CN103680916B - 一种Fe-Cu-Nb-Ni-P-B纳米晶磁芯的制备方法 - Google Patents

一种Fe-Cu-Nb-Ni-P-B纳米晶磁芯的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Fe-Cu-Nb-Ni-P-B纳米晶磁芯的制备方法，其具体步骤如下：将铁基非晶薄带真空等温退火制得纳米晶薄带；将制得的纳米晶薄带进行破碎，得到纳米晶金属粉末；然后将纳米晶金属粉末分成不同等份的A、B料；A料加异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯进行处理，B料先用甘油和羊毛脂处理，再用尿素、硅灰石粉和羧甲基纤维素处理；将处理后的A料、B料混合均匀，加入阳离子型苯丙溶液，压制成型，将成型后的磁芯表面涂覆磁芯胶400-36，固化，即得成品。本发明制备出来的磁芯成品具有损耗值低、耐高温等优点，其综合性能优良。

Description

一种Fe-Cu-Nb-Ni-P-B纳米晶磁芯的制备方法
技术领域
本发明涉及一种Fe-Cu-Nb-Ni-P-B纳米晶磁芯的制备方法，属于磁性材料技术领域。
背景技术
铁基纳米晶软磁材料具有开关电源扼流圈用、高磁导率低矫顽力和低的高频损耗、良好的强硬度耐磨性及耐腐蚀性、良好的温度及环境稳定性，其综合磁性能远远优于硅钢、铁氧体、坡莫合金和非晶合金等是目前世界上公认的综合性能优异的软磁材料。目前已被广泛应用于制造共模扼流圈、高频开关电源、高频逆变器、高灵敏度保真磁头、高性能磁放大器等元器件。然而现有的纳米晶磁芯还存在磁导率不稳定、损耗大等缺点，且现有生产工艺产品合格率不高，易出现破损。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种Fe-Cu-Nb-Ni-P-B纳米晶磁芯的制备方法，提高磁导率稳定性，降低损耗值。
本发明采用的技术方案如下：
一种Fe-Cu-Nb-Ni-P-B纳米晶磁芯的制备方法，包括以下步骤：
（1）将利用机械合金化法制得的铁基非晶薄带在温度为500-550℃、真空度为0.001-0.0015Pa条件下真空等温退火2-3h，然后空冷至室温，即得纳米晶薄带；其中，所述铁基非晶薄带各组分质量百分比为：Fe60-65%、Ni10-15%、Gu1-2%、Nb2-3%、P10-15%、B4-8%，其带宽为10-15mm，带厚为20-30μm；
（2）将制得的纳米晶薄带进行破碎，得到纳米晶金属粉末，然后将纳米晶金属粉末按重量比20-30%、70-80%分成A、B料；
（3）取A料加入0.5-1%的异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯，2000-3000rpm高速搅拌10-15min，烘干，粉碎研细成粉末，过200-300目筛，待用；
（4）取B料加入1-2%的甘油和2-3%的羊毛脂，1500-2000rpm高速研磨20-30min，烘干，然后加入适量的水打浆10-15min，制成浓度为55-60%的浆液，并加入浆液重量0.2-0.3%的尿素、0.3-0.4%的硅灰石粉、0.2-0.3%羧甲基纤维素，搅拌均匀，再通过胶体磨磨浆至粒径小于25μm，将液体浆料通过喷雾干燥塔喷雾干燥成颗粒状粉体，待用；
（5）将经上述步骤（3）和步骤（4）处理后A料、B料混合均匀，加入3-5%的阳离子苯丙乳液，搅拌均匀，采用1.5-1.8GPa的压制压力压制成磁芯；
（6）将成型的磁芯在以氩气为保护气氛，升温速率为100-110℃/min下进行退火热处理，升温至550-600℃保温1-1.5h，空冷至室温；
（7）用磁芯胶400-36均匀的涂覆在磁芯的表面，厚度控制在1-2mm，然后放置在125-145℃烘箱中固化20-25min，即得成品。
本发明的有益效果：
本发明将纳米晶金属粉末分为A、B两份，对A、B料进行了不同的绝缘包覆处理，有效阻碍了金属粉末颗粒之间的直接接触，降低了金属粉末颗粒间所产生的涡流损耗，从而降低了产品的总损耗值。本发明的包覆处理还可以有效提高磁导率频率特性，增大品质因数，提高磁芯的高温稳定性。本发明制作工艺简单，生产成本低，制备出来的磁芯成品具有高饱和磁感应强度、损耗值低、耐高温等优点，其综合性能优良，不易破损，提高了产品的可靠性。
具体实施方式
一种Fe-Cu-Nb-Ni-P-B纳米晶磁芯的制备方法，包括以下步骤：
（1）将利用机械合金化法制得的铁基非晶薄带在温度为550℃、真空度为0.0015Pa条件下真空等温退火2h，然后空冷至室温，即得纳米晶薄带；其中，所述铁基非晶薄带各组分质量百分比为：Fe63.5%、Ni13%、Gu1.5%、Nb3%、P12%、B7%，其带宽为12mm，带厚为25μm；
（2）将制得的纳米晶薄带进行破碎，得到纳米晶金属粉末，然后将纳米晶金属粉末按重量比24%、76%分成A、B料；
（3）取A料加入0.8%的异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯，3000rpm高速搅拌10min，烘干，粉碎研细成粉末，过200目筛，待用；
（4）取B料加入1.5%的甘油和2%的羊毛脂，2000rpm高速研磨20min，烘干，然后加入适量的水打浆15min，制成浓度为55%的浆液，并加入浆液重量0.25%的尿素、0.3%的硅灰石粉、0.25%羧甲基纤维素，搅拌均匀，再通过胶体磨磨浆至粒径小于25μm，将液体浆料通过喷雾干燥塔喷雾干燥成颗粒状粉体，待用；
（5）将经上述步骤（3）和步骤（4）处理后A料、B料混合均匀，加入4%的阳离子苯丙乳液，搅拌均匀，采用1.6GPa的压制压力压制成磁芯；
（6）将成型的磁芯在以氩气为保护气氛，升温速率为105℃/min下进行退火热处理，升温至570℃保温1h，空冷至室温；
（7）用磁芯胶400-36均匀的涂覆在磁芯的表面，厚度为1.5mm，然后放置在130℃烘箱中固化25min，即得成品。
经检测，本发明磁芯的主要磁性能：μe=8.9×104，Bs=1.44T,P0.5/20k=16W/kg，P0.5/50k=78W/kg，与25℃时磁芯性能相比，在-50℃和50℃时磁芯性能的相对变化率不超过5%。

Claims (1)

1.一种Fe-Cu-Nb-Ni-P-B纳米晶磁芯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将利用机械合金化法制得的铁基非晶薄带在温度为500-550℃、真空度为0.001-0.0015Pa条件下真空等温退火2-3h，然后空冷至室温，即得纳米晶薄带；其中，所述铁基非晶薄带各组分质量百分比为：Fe60-65%、Ni10-15%、Gu1-2%、Nb2-3%、P10-15%、B4-8%，其带宽为10-15mm，带厚为20-30μm；
（2）将制得的纳米晶薄带进行破碎，得到纳米晶金属粉末，然后将纳米晶金属粉末按重量比20-30%、70-80%分成A、B料；
（3）取A料加入0.5-1%的异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯，2000-3000rpm高速搅拌10-15min，烘干，粉碎研细成粉末，过200-300目筛，待用；
（4）取B料加入1-2%的甘油和2-3%的羊毛脂，1500-2000rpm高速研磨20-30min，烘干，然后加入适量的水打浆10-15min，制成浓度为55-60%的浆液，并加入浆液重量0.2-0.3%的尿素、0.3-0.4%的硅灰石粉、0.2-0.3%羧甲基纤维素，搅拌均匀，再通过胶体磨磨浆至粒径小于25μm，将液体浆料通过喷雾干燥塔喷雾干燥成颗粒状粉体，待用；
（5）将经上述步骤（3）和步骤（4）处理后A料、B料混合均匀，加入3-5%的阳离子苯丙乳液，搅拌均匀，采用1.5-1.8GPa的压制压力压制成磁芯；
（6）将成型的磁芯在以氩气为保护气氛，升温速率为100-110℃/min下进行退火热处理，升温至550-600℃保温1-1.5h，空冷至室温；
（7）用磁芯胶400-36均匀的涂覆在磁芯的表面，厚度控制在1-2mm，然后放置在125-145℃烘箱中固化20-25min，即得成品。
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