CN103745790A - 金属磁粉芯用混合软磁粉末 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了金属磁粉芯用混合软磁粉末，在软磁性金属粉末的表面具有表面绝缘层的粉末和成型润滑剂的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其中，相对于混合粉末的总体质量，粒度在100目筛下的混合粉末的质量比例在95%以上，粒度在200目筛下的混合粉末的质量比例在70%以上，粒度在400目筛下的混合粉末的质量比例在30%以下。本发明金属磁粉芯用混合软磁粉末，通过合理控制具有绝缘层的软磁金属粉末和含有润滑剂的混合软磁金属粉末的粒度分布，且润滑剂在磁粉芯进行热处理后产生的气体能够从磁粉芯内部顺利排出，能够有效抑制磁粉芯在热处理后的体积膨胀，防止磁粉芯因热处理造成密度降低，提高了磁粉芯的尺寸精度，抑制了磁性能的恶化。
Description
技术领域
本发明属于混合软磁粉末技术领域，具体涉及一种金属磁粉芯用混合软磁粉末。
背景技术
相对于硅钢片，软磁金属磁粉芯具有损耗低的优点；相对于软磁铁氧体磁芯，软磁金属磁粉芯具有饱和磁通密度高的优点。因此近年来金属磁粉芯在高频大功率电感器件中得到广泛应用。为了降低磁粉芯的损耗和提高直流叠加性能，到目前为止进行了粉末热处理、粉末表面绝缘包覆和对成型体进行高温热处理等的研究。但现有技术中在对磁粉芯成型体进行高温热处理后，磁粉芯的尺寸会发生变化，通常会由于高温热处理而产生体积膨胀。磁粉芯由于热处理而产生的尺寸膨胀不但影响最终产品的尺寸精度，而且磁性能有恶化的倾向。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种软磁金属混合粉末，该混合粉末在成型体进行热处理前后尺寸变化小。
所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于是在软磁性金属粉末的表面具有表面绝缘层的粉末和成型润滑剂的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其中，相对于混合粉末的总体质量，粒度在100目筛下的混合粉末的质量比例在95%以上，粒度在200目筛下的混合粉末的质量比例在70%以上，粒度在400目筛下的混合粉末的质量比例在30%以下。
所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于相对混合粉末的总质量，所述润滑剂的质量比为0.3-0.9%。
所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于所述软磁性金属粉末是指纯铁粉末、FeAl粉末、FeSi粉末、FeNi粉末、FeSiAl粉末、FeSiNi粉末、FeSiAlNi粉末、铁基非晶纳米晶粉末、钴基非晶纳米晶粉末中的任一种。上述软磁金属粉末可以通过机械粉碎法、水雾化法、气体雾化法等方法而得到。
所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于表面绝缘层由无机物绝缘层和有机物绝缘层组成，所述无机物绝缘层表面形成有机物绝缘层。
所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于无机物绝缘层为经过磷化处理、铬酸盐处理、水玻璃处理、氧化物处理中的任一方法处理得到的无机物绝缘层。
所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于有机物绝缘层为硅酮树脂绝缘层、酚醛树脂绝缘层、环氧树脂绝缘层、聚酰胺树脂绝缘层、聚酰亚胺树脂绝缘层中的任一种。上述润滑剂优选相对于混合软磁金属粉末的总质量，质量比为0.3-0.9%。质量比低于0.3%，则起不到润滑效果，不利于磁粉芯成型；质量比高于0.9%，则会使磁粉芯在后续热处理中产生较多气体排出，使磁粉芯密度降低，磁性能恶化。
所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于所述成型润滑剂为硬脂酸盐类润滑剂、脂肪酸酰胺类润滑剂、石蜡中的任一种。
所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于该磁粉芯的热处理温度为400-800℃。
本发明金属磁粉芯用混合软磁粉末，通过合理控制具有绝缘层的软磁金属粉末和含有润滑剂的混合软磁金属粉末的粒度分布，且润滑剂在磁粉芯进行热处理后产生的气体能够从磁粉芯内部顺利排出，能够有效抑制磁粉芯在热处理后的体积膨胀，防止磁粉芯因热处理造成密度降低，提高了磁粉芯的尺寸精度，抑制了磁性能的恶化。
具体实施方式
以下为本发明的具体实施方式，对本发明的技术特征做进一步的说明，但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1
作为软磁金属粉末，选用FeSi粉末，使用100目、200目、400目筛网对粉末进行筛分，取筛下粉末备用。
作为软磁金属粉末的表面绝缘层，先磷化处理进行无机物绝缘，然后硅酮树脂处理进行有机物绝缘。磷化处理的处理液质量比为：水：H3PO4：(NH4)2HPO4=50：30：20。磷化处理后的绝缘层厚度为40-80nm。硅酮树脂处理时，先将硅酮树脂溶解到甲苯中，使树脂浓度为8%。硅酮树脂处理后形成的有机物绝缘层厚度为200-400nm。
将经过绝缘处理后的磁性粉末与硬脂酸锌润滑剂混合，相对于混合软磁金属粉末的总质量，硬脂酸锌的质量比为0.8%。
然后对以上混合粉末进行成型。成型压力为20吨/平方厘米。得到60mm×30mm×30mm的成型体。对所得到的成型体在氮气保护气氛下在700℃进行热处理。升温到700℃时的升温速率为5℃/分钟，保温时间为60分钟，随后随炉冷却。
磁粉芯的尺寸变化率按以下公式来定义。尺寸变化率低于0.005%判定为合格，高于0.005%判定为不合格。
实验结果列于表1中。从表1中可以看出：实施例101-103是满足本发明的含有绝缘层和润滑剂的软磁金属混合粉末，热处理后尺寸变化小；比较例104-106为不满足本发明规定的粉末的磁粉芯，热处理后尺寸变化大。
表1
实施例2
作为软磁金属粉末，选用FeSiAl粉末，使用100目、200目、400目筛网对粉末进行筛分，取筛下粉末备用。
作为软磁金属粉末的表面绝缘层，先磷化处理进行无机物绝缘，然后硅酮树脂处理进行有机物绝缘。磷化处理的处理液质量比为：水：H3PO4：(NH4)2HPO4=50：30：20。磷化处理后的绝缘层厚度为40-80nm。硅酮树脂处理时，先将硅酮树脂溶解到甲苯中，使树脂浓度为7%。硅酮树脂处理后形成的有机物绝缘层厚度为200-400nm。
将经过绝缘处理后的磁性粉末与硬脂酸锌润滑剂混合，相对于混合软磁金属粉末的总质量，硬脂酸锌的质量比为0.5%。
然后对以上混合粉末进行成型。成型压力为15吨/平方厘米。得到60mm×30mm×30mm的成型体。对所得到的成型体在氮气保护气氛下在600℃进行热处理。升温到700℃时的升温速率为5℃/分钟，保温时间为60分钟，随后随炉冷却。
磁粉芯的尺寸变化率按以下公式来定义。尺寸变化率低于0.005%判定为合格，高于0.005%判定为不合格。
实验结果列于表2中。从表2中可以看出：实施例201-203是满足本发明的含有绝缘层和润滑剂的软磁金属混合粉末，热处理后尺寸变化小；比较例204-206为不满足本发明规定的粉末的磁粉芯，热处理后尺寸变化大。
表2
本发明中所描述的具体实施例，仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员，可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
Claims (8)
1.金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于是在软磁性金属粉末的表面具有表面绝缘层的粉末和成型润滑剂的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其中，相对于混合粉末的总体质量，粒度在100目筛下的混合粉末的质量比例在95%以上，粒度在200目筛下的混合粉末的质量比例在70%以上，粒度在400目筛下的混合粉末的质量比例在30%以下。
2.根据权利要求1所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于相对混合粉末的总质量，所述润滑剂的质量比为0.3-0.9%。
3.根据权利要求1所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于所述软磁性金属粉末是指纯铁粉末、FeAl粉末、FeSi粉末、FeNi粉末、FeSiAl粉末、FeSiNi粉末、FeSiAlNi粉末、铁基非晶纳米晶粉末、钴基非晶纳米晶粉末中的任一种。
4.根据权利要求1所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于表面绝缘层由无机物绝缘层和有机物绝缘层组成，所述无机物绝缘层表面形成有机物绝缘层。
5.根据权利要求4所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于无机物绝缘层为经过磷化处理、铬酸盐处理、水玻璃处理、氧化物处理中的任一方法处理得到的无机物绝缘层。
6.根据权利要求4所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于有机物绝缘层为硅酮树脂绝缘层、酚醛树脂绝缘层、环氧树脂绝缘层、聚酰胺树脂绝缘层、聚酰亚胺树脂绝缘层中的任一种。
7.根据权利要求1或2所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于所述成型润滑剂为硬脂酸盐类润滑剂、脂肪酸酰胺类润滑剂、石蜡中的任一种。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的金属磁粉芯用混合软磁粉末，其特征在于该磁粉芯的热处理温度为400-800℃。
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