CN108831662A - 一种铁粉芯原料及铁粉芯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种铁粉芯原料，包括原料A和原料B；原料A：由80%~99%的铁粒与1%~20%的铁硅铝组成，原料A的总量为100%；原料B：由磷酸、树脂、润滑粉、酒精组成，原料A与磷酸的重量比为100:0.1~0.3；原料A与树脂的重量比为100:0.3~0.8，原料A与润滑粉的重量比为100:0.1~0.5，原料A与酒精的重量比为100:1~4.5。
Description
技术领域
本发明涉及磁芯技术领域，具体涉及一种铁粉芯原料及铁粉芯的制备方法。
背景技术
磁粉芯是指将铁磁性粉末与绝缘粘结剂混合压制而成的复合软磁材料，根据材质不同，其主要有坡莫合金磁粉芯、铁粉芯和铁硅铝磁粉芯等。
随着技术的发展，许多设备都对电子元件有小型化的要求，这就要求磁芯要具备高的磁导率，而铁硅铝磁粉芯和坡莫合金磁粉芯都具有高磁导率和低损耗的特点，由于铁硅铝磁粉芯相较于坡莫合金来说，价格更为低廉，因此，其在许多场合已经替代了坡莫合金磁芯。但是，铁硅铝磁粉芯有一个突出的缺点，那就是其电感的直流叠加特性差（随着叠加直流磁场强度的增加，其磁导率下降的幅度大），正是铁硅铝磁粉芯的这个缺点，使得这种优异的金属软磁粉芯不能再大电流（高叠加磁场）的场合下使用，极大的限制了铁硅铝磁粉芯的使用范围。
铁粉芯虽然损耗高，只适合在低频工作，且其磁导率低，因此体积相对较大，但是直流叠加特性较好，且价格相对铁硅铝磁粉芯更为低廉，因此提高铁粉芯的磁导率、降低其损耗，使其能够达到铁硅铝磁粉芯的性能用以在高频工作下替代铁硅铝磁粉芯是十分有意义的。
申请号为201210389520.7的中国专利文件公开了一种高直流偏置特性铁硅铝磁粉芯的制备方法，其公开了可以将铁粉与铁铝硅金属粉末进行配比，而铁硅铝金属粉末与铁粉的重量比为100:0.05~3，也就是说其还是以铁硅铝金属粉末为主体材料，而铁粉为含量极少的辅料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁粉芯原料及铁粉芯的制备方法，通过选择的原料和制备工艺来得到一种低损耗、高磁导率和直流叠加高叠加的铁粉芯。
一种铁粉芯原料，包括原料A和原料B；
原料A：由80%~99%的铁粒与1%~20%的铁硅铝组成，原料A的总量为100%；
原料B：由磷酸、树脂、润滑粉、酒精组成，原料A与磷酸的重量比为100:0.1~0.3；原料A与树脂的重量比为100:0.3~0.8，原料A与润滑粉的重量比为100:0.1~0.5，原料A与酒精的重量比为100:1~4.5。
一种铁粉芯原料，包括原料A和原料B；
原料A：由90%的铁粒与10%的铁硅铝组成，原料A的总量为100%；
原料B：由磷酸、树脂、润滑粉、酒精组成，原料A与磷酸的重量比为100:0.1；原料A与树脂的重量比为100:0.3，原料A与润滑粉的重量比为100:0.3，原料A与酒精的重量比为100:1.5；所述润滑粉为滑石粉，所述树脂为酚醛树脂。
铁粉芯的制备方法，包括以下过程：
步骤1：将80%~99%的铁粒与1%~20%的铁硅铝均匀混合，配置成混合粉体，占铁粒总重量20%的铁粒为50目，占铁粒总重量25%的铁粒为100目，占铁粒总重量30%的铁粒为200目，另外占铁粒总重量25%的铁粒为400目，铁硅铝为200目；
步骤2：用酒精稀释磷酸，酒精与磷酸的重量比为1:15，得到稀释酒精；
步骤3：对酚醛树脂加热融化成液体后，将液体酚醛树脂与上述混合粉体、稀释酒精以及润滑粉混合，在30r/min的条件下搅拌40min后再110℃条件下烘干；混合粉体与润滑粉的重量比为100:0.1~0.5，混合粉体与稀释酒精的重量比为100:0.16~0.48，混合粉体与酚醛树脂的重量比为100:0.3~0.8；
步骤4：将经过步骤3的混合物压制成环形，给予的压强为2bar；
步骤5：压制成型的环形铁粉芯在500℃~550℃进行退火处理后喷漆得到成品。
铁粉芯的制备方法，其特征在于，包括以下过程：
步骤1：将90%的铁粒与10%的铁硅铝均匀混合，配置成混合粉体，占铁粒总重量20%的铁粒为50目，占铁粒总重量25%的铁粒为100目，占铁粒总重量30%的铁粒为200目，另外占铁粒总重量25%的铁粒为400目，铁硅铝为200目；
步骤2：用酒精稀释磷酸，酒精与磷酸的重量比为1:15，得到稀释酒精；
步骤3：对酚醛树脂加热融化成液体后，将液体酚醛树脂与上述混合粉体、稀释酒精以及润滑粉混合，在30r/min的条件下搅拌40min后再110℃条件下烘干；混合粉体与润滑粉的重量比为100:0.3，混合粉体与稀释酒精的重量比为100:0.16，混合粉体与酚醛树脂的重量比为100:0.3；
步骤4：将经过步骤3的混合物压制成环形，给予的压强为2bar；
步骤5：压制成型的环形铁粉芯在500℃~550℃进行退火处理后喷漆得到成品。
本发明与现有技术相比，具有以下优势：
本发明中采用了铁粉做主料，并对铁粉进行级配，不同目数的粉粒在均匀的搅拌过程中，空隙匹配，相互填充，由于粉粒的目数有大有小，相比全部选择目数较大的铁粉来说，在一定程度上减少了气隙，而较小目数的铁粒与较大目数的铁粒填充配合，也增大了密度，从而使得磁导率在一定程度上提高，损耗在一定程度上降低；再则选用了极少量的铁硅铝对铁粒进行配合，其目数适中，混合均匀后在大小不同目数的铁粒之间形成间隔，配合环氧树脂，相当于形成了骨架，减少铁粒之间的应力，使得损耗低。
本发明中选用了酚醛树脂作为胶粘剂来替代现有技术中常选择的环氧树脂，这是由于酚醛树脂具备更好的耐热性能和阻燃性，对最终成品铁粉芯的耐热性能有正面作用。除此之外，当酚醛树脂与混合粉体的重量比为100:0.3~0.8时，其磁导率和损耗率都较佳，能够达到铁硅铝磁芯的磁导率，当树脂与混合粉体的重量比为100:0.3时，其磁导率最佳，达到160，若采用环氧树脂，则树脂与和混合粉体的重量比需要达到100:1。
具体实施方式
实施例1
铁粉芯的制备方法，其特征在于，包括以下过程：
步骤1：将90%的铁粒与10%的铁硅铝均匀混合，配置成混合粉体，占铁粒总重量20%的铁粒为50目，占铁粒总重量25%的铁粒为100目，占铁粒总重量30%的铁粒为200目，另外占铁粒总重量25%的铁粒为400目，铁硅铝为200目；
步骤2：用酒精稀释磷酸，酒精与磷酸的重量比为1:15，得到稀释酒精；
步骤3：对酚醛树脂加热融化成液体后，将液体酚醛树脂与上述混合粉体、稀释酒精以及润滑粉混合，在30r/min的条件下搅拌40min后再110℃条件下烘干；混合粉体与润滑粉的重量比为100:0.3，混合粉体与稀释酒精的重量比为100:0.16，混合粉体与酚醛树脂的重量比为100:0.3；
步骤4：将经过步骤3的混合物压制成环形，给予的压强为2bar；
步骤5：压制成型的环形铁粉芯在500℃~550℃进行退火处理后喷漆得到成品。
实施例2
铁粉芯的制备方法，包括以下过程：
步骤1：将80%%的铁粒与20%的铁硅铝均匀混合，配置成混合粉体，占铁粒总重量20%的铁粒为50目，占铁粒总重量25%的铁粒为100目，占铁粒总重量30%的铁粒为200目，另外占铁粒总重量25%的铁粒为400目，铁硅铝为200目；
步骤2：用酒精稀释磷酸，酒精与磷酸的重量比为1:15，得到稀释酒精；
步骤3：对酚醛树脂加热融化成液体后，将液体酚醛树脂与上述混合粉体、稀释酒精以及润滑粉混合，在30r/min的条件下搅拌40min后再110℃条件下烘干；混合粉体与润滑粉的重量比为100:0.3，混合粉体与稀释酒精的重量比为100:0.16，混合粉体与酚醛树脂的重量比为100:0.3；
步骤4：将经过步骤3的混合物压制成环形，给予的压强为2bar；
步骤5：压制成型的环形铁粉芯在500℃~550℃进行退火处理后喷漆得到成品。
实施例3
铁粉芯的制备方法，包括以下过程：
步骤1：将99%的铁粒与1%的铁硅铝均匀混合，配置成混合粉体，占铁粒总重量20%的铁粒为50目，占铁粒总重量25%的铁粒为100目，占铁粒总重量30%的铁粒为200目，另外占铁粒总重量25%的铁粒为400目，铁硅铝为200目；
步骤2：用酒精稀释磷酸，酒精与磷酸的重量比为1:15，得到稀释酒精；
步骤3：对酚醛树脂加热融化成液体后，将液体酚醛树脂与上述混合粉体、稀释酒精以及润滑粉混合，在30r/min的条件下搅拌40min后再110℃条件下烘干；混合粉体与润滑粉的重量比为100:0.3，混合粉体与稀释酒精的重量比为100:0.16，混合粉体与酚醛树脂的重量比为100:0.3；
步骤4：将经过步骤3的混合物压制成环形，给予的压强为2bar；
步骤5：压制成型的环形铁粉芯在500℃~550℃进行退火处理后喷漆得到成品。
实施例4
铁粉芯的制备方法，包括以下过程：
步骤1：将90%的铁粒与10%的铁硅铝均匀混合，配置成混合粉体，占铁粒总重量20%的铁粒为50目，占铁粒总重量25%的铁粒为100目，占铁粒总重量30%的铁粒为200目，另外占铁粒总重量25%的铁粒为400目，铁硅铝为200目；
步骤2：用酒精稀释磷酸，酒精与磷酸的重量比为1:15，得到稀释酒精；
步骤3：对酚醛树脂加热融化成液体后，将液体酚醛树脂与上述混合粉体、稀释酒精以及润滑粉混合，在30r/min的条件下搅拌40min后再110℃条件下烘干；混合粉体与润滑粉的重量比为100:0.3，混合粉体与稀释酒精的重量比为100:0.16，混合粉体与酚醛树脂的重量比为100:0.8；
步骤4：将经过步骤3的混合物压制成环形，给予的压强为2bar；
步骤5：压制成型的环形铁粉芯在500℃~550℃进行退火处理后喷漆得到成品。
实施例5
铁粉芯的制备方法，包括以下过程：
步骤1：将80%~99%的铁粒与1%~20%的铁硅铝均匀混合，配置成混合粉体，占铁粒总重量20%的铁粒为50目，占铁粒总重量25%的铁粒为100目，占铁粒总重量30%的铁粒为200目，另外占铁粒总重量25%的铁粒为400目，铁硅铝为200目；
步骤2：用酒精稀释磷酸，酒精与磷酸的重量比为1:15，得到稀释酒精；
步骤3：对酚醛树脂加热融化成液体后，将液体酚醛树脂与上述混合粉体、稀释酒精以及润滑粉混合，在30r/min的条件下搅拌40min后再110℃条件下烘干；混合粉体与润滑粉的重量比为100:0.3，混合粉体与稀释酒精的重量比为100:0.48，混合粉体与酚醛树脂的重量比为100:0.3；
步骤4：将经过步骤3的混合物压制成环形，给予的压强为2bar；
步骤5：压制成型的环形铁粉芯在500℃~550℃进行退火处理后喷漆得到成品。
实施例6
铁粉芯的制备方法，包括以下过程：
步骤1：将80%~99%的铁粒与1%~20%的铁硅铝均匀混合，配置成混合粉体，占铁粒总重量20%的铁粒为50目，占铁粒总重量25%的铁粒为100目，占铁粒总重量30%的铁粒为200目，另外占铁粒总重量25%的铁粒为400目，铁硅铝为200目；
步骤2：用酒精稀释磷酸，酒精与磷酸的重量比为1:15，得到稀释酒精；
步骤3：对酚醛树脂加热融化成液体后，将液体酚醛树脂与上述混合粉体、稀释酒精以及润滑粉混合，在30r/min的条件下搅拌40min后再110℃条件下烘干；混合粉体与润滑粉的重量比为100:0.1，混合粉体与稀释酒精的重量比为100:0.32，混合粉体与酚醛树脂的重量比为100:0.5；
步骤4：将经过步骤3的混合物压制成环形，给予的压强为2bar；
步骤5：压制成型的环形铁粉芯在500℃~550℃进行退火处理后喷漆得到成品。
实施例7
铁粉芯的制备方法，包括以下过程：
步骤1：将80%~99%的铁粒与1%~20%的铁硅铝均匀混合，配置成混合粉体，占铁粒总重量20%的铁粒为50目，占铁粒总重量25%的铁粒为100目，占铁粒总重量30%的铁粒为200目，另外占铁粒总重量25%的铁粒为400目，铁硅铝为200目；
步骤2：用酒精稀释磷酸，酒精与磷酸的重量比为1:15，得到稀释酒精；
步骤3：对酚醛树脂加热融化成液体后，将液体酚醛树脂与上述混合粉体、稀释酒精以及润滑粉混合，在30r/min的条件下搅拌40min后再110℃条件下烘干；混合粉体与润滑粉的重量比为100:0.5，混合粉体与稀释酒精的重量比为100:0.32，混合粉体与酚醛树脂的重量比为100:0.5；
步骤4：将经过步骤3的混合物压制成环形，给予的压强为2bar；
步骤5：压制成型的环形铁粉芯在500℃~550℃进行退火处理后喷漆得到成品。
对照例1
铁粉芯的制备方法，其特征在于，包括以下过程：
步骤1：主料为铁粒A+铁粒B，占铁粒A总重量20%的铁粒为50目，占铁粒A总重量25%的铁粒为100目，占铁粒A总重量30%的铁粒为200目，另外占铁粒A总重量25%的铁粒为400目，铁粒B为200目；
步骤2：用酒精稀释磷酸，酒精与磷酸的重量比为1:15，得到稀释酒精；
步骤3：对酚醛树脂加热融化成液体后，将液体酚醛树脂与上述混合粉体、稀释酒精以及润滑粉混合，在30r/min的条件下搅拌40min后再110℃条件下烘干；混合粉体与润滑粉的重量比为100:0.3，混合粉体与稀释酒精的重量比为100:0.16，混合粉体与酚醛树脂的重量比为100:0.3；
步骤4：将经过步骤3的混合物压制成环形，给予的压强为2bar；
步骤5：压制成型的环形铁粉芯在500℃~550℃进行退火处理后喷漆得到成品。
对照例2
铁粉芯的制备方法，其特征在于，包括以下过程：
步骤1：将90%的铁粒与10%的铁硅铝均匀混合，配置成混合粉体，占铁粒总重量20%的铁粒为50目，占铁粒总重量25%的铁粒为100目，占铁粒总重量30%的铁粒为200目，另外占铁粒总重量25%的铁粒为400目，铁硅铝为200目；
步骤2：用酒精稀释磷酸，酒精与磷酸的重量比为1:15，得到稀释酒精；
步骤3：对环氧树脂加热融化成液体后，将液体环氧树脂与上述混合粉体、稀释酒精以及润滑粉混合，在30r/min的条件下搅拌40min后再110℃条件下烘干；混合粉体与润滑粉的重量比为100:0.3，混合粉体与稀释酒精的重量比为100:0.16，混合粉体与环氧树脂的重量比为100:1；
步骤4：将经过步骤3的混合物压制成环形，给予的压强为2bar；
步骤5：压制成型的环形铁粉芯在500℃~550℃进行退火处理后喷漆得到成品。
实施例1~7，对照例1~2得到的铁粉芯的磁性能如下表所示：
| 组别 | 磁导率(μ） | Pcv（mw/cm3）（100KHZ/100mT） | DC-Bias（1000e） |
| 实施例1 | 160 | 210 | 69.85% |
| 实施例2 | 155 | 245 | 62.44% |
| 实施例3 | 125 | 233 | 70.37% |
| 实施例4 | 145 | 232 | 68.88% |
| 实施例5 | 150 | 246 | 68.62% |
| 实施例6 | 125 | 251 | 65.39% |
| 实施例7 | 125 | 248 | 66.75% |
| 对照例1 | 70 | 315 | 69.34% |
| 对照例2 | 125 | 258 | 50.7% |
值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种铁粉芯材料，其特征在于，包括原料A和原料B；
原料A：由80%~99%的铁粒与1%~20%的铁硅铝组成，原料A的总量为100%；
原料B：由磷酸、树脂、润滑粉、酒精组成，原料A与磷酸的重量比为100:0.1~0.3；原料A与树脂的重量比为100:0.3~0.8，原料A与润滑粉的重量比为100:0.1~0.5，原料A与酒精的重量比为100:1~4.5。
2.铁粉芯的制备方法，其特征在于，包括原料A和原料B；
原料A：由90%的铁粒与10%的铁硅铝组成，原料A的总量为100%；
原料B：由磷酸、树脂、润滑粉、酒精组成，原料A与磷酸的重量比为100:0.1；原料A与树脂的重量比为100:0.3，原料A与润滑粉的重量比为100:0.3，原料A与酒精的重量比为100:1.5；所述润滑粉为滑石粉，所述树脂为酚醛树脂。
3.铁粉芯的制备方法，其特征在于，包括以下过程：
步骤1：将80%~99%的铁粒与1%~20%的铁硅铝均匀混合，配置成混合粉体，占铁粒总重量20%的铁粒为50目，占铁粒总重量25%的铁粒为100目，占铁粒总重量30%的铁粒为200目，另外占铁粒总重量25%的铁粒为400目，铁硅铝为200目；
步骤2：用酒精稀释磷酸，酒精与磷酸的重量比为1:15，得到稀释酒精；
步骤3：对酚醛树脂加热融化成液体后，将液体酚醛树脂与上述混合粉体、稀释酒精以及润滑粉混合，在30r/min的条件下搅拌40min后再110℃条件下烘干；混合粉体与润滑粉的重量比为100:0.1~0.5，混合粉体与稀释酒精的重量比为100:0.16~0.48，混合粉体与酚醛树脂的重量比为100:0.3~0.8；
步骤4：将经过步骤3的混合物压制成环形，给予的压强为2bar；
步骤5：压制成型的环形铁粉芯在500℃~550℃进行退火处理后喷漆得到成品。
4.根据权利要求3所述的铁粉芯的制备方法，其特征在于，包括以下过程：
步骤1：将90%的铁粒与10%的铁硅铝均匀混合，配置成混合粉体，占铁粒总重量20%的铁粒为50目，占铁粒总重量25%的铁粒为100目，占铁粒总重量30%的铁粒为200目，另外占铁粒总重量25%的铁粒为400目，铁硅铝为200目；
步骤2：用酒精稀释磷酸，酒精与磷酸的重量比为1:15，得到稀释酒精；
步骤3：对酚醛树脂加热融化成液体后，将液体酚醛树脂与上述混合粉体、稀释酒精以及润滑粉混合，在30r/min的条件下搅拌40min后再110℃条件下烘干；混合粉体与润滑粉的重量比为100:0.3，混合粉体与稀释酒精的重量比为100:0.16，混合粉体与酚醛树脂的重量比为100:0.3；
步骤4：将经过步骤3的混合物压制成环形，给予的压强为2bar；
步骤5：压制成型的环形铁粉芯在500℃~550℃进行退火处理后喷漆得到成品。
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- 2018-06-26 CN CN201810669914.5A patent/CN108831662A/zh active Pending
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