CN106493374A - 一种铁硅软磁合金粉体的制备方法 - Google Patents

一种铁硅软磁合金粉体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明为一种铁硅软磁合金的制备方法，其步骤如下：（1）所用的合金由重量百分比的Si5.0～6.2%、Cr2.0～4.0%、P0.05～0.15%、余量为Fe组成；（2）将原料装入坩埚内，用真空感应炉冶炼，合金熔液采用快速凝固方式冷却成薄片；（3）薄片破碎后，经液氮浸泡，用环锤磨制成并筛分出合金细颗粒粉末；（4）再用低速搅拌磨机研磨整形粉料形貌；（5）粉料在还原气氛下进行热处理，加热到780～900oC，保温2～5小时；（6）最后经筛分出合符用户粒度要求的细颗粒铁硅软磁合金粉体。采用该方法可制备出形貌良好、类球形的细铁硅软磁合金粉体，满足一体成型电感制备的需求。

Description

一种铁硅软磁合金粉体的制备方法
技术领域
本发明涉及金属粉末制备技术领域，尤其是一种铁硅软磁合金粉体的制备方法，特别适合制备一体成型电感的软磁合金粉体。
背景技术
铁硅合金粉体是一类性能优异的软磁材料，具有磁性能良好、原材料资源丰富和价格较低的优势，其领域应用广泛，可以应用到逆变电源、电力有源功率因数补偿电路、太阳光伏系统电源滤波等，包括制备一体成型电感。
目前铁硅合金粉体主要生产方式有三种:1) 气雾化法；2) 水雾化法；3) 机械破碎法。气雾化法生产的铁硅合金粉为球形粉，纯度高，但成型性差，难压制；水雾化法生产的铁硅合金粉为不规则形貌，氧含量高，杂质多，产品损耗高，性能差； 机械破碎法生产的粉成型性好，性能较好，但因铁硅合金难破碎，常规机械制粉困难，生产效率低，难大批量生产。由于制备一体成型电感的软磁合金粉体要求具有粒度小、形貌规则、易压制成型、防锈能力好等特点。由此可见，现有技术的三种铁硅合金粉体的制备方法是难以实现上述要求的。
发明内容
本发明的目的在于解决现有铁硅软磁合金粉体存在的上述问题，提供一种铁硅软磁合金粉体的制备方法。采用该方法制备的铁硅软磁合金粉体可满足制备一体成型电感产品的要求。
本发明的铁硅软磁合金粉体制备方法包括以下步骤：
（1）本发明的铁硅软磁合金由重量百分比的Si5.0～6.2%、Cr2.0～4.0%、P0.05～0.15%、余量为Fe组成；
（2）将原料装入坩埚内，用真空感应炉冶炼，合金熔液采用快速凝固方式冷却成薄片；
（3）合金薄片破碎后，经液氮浸泡，用环锤磨制成并筛分出合金细颗粒粉末；环锤磨粉时采用气氛保护干磨，保护气氛可选氮气、氩气；
（4）再用低速搅拌磨机研磨整形细颗粒粉料形貌；
（5）将粉料在还原气氛下进行热处理，加热到780～900oC，保温2～5小时；
（6）最后经筛分制备出合符用户粒度要求的细颗粒铁硅软磁合金粉体。
上述的铁硅合金粉体制备方法还可以采取如下措施进一步完善：
所述的快速凝固方式，是将合金溶液浇注至水冷辊上快速冷却凝固成薄片，其水冷辊的材质为铜或铜合金，水冷辊转速为5.5-7.0米/分；薄片厚度为0.4-0.7毫米。
所述的液氮浸泡，是将破碎后的料浸泡温度-190℃以下的液氮。
所述的环锤磨粉时采用湿磨或气氛保护干磨，优选是气氛保护干磨，保护气氛优选是氩气。
所述的细粉料在还原气氛下进行热处理所采用的气体为纯氢气、液氨裂解的氢气。
本发明的铁硅合金由于添加了Cr和P元素，有效地提高了铁硅合金的防锈耐蚀性能，并容易破碎制粉。此外，通过快速凝固冷却方法制成的铁硅合金薄片具有成分均匀、偏析少和易于破碎制粉等优点，再通过液氮浸泡、环锤磨和低速搅拌磨研整形等工艺的复合制粉方法能高效地获得形貌良好的细铁硅软磁合金粉体。因此，本铁硅软磁粉体的制备方法具有制备生产工艺简化、粉体质量高和能量消耗低等的有益效果，可满足一体成型电感制备的需求。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步对本发明做进一步说明。
实施例1
1.本发明实施例 1 的铁硅合金成分（重量百分比）为 ： Si5.1%、Cr4.0%、 P0.05%、余量为 Fe。
2.采用 45kg 真空感应熔炼炉冶炼，将工业纯铁、铬、结晶硅、磷铁按照冶炼顺序分别装入坩埚内，真空下熔化、精炼；合金熔液浇注至转速为7米/秒的水冷辊上快速冷却凝固成厚度为0.4-0.7毫米的合金薄片；
3.合金薄片经鄂式破碎机破碎至＜3毫米颗粒，用液氮浸泡15分钟；放入环锤磨机制粉；环锤磨粉时采用氩气保护气氛干法研磨，筛分出细颗粒粉末；
4.用低速搅拌磨机采用氮气保护气氛研磨整形细粉料形貌；
5.将细粉料在纯氢气还原气氛下加热到900oC，保温2小时热处理；
6.最后经筛分，制备出合符用户粒度要求的细颗粒铁硅软磁合金粉体。
实施例2
1.本发明实施例 2 的铁硅合金成分（重量百分比）为 ： Si6.1%、Cr2.0%、 P0.15%、 余量为 Fe。
2.采用 45kg 真空感应熔炼炉冶炼，将工业纯铁、铬、结晶硅、磷铁按照冶炼顺序分别装入坩埚内，真空下熔化、精炼；合金熔液浇注至转速为5.5米/秒的水冷辊上快速冷却凝固成厚度为0.4-0.7毫米 的合金薄片
3.合金薄片经鄂式破碎机破碎至＜3毫米颗粒，用液氮浸泡10分钟；放入环锤磨机制粉；环锤磨粉时采用氩气保护气氛干法研磨，筛分出细颗粒粉末；
4.用低速搅拌磨机采用氮气保护气氛研磨整形细粉料形貌；
5.将细粉料在纯氢气还原气氛下加热到780oC，保温5小时热处理；
6.最后经筛分，制备出合符用户粒度要求的细颗粒铁硅软磁合金粉体。
实施例3
1.本发明实施例 3 的铁硅合金成分（重量百分比）为 ： Si5.5%、Cr3.0%、 P0.11%、余量为 Fe。
2.采用 45kg 真空感应熔炼炉冶炼，将工业纯铁、铬、、结晶硅、磷铁、硫铁按照冶炼顺序分别装入坩埚内，真空下熔化、精炼；合金熔液浇注至转速为6.3米/秒的水冷辊上快速冷却凝固成厚度为0.4-0.7毫米 的合金薄片
3.合金薄片经鄂式破碎机破碎至＜3毫米颗粒，用液氮浸泡10分钟；放入环锤磨机制粉；环锤磨粉时采用氮气保护气氛干法研磨，筛分出细颗粒粉末；
4.用低速搅拌磨机采用氮气保护气氛研磨整形细粉料形貌；
5.将细粉料在纯氢气还原气氛下加热到860oC，保温5小时热处理；
6.最后经筛分，制备出合符用户粒度要求的细颗粒铁硅软磁合金粉体。

Claims (4)

1.一种铁硅软磁合金粉体的制备方法，其特征是按如下步骤进行：
1）本发明的铁硅软磁合金由重量百分比的Si5.0～6.2%、Cr2.0～4.0%、P0.05～0.15%、余量为Fe组成；
2）将原料装入坩埚内，用真空感应炉冶炼，合金熔液采用快速凝固方式冷却成薄片；
3）合金薄片破碎后，经液氮浸泡，用环锤磨制成并筛分出合金细颗粒粉末；环锤磨粉时采用气氛保护干磨，保护气氛可选用氮气、氩气；
4）再用低速搅拌磨机研磨整形粉料形貌；
5）将粉料在还原气氛下进行热处理，加热到780～900oC，保温2～5小时；
6）最后经筛分，制备出合符用户粒度要求的细颗粒铁硅软磁合金粉体。
2.根据权利要求1所述的铁硅软磁合金粉体的制备方法，其特征在于所述的液氮浸泡是将破碎后的粉料浸泡于温度为-190℃以下的液氮。
3.根据权利要求1所述的铁硅软磁合金粉体的制备方法，其特征在于所述的环锤磨粉时采用保护气氛下进行干磨，所采用的保护气体是氩气。
4.根据权利要求1所述的铁硅软磁合金粉体的制备方法，其特征在于所述的细粉料在还原气氛下进行的热处理所采用的气体为氢气或液氨裂解的氢气。
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