CN105185502B

CN105185502B - 一种铁合金复合材料及其制备方法

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Publication number: CN105185502B
Application number: CN201510553188.7A
Authority: CN
Inventors: 周勋; 聂敏; 谈敏
Original assignee: Shenzhen Sunlord Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Sunlord Electronics Co Ltd
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2018-01-12
Anticipated expiration: 2035-09-01
Also published as: CN105185502A

Abstract

本发明公开了一种铁合金复合材料及其制备方法，铁合金复合材料的组分按包括按质量百分比计：FeSiCr 91.5％～99.5％、Al₂O₃0.5％～9.5％。铁合金复合材料的制备方法包括混合、热处理、粉碎、造粒、压制和烧结。本发明通过加入适量Al₂O₃来优化铁合金复合材料的磁导率特性。

Description

一种铁合金复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及铁合金材料技术领域，尤其涉及一种铁合金复合材料及其制备方法。

背景技术

目前铁合金材料产品在广泛用于快速消费类的智能终端产品，而快速消费类的智能终端产品对材料的特性要求不断的更新和升级，所以研究和提高铁合金材料的特性是非常必要。

全球最大的智能移动终端IC方案公司已经对未来的功率电感产品的规格性能要求已经提出。未来功率电感将是尺寸更小型化和具有更高的耐电流的能力。提高铁合金材料的磁导率可以缩减功率电感产品的体积，更能提高功率电感产品的耐电流特性，所以研究和提高铁合金材料的磁导率也是势在必行。

提高合金材料的磁导率一般可以从配方上做调整，但是通过配方调整提高磁导率的能力越来越有限。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种铁合金复合材料及其制备方法，该铁合金复合材料具有提高磁导率，适应功率电感的小型化和大电流化对软磁材料的要求。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种铁合金复合材料，其组分包括按质量百分比计：FeSiCr 91.5％～99.5％、Al₂O₃ 0.5％～9.5％。

进一步地，所述FeSiCr为平均粒径是5～30μm的粉末，所述Al₂O₃为粒径是50～100nm的纳米材料。

本发明另外还公开了一种铁合金复合材料的制备方法，包括：步骤S1：将按质量百分比计的组分FeSiCr 91.5％～99.5％和Al₂O₃ 0.5％～9.5％进行混合；步骤S2：将步骤S1中混合好的铁合金复合材料的各组分进行热处理，形成合金复合料；步骤S3：将步骤S2中合金复合料进行压片，形成合金复合材料磁片；步骤S4：将步骤S3中合金复合材料磁片进行回火，形成处理后的合金复合材料磁片；步骤S5：将步骤S4中合金复合材料磁片进行破碎，形成破碎后的合金复合料；步骤S6：将步骤S5中合金复合料加入溶剂进行混合，形成料浆；步骤S7：将步骤S6中合金复合料加入树脂进行造粒，形成颗粒料；步骤S8：将步骤S7中造粒形成的颗粒料进行压制，形成坯件；步骤S9：将步骤S8中压制形成的坯件进行烧结，形成铁合金复合材料。

进一步地：

步骤S6中所加入的溶剂为无水乙醇，混合时间为30～60分钟，混合后形成的料浆的粒径控制在5～30μm。

步骤S7中加入树脂混合时间为30～60分钟。

步骤S3中压片的密度控制在4.9～5.0g/cm³。

步骤S4复合材料的回火温度为450～500℃，回火时间为240～250分钟。

步骤S5复合材料的破碎粒径D50在300um。

步骤S7中所加入的树脂为所述料浆重量的10％的糠醛树脂，所述造粒是指在氮气气氛下进行喷雾造粒。

步骤S8中采用粉末成型机进行压制，所述坯件的密度控制在5.8～6.0g/cm³。

步骤S2中热处理的温度控制在260～520℃，热处理时间为100～250分钟，热处理气氛为氮气，氧含量控制在1％以下。

步骤S6中烧结的温度控制在700～820℃，烧结时间为200～300分钟，烧结气氛为氮气，氧含量控制在1％以下。

本发明与现有技术对比的有益效果包括：

本发明通过调整合金产品的密度来提升材料磁导率效果。通过将纳米Al₂O₃添加到合金材料中，优化调整Al₂O₃与FeSiCr的组分含量配比，有效降低合金产品的成型压力，显著提高合金产品的成型密度，由此显著提升合金材料的磁导率和合金产品的电感量，从而得到高磁导率的铁合金复合材料。按照优选实施例中的工艺参数条件，能够进一步优化产品的品质。

附图说明

图1是本发明实施例和对比例的磁导率特性对比图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

本发明实施例采用不同含量的比例的铁合金复合材料，并对各实施例配比所制备的铁合金复合材料分别进行测试和评价。

实施例1

铁合金复合材料制备方法具体包括以下的步骤：

步骤S1：将按质量百分比计的组分FeSiCr 99.00％和Al₂O₃ 1.00％进行混合；

步骤S2：将步骤S1中混合好的铁合金复合材料的各组分进行热处理，形成合金复合料；

步骤S3：将步骤S2中合金复合料进行压片，形成合金复合材料磁片；

步骤S4：将步骤S3中合金复合材料磁片进行回火，形成处理后的合金复合材料磁片；

步骤S5：将步骤S4中合金复合材料磁片进行破碎，形成破碎后的合金复合料；

步骤S6：将步骤S5中合金复合料加入溶剂进行搅拌混合，形成料浆；

步骤S7：将步骤S6中合金复合料加入树脂进行造粒，形成颗粒料；

步骤S8：将步骤S7中造粒形成的颗粒料进行压制，形成坯件；

步骤S9：将步骤S8中压制形成的坯件进行烧结，形成铁合金复合材料。

通过以上工序制得所述铁合金复合材料。

优选地，步骤S6中所加入的溶剂为无水乙醇，混合时间为30～60分钟，混合后形成的料浆的粒径控制在5～30μm。

优选地，步骤S7中加入树脂混合时间为30～60分钟。

优选地，步骤S3中压片的密度控制在4.9～5.0g/cm³。

优选地，步骤S4复合材料的回火温度为450～500℃，回火时间为240～250分钟。

优选地，步骤S5复合材料的破碎粒径D50在300um。

优选地，步骤S7中所加入的树脂为所述料浆重量的10％的糠醛树脂，所述造粒是指在氮气气氛下进行喷雾造粒。

优选地，步骤S8中采用粉末成型机进行压制，所述坯件的密度控制在5.8～6.0g/cm³。

优选地，步骤S2中热处理的温度控制在260～520℃，热处理时间为100～250分钟，热处理气氛为氮气，氧含量控制在1％以下；

优选地，步骤S9中烧结的温度控制在700～820℃，烧结时间为200～300分钟，烧结气氛为氮气，氧含量控制在1％以下。

实施例2

与实施例1不同之处在于，步骤S1中将按质量百分比计的组分：FeSiCr 97.00％、Al₂O₃3.0％进行混合。

实施例3

与实施例1不同之处在于，步骤S1中将按质量百分比计的组分：FeSiCr 95.50％、Al₂O₃4.50％进行混合。

对比例1

与实施例1不同之处在于，步骤S1中将按质量百分比计的组分：FeSiCr 99.80％、Al₂O₃0.20％进行混合。

对比例2

与实施例1不同之处在于，步骤S1中将按质量百分比计的组分：FeSiCr 90.00％、Al₂O₃10.00％进行混合。

对比例3

与实施例1不同之处在于，步骤S1中将按质量百分比计的组分：FeSiCr 85.00％、Al₂O₃15.00％进行混合。

其中表1中所示为实施例和对比例的铁合金复合材料组分配比。

将烧结后的铁合金复合材料分别进行测试和评价。在匝数N＝26Ts条件下，使用HP-4284型LCR测试仪测试磁环样品的起始磁导率μ_i，得到了实施例和对比例的组分配比所制备得到铁合金复合材料的磁性能如表2。

表1实施例和对比例的组分配比

成分，wt％	FeSiCr	Al2O3
			实施例1	99.00％	1.00％
实施例2	97.00％	3.00％
			实施例3	95.50％	4.50％
对比例1	99.80％	0.20％
			对比例2	90.00％	10.00％
对比例3	85.00％	15.00％

表2实施例和对比例的μi性能

表2列出了实施例和对比例的性能及评价，表2中附加“*”的数值为未达到指标下限的值，从表2及图1中可以看出，本发明的实施例和对比例相比较，本发明铁合金复合材料的磁导率性能具有明显的优越性。

本领域技术人员将认识到，对以上描述做出众多变通是可能的，所以实施例仅是用来描述一个或多个特定实施方式。

尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受限于在此披露的特定实施例，但本发明可能还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。

Claims

1.一种铁合金复合材料，其特征在于，所述铁合金复合材料的组分是按质量百分比计：FeSiCr 91.5％～97.0％、Al₂O₃ 3.0％％～9.5％，所述FeSiCr为平均粒径是5～30μm的粉末，所述Al₂O₃为粒径是50～100nm的纳米材料。

2.一种铁合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

步骤S1：将按质量百分比计的组分FeSiCr 91.5％～97.0％和Al₂O₃ 3.0％～9.5％进行混合，所述FeSiCr为平均粒径是5～30μm的粉末，所述Al₂O₃为粒径是50～100nm的纳米材料；

步骤S4：将步骤S3中复合材料磁片进行回火，形成处理后的合金复合材料磁片；

步骤S6：将步骤S5中合金复合料加入溶剂进行混合，形成料浆；

步骤S8：将步骤S7中造粒形成的颗粒料进行压制，形成坯件；

3.如权利要求2所述的铁合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S6中粉碎过程中所加入的溶剂为无水乙醇，混合时间为30～60分钟，混合后形成的料浆的粒径控制在5～50μm。

4.如权利要求3所述的铁合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S7中加入树脂混合30～60分钟。

5.如权利要求2所述的铁合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S7中所加入的树脂为所述料浆重量的10％的糠醛树脂，所述造粒是指在氮气气氛下进行喷雾造粒。

6.如权利要求2所述的铁合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S8中采用粉末成型机进行压制，所述坯件的密度控制在5.8～6.0g/cm³。

7.如权利要求2至6任一项所述的铁合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中热处理的温度控制在260～520℃，热处理时间为100～250分钟，热处理气氛为氮气，氧含量控制在1％以下；步骤S9中烧结的温度控制在700～820℃，烧结时间为200～300分钟，烧结气氛为氮气，氧含量控制在1％以下。

8.如权利要求2至6任一项所述的铁合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中压片的密度控制在4.9～5.0g/cm³。

9.如权利要求2至6任一项所述的铁合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S4复合材料的回火温度为450～500℃，回火时间为240～250分钟。

10.如权利要求2至6任一项所述的铁合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S5复合材料的破碎粒径D50在300um。