 5%-10%，200-270目 35%-40%，270-325目 45%-55%，325-400目 10%-20%；其钝化条件为在10%的磷化液中浸泡1h。
5.根据权利要求3所述的非晶组合磁粉芯的制备方法，其特征在于：所述磁导率为300的磁粉芯的粉末粒度及其重量配比为：140-170目 45%-55%，170-200目 35%-40%，270-325目 10%-15%；325-400目 5%-10%；其钝化条件为在7%的磷化液中浸泡3h。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的非晶组合磁粉芯的制备方法，其特征在于：拼接方式为：两块磁导率低的磁粉芯的长边构成组合磁粉芯的两条平行对边，磁导率高的两块磁粉芯的长边分别与两块磁导率低的磁粉芯的短边构成两条平行对边。
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