CN109616273A - 一种无机凝胶包覆粘结金属磁粉芯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无机凝胶包覆粘结金属磁粉芯的方法，属于磁性材料制造技术领域。该方法包括如下步骤：(1)无机包覆剂和粘结剂凝胶化处理；(2)磁粉按照一定颗粒配比进行钝化处理；(3)将无机凝胶与磁粉混合干燥处理；(4)得到的混合物经成型和保护气氛热处理、冷却、喷涂，得到金属软磁磁粉芯。本发明无机凝胶包覆层耐高温，热处理温度可以升高至800℃；无机层状硅酸盐作为包覆层和粘结剂，一方面降低磁粉芯的成本，另一方面降低磁粉芯的涡流损耗。本发明采用无机凝胶对磁粉绝缘包覆和粘结处理，对环境无污染，绝缘层均匀，热处理后强度高，产品的综合性能好。

Description

一种无机凝胶包覆粘结金属磁粉芯的方法
技术领域
本发明属于磁性材料制造技术领域，具体涉及一种无机绝缘粘结颗粒制备金属磁粉芯的方法。
背景技术
金属磁粉芯由铁磁性合金颗粒与绝缘介质混合后采用粉末冶金成型技术制造而成。目前对磁粉表面的绝缘采用化学包覆与物理包覆。化学包覆是采用磷酸、铬酸等能与磁粉反应的物质，生成物包裹在磁粉表面，从而起到绝缘作用。物理包覆时采用纳米的氧化硅、氧化铝、高岭土等绝缘无机颗粒，在磁粉表面形成绝缘层。化学包覆在磁粉表面包覆均匀，但与磁粉反应消耗磁性材料，尤其是生产低磁导率的磁粉芯。物理包覆简单，但包覆不均匀，尤其对不规则形状的磁粉，导致损耗增大。
目前磁粉芯粘结剂大多数企业采用有机粘结剂，比如酚醛树脂、硅树脂等。有机粘结剂粘结效果好，但在磁粉芯中残余的碳导致磁粉芯磁损耗上升。也有采用无机粘结剂，比如水玻璃。水玻璃虽然环保，但综合磁学性能降低，尤其是功率损耗明显上升，不能满足高性能产品的需求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种无机凝胶包覆粘结金属磁粉芯的方法，以期提高产品的综合性能。
本发明采用的技术方案具体如下：
一种无机凝胶包覆粘结金属磁粉芯的方法，具体包括如下步骤：
(1)将无机颗粒凝胶化；所述凝胶化为将无机颗粒配成固含量为5％-12％的悬浮液，在0-90℃下搅拌6-24小时，得到无机凝胶。所述无机颗粒包括包覆剂和粘结剂，包覆剂为硅酸镁铝、皂石、膨润土、蒙脱石中一种或两种；粘结剂为凹凸棒。
(2)将颗粒粒径呈连续分布的金属磁粉进行钝化和处理；所述的钝化剂为碱性双氧水或酸性的六价铬盐；所述钝化剂的总质量为金属磁粉总重量的0.1-0.5％。
(3)将步骤(1)制备的无机凝胶与步骤(2)钝化后的金属磁粉充分混合，在低于100℃中干燥；所述的无机凝胶加入量为无机颗粒干粉占金属磁粉质量的0.4-7％。
(4)将步骤(3)得到的混合物在1500-2200MPa的压强下成型后，将坯体放置在氮气或氢气气氛中于600-800℃保温0.5-2小时，冷却，喷涂，得到金属软磁磁粉芯。
进一步的，所述金属磁粉颗粒粒径呈连续分布是：100-200目的金属磁粉占总质量的10-40％，200-400目的金属磁粉占总质量的40-90％，大于400目的金属磁粉占总质量的5-20％；
进一步的，所述无机颗粒中：包覆剂与粘结剂的质量比为3-10:1。
进一步的，所述无机颗粒粒度小于75微米。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、无机凝胶直接在磁粉表面包裹一层均匀的绝缘膜，克服了化学反应得到的绝缘层而使得磁粉机体成分发生变化的缺点。
2、无机凝胶包覆层耐高温，热处理温度可以升高至800℃；无机层状硅酸盐作为包覆层和粘结剂，一方面降低磁粉芯的成本，另一方面降低磁粉芯的涡流损耗。
3、采用无机凝胶对磁粉绝缘包覆和粘结处理，对环境无污染，绝缘层均匀，热处理后强度高，产品的综合性能好。
具体实施方式
以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
实施例1
(1)凝胶化处理，将颗粒小于75微米的硅酸镁铝和凹凸棒按照质量比10:1称量，并配成固含量10％的悬浊液，升温至50℃，快速搅拌8小时，得到无机凝胶。
(2)将颗粒粒径呈连续分布的气雾化铁硅磁粉进行钝化和处理，所述的铁硅磁粉粒径分布：100-200目的金属磁粉占总质量的10％，200-400目的金属磁粉占总质量的70％，大于400目的金属磁粉占总质量的20％；钝化剂为铬酸；钝化剂的总质量为磁性磁粉总重量的0.3％。
(3)直接将无机凝胶与钝化后的金属磁粉充分混合，无机凝胶加入量为无机颗粒干粉占磁粉质量1％，混合物在低于80℃中搅拌干燥；(4)将步骤(3)得到的干燥粉体在2000MPa压力下压成环形坯体。环形坯体尺寸为：外径26.9mm，内径14.73mm，高为11.15mm。将坯体放置在氮气气氛中，于680℃保温2小时，冷却，喷涂，得到金属软磁磁粉芯。经检测，产品的相关磁学性能如表1所示。
表1、铁硅磁粉芯的磁性能测试结果
实施例2
(1)凝胶化处理，将颗粒都小于75微米的膨润土和凹凸棒按照质量比8:1称量，并配成固含量12％的悬浊液，室温快速搅拌24小时，得到无机凝胶。
(2)将颗粒粒径呈连续分布的破碎法铁硅铝磁粉进行钝化和处理，铁硅铝磁粉粒径分布：100-200目的金属磁粉占总质量的30％，200-400目的金属磁粉占总质量的65％，大于400目的金属磁粉占总质量的5％；所述的钝化剂为碱性双氧水；钝化剂的总质量为磁性磁粉总重量的0.3％。
(3)直接将无机凝胶与钝化后的金属磁粉充分混合，无机凝胶加入量为无机颗粒干粉占磁粉质量8％，混合物在低于80℃中搅拌干燥；(4)将步骤(3)得到的干燥粉体在1600MPa下压成环形，环形坯体尺寸为：外径17.27mm，内径9.65mm，高为6.35mm。环形坯体于氮气气氛中750℃保温2小时，冷却，喷涂，得到金属软磁磁粉芯。经检测，产品的相关磁学性能如表2所示。
表2、铁硅铝磁粉芯的磁性能测试结果
实施例3
(1)凝胶化处理，将颗粒都小于75微米的皂石、蒙脱石、凹凸棒按照质量比4:3:2称量，并配成固含量10％的悬浊液，室温快速搅拌24小时，得到无机凝胶。
(2)将颗粒粒径呈连续分布的气雾化铁镍磁粉进行钝化处理，铁镍磁粉粒径分布：100-200目的金属磁粉占总质量的20％，200-400目的金属磁粉占总质量的60％，大于400目的金属磁粉占总质量的20％；所述的钝化剂为铬酸；钝化剂的总质量为磁性磁粉总重量的0.2％。
(3)直接将无机凝胶与钝化后的金属磁粉充分混合，无机凝胶加入量为无机颗粒干粉占磁粉质量0.5％，混合物在低于80℃中搅拌干燥；(4)将步骤(3)得到的干燥粉体在2100MPa压成环形，环形坯体尺寸为：外径77.5mm，内径49.2mm，高为15.9mm。将坯体放置在氢气气氛中于600℃保温2小时，冷却，喷涂，得到金属软磁磁粉芯。对最终制得的铁镍磁粉芯进行测试，性能如表3所示。
表3、铁镍磁粉芯的磁性能测试结果

Claims (4)

1.一种无机凝胶包覆粘结金属磁粉芯的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将无机颗粒凝胶化；所述凝胶化为将无机颗粒配成固含量为5％-12％的悬浮液，在0-90℃下搅拌6-24小时，得到无机凝胶；
所述无机颗粒包括包覆剂和粘结剂，包覆剂为硅酸镁铝、皂石、膨润土、蒙脱石中一种或两种；粘结剂为凹凸棒；
(2)将颗粒粒径呈连续分布的金属磁粉进行钝化和处理；所述的钝化剂为碱性双氧水或酸性的六价铬盐；所述钝化剂的总质量为金属磁粉总重量的0.1-0.5％；
(3)将步骤(1)制备的无机凝胶与步骤(2)钝化后的金属磁粉充分混合，在低于100℃中干燥；所述的无机凝胶加入量为无机颗粒干粉占金属磁粉质量的0.4-7％；
(4)将步骤(3)得到的混合物在1500-2200MPa的压强下成型后，将坯体放置在氮气或氢气气氛中于600-800℃保温0.5-2小时，冷却，喷涂，得到金属软磁磁粉芯。
2.如权利要求1所述的无机凝胶包覆粘结金属磁粉芯的方法，其特征在于，所述金属磁粉颗粒粒径呈连续分布是：100-200目的金属磁粉占总质量的10-40％，200-400目的金属磁粉占总质量的40-90％，大于400目的金属磁粉占总质量的5-20％。
3.如权利要求1所述的无机凝胶包覆粘结金属磁粉芯的方法，其特征在于，所述无机颗粒中：包覆剂与粘结剂的质量比为3-10:1。
4.如权利要求1所述的无机凝胶包覆粘结金属磁粉芯的方法，其特征在于，所述无机颗粒粒度小于75微米。
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