CN109148070A - 一种新型复合磁粉芯及其制造方法 - Google Patents

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柯昕
何文浩
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Abstract

本发明提供一种新型复合磁粉芯，采用如下步骤制备：步骤1)通过气雾化制备气雾化铁硅铝粉末，其中气雾化铁硅铝粉末质量百分比：4‑10％Al,7‑12％Si,余量为Fe，粉末粒度30‑80μm；步骤2)通过气雾化制备气雾化铁硅粉末，其中气雾化铁硅粉末质量百分比:3‑7％Si,余量为Fe，粉末粒度30‑80μm；步骤3)将两种合金粉末进行均匀混合，气雾化铁硅铝粉末与气雾化铁硅比例为1:1.3～1:1.6；步骤4)将混合的粉末再与粘接剂混合，通过压制成型磁芯；并将所述成型的磁芯进行退火，然后用环氧树脂进行涂装。

Description

一种新型复合磁粉芯及其制造方法
技术领域
本发明涉及软磁磁性材料及粉末冶金技术领域，具体是一种新型复合磁粉芯及其制造方法。
背景技术
金属软磁粉芯是由铁磁性的金属粉末与绝缘介质混合均匀压制而成的一种复合软磁材料。现在设计和制作各类开关电源的扼流圈和电感时，基本上都选用铁硅铝磁粉芯、铁镍磁粉芯和铁镍钼磁粉芯。
随着电力电子的发展，当今社会发展要求轻量化、节能化的器件越来越严格，传统的铁硅铝磁芯由于DC-Bias较差，需要较大的体积才能满足需求；铁硅磁芯又因为其高频损耗大，产品效率低；铁镍和铁镍钼磁粉芯含有50％以上的Ni，成本过高。如何开发出适合客户需求的高性能低成本的磁芯及其制备方法是本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种新型的复合磁粉芯，该磁芯具有稳定的磁导率，较低的磁芯损耗值和良好的直流偏置能力。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种新型复合磁粉芯，采用如下步骤制备：
步骤1)通过气雾化制备气雾化铁硅铝粉末，其中气雾化铁硅铝粉末质量百分比：4-10％Al,7-12％Si,余量为Fe，粉末粒度30-80μm。
步骤2)通过气雾化制备气雾化铁硅粉末，其中气雾化铁硅粉末质量百分比:3-7％Si,余量为Fe，粉末粒度30-80μm
步骤3)将两种合金粉末进行均匀混合，气雾化铁硅铝粉末与气雾化铁硅比例为1:1.3～1:1.6。
步骤4)将混合的粉末再与粘接剂混合，通过压制成型磁芯；并将所述成型的磁芯进行退火，然后用环氧树脂进行涂装。
作为优选，所述步骤3)中的混合温度：140-180℃，混合时间为1-2小时。
本发明由于采用了以上的技术方案，可以制备磁导率μ＝26～90的复合磁粉芯，磁芯具有稳定的磁导率、较低的磁芯损耗值和良好的直流偏置能力。此产品具有以下优点：1、制备方法工艺简单、生产成本低。2、本产品结合了较低的磁芯损耗值和良好的直流偏置能力。本发明的新型复合磁粉芯主要适用于2-30KW逆变器，并且可以在一定场合下可以替代铁硅铝磁粉芯、铁硅磁粉芯。
具体实施方式
本发明主要研究了制备工艺对不同配比下的磁粉芯的性能影响。下面选取磁导率为60的特征值，通过对不同粉末比例配比、混合时间等方面对本方面进行说明。
实施例1
取气雾化制粉的铁硅铝磁粉和铁硅磁粉各1kg，过筛，磁粉粒度30～80μm，按照1:1经过30分钟混合，将混合的粉末再与5wt％粘接剂混合，通过压制成型磁芯；并将所述成型的磁芯进行700℃退火，然后用环氧树脂进行涂装。得到*11.2(即外径26.9mm，内径14.7mm，高度11.2mm)规格的复合磁粉芯产品1。
实施例2
取气雾化制粉的铁硅铝磁粉和铁硅磁粉各1kg，过筛，磁粉粒度30～80μm，按照1:1.4经过30分钟混合，将混合的粉末再与5wt％粘接剂混合，通过压制成型磁芯；并将所述成型的磁芯进行700℃退火，然后用环氧树脂进行涂装。得到*11.2(即外径26.9mm，内径14.7mm，高度11.2mm)规格的复合磁粉芯产品2。
实施例3
取气雾化制粉的铁硅铝磁粉和铁硅磁粉各1kg，过筛，磁粉粒度30～80μm，按照1:1.4经过1.5小时混合，将混合的粉末再与5wt％粘接剂混合，通过压制成型磁芯；并将所述成型的磁芯进行700℃退火，然后用环氧树脂进行涂装。得到*11.2(即外径26.9mm，内径14.7mm，高度11.2mm)规格的复合磁粉芯产品3。
实施例4
取气雾化制粉的铁硅铝磁粉和铁硅磁粉各1kg，过筛，磁粉粒度30～80μm，按照1:1.8经过1.5小时混合，将混合的粉末再与5wt％粘接剂混合，通过压制成型磁芯；并将所述成型的磁芯进行700℃退火，然后用环氧树脂进行涂装。得到*11.2(即外径26.9mm，内径14.7mm，高度11.2mm)规格的复合磁粉芯产品4。
对上述实例产品进行测试和说明如下：
一、L、Q测试
磁环采用0.8mm铜线，线圈匝数为34圈，上述产品1-4测试的磁性能参数如下表1：
表1
由表1可知，粉末的配比与混合时间对产品的性能有较大的影响，当配比成分中，铁硅粉末较少时，磁粉芯产品1的直流偏置特性较差；当铁硅粉末过多时，磁粉芯产品4的磁芯损耗值会迅速增加。同时，当粉末混合时间较短的情况下，会导致混合不均匀，产生偏析，可以从测试数据中产品1，产品2明显看到，特性的离散性非常大。只有当材质的配比合理，混合时间足够的情况下，生产的磁粉芯产品3具有良好的直流偏置能力，较低的磁芯损耗值，同时又具有良好的生产稳定性。
虽然上述实例都是磁导率为60的测试数据，但是，根据发明人更多的实验证明，上述制备方法同样适用于磁导率μ＝26-90的复合磁粉芯，可以在较稳定的磁导率的同时，具备较少的损耗值和较好的直流偏置能力，保证生产产品与设计需求一致。

Claims (3)

1.一种新型复合磁粉芯的制备方法，其特征在于“”该方法包括如下步骤：
步骤1)通过气雾化制备气雾化铁硅铝粉末，其中气雾化铁硅铝粉末质量百分比：4-10％Al,7-12％Si,余量为Fe，粉末粒度30-80μm；
步骤2)通过气雾化制备气雾化铁硅粉末，其中气雾化铁硅粉末质量百分比:3-7％Si,余量为Fe，粉末粒度30-80μm；
步骤3)将两种合金粉末进行均匀混合，气雾化铁硅铝粉末与气雾化铁硅比例为1:1.3～1:1.6；
步骤4)将混合的粉末再与粘接剂混合，通过压制成型磁芯；并将所述成型的磁芯进行退火，然后用环氧树脂进行涂装。
2.根据权利要求1所述的新型复合磁粉芯的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中的混合温度：140-180℃，混合时间为1-2小时。
3.根据权利要求1所述的新型复合磁粉芯的制备方法，其特征在于：所述气雾化铁硅铝粉末与气雾化铁硅比例为1:1.3～1:1.6。
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