CN111068992A - 粉末包覆方法及成品粉末、成品磁粉芯制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种粉末包覆方法，包括以下步骤：S1、进行非晶纳米晶粉末的配制；S2、以超声波将无机粉末混合并附着至所述非晶纳米晶粉末上，得到有附着粉末；S3、将碱溶液与所述附着粉末进行混合并充分反应，干燥处理，以使所述附着粉末表面形成有绝缘包覆层，得到有包覆粉末；本发明还提供一种应用该粉末包覆方法的成品粉末制备方法及成品磁粉芯制备方法；本发明公开的方法应用，采用无腐蚀处理的方法进行相应的绝缘包覆应用，以有效地改善成本问题及环境污染问题，其无需酸性溶液进行相应的腐蚀性反应，能有效避免因包覆不均匀及粉粒局部放热过大造成粉粒表面非晶纳米晶结构的变化，避免非晶纳米晶粉末的磁导率下降及其它磁性能恶化现象。

Description

粉末包覆方法及成品粉末、成品磁粉芯制备方法
技术领域
本发明涉及软磁合金冶金技术领域，具体涉及一种粉末包覆方法及成品粉末、成品磁粉芯制备方法。
背景技术
非晶纳米晶材料具有高的饱和磁感、高磁导率、低矫顽力和低的高频损耗、良好的强硬度、耐磨性及耐腐蚀性、良好的温度及环境稳定性等，其优异的综合性能，代替坡莫合金、硅钢和铁氧体，在电力电子技术中应用，显示出体积小、效率高、节能等特点，在所有的金属软磁材料中具有最佳的性能价格比。
绝缘包覆是非晶纳米晶磁粉芯制备过程中的关键技术，绝缘包覆层性能是影响磁粉芯高频损耗的重要因素，绝缘包覆层如果包覆不完整或被破坏，将急剧增加磁粉颗粒间的涡流损耗，从而增大磁粉芯的高频损耗。
现有技术应用中，绝缘包覆过程通常采用酸性溶液进行腐蚀性的绝缘包覆处理，而酸性溶液通常通过易挥发有机物进行稀释，造成了成本的上升和环境的破坏；且腐蚀过程反应控制难度较大，易出现包覆不均匀及粉粒局部放热过大造成粉粒表面非晶纳米晶结构的变化。同时，粉粒的腐蚀会引起粉末磁导率下降及磁滞损耗升高的不良后果。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种用于粉末包覆方法及成品粉末、成品磁粉芯制备方法。
粉末包覆方法，包括以下步骤：
S1、进行非晶纳米晶粉末的配制；
S2、以超声波将无机粉末混合并附着至所述非晶纳米晶粉末上，得到有附着粉末；
S3、将碱溶液与所述附着粉末进行混合并充分反应，干燥处理，以使所述附着粉末表面形成有绝缘包覆层，得到有包覆粉末。
进一步地，于步骤S1中，所述非晶纳米晶粉末配制的目数配比为：-100目至+150目占比10～40％、-150目至+200目占比20～70％、-200目至+400目占比10～30％。
进一步地，于步骤S1中，所述非晶纳米晶粉末的合金成分为FeSiB或FeSiBCuNb。
进一步地，所述无机粉末的目数为8000目以上。
进一步地，所述无机粉末包括有SiO2，所述碱溶液为NaOH溶液，于所述步骤S3中，所述无机粉末与碱溶液进行反应的反应式为：SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O。
进一步地，于步骤S3中，对与碱溶液充分反应后的附着粉末添加粘结剂以进行搅拌至均匀干燥。
进一步地，所述粘结剂为无机粘结剂或有机粘结剂。
进一步地，所述粘结剂为硅树脂或水玻璃或环氧树脂，所述粘结剂的添加量为0.2～2.5％。一种成品粉末制备方法，应用有如上述所述的粉末包覆方法；并还包括以下步骤：
S4、使所得包覆粉末添加有润滑剂，并以搅拌机进行搅拌混合，得到有成品粉末。
一种成品磁粉芯制备方法，应用有如上述所述的成品粉末制备方法，并还包括以下步骤：
S5、将所得的成品粉末进行压制成型，得到有磁粉芯毛坯；
S6、所述磁粉芯毛坯经烧结处理、退火处理及固化处理，以得到有半成品磁粉芯；
S7、将所述半成品磁粉芯进行喷涂，得到有成品磁粉芯。
本发明的有益效果在于：
采用无腐蚀处理的方法进行相应的粉末绝缘包覆应用，以有效地改善成本问题及环境污染问题，其无需酸性溶液进行相应的腐蚀性反应，能有效避免因包覆不均匀及粉粒局部放热过大造成粉粒表面非晶纳米晶结构的变化，避免非晶纳米晶粉末的磁导率下降及及其它磁性能恶化现象。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案、目的及其优点更清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的解释说明。
本发明的一种成品磁粉芯制备方法，包括以下流程步骤：
(1)使非晶纳米晶的合金原料经冶炼炉进行冶炼处理，以得到有母合金。
(2)使母合金经喷带机进行喷带处理，以得到有非晶纳米晶带材。
(3)使非晶纳米晶带材经磨粉机进行破碎处理，以得到有非晶纳米晶原粉。
(4)使非晶纳米晶原粉经筛分机进行分级处理，以得到有不同目数的非晶纳米晶粉末，并将其均匀混合。
(5)使混合后不同目数的非晶纳米晶粉末进行绝缘包覆处理，以得到有非晶纳米晶的包覆粉末。
(6)使包覆粉末加入润滑剂并由锥形搅拌机进行混合搅拌处理，以得到有非晶纳米晶的成品粉末。
(7)使成品粉末经锻压机进行压制处理，以得到有非晶纳米晶的磁粉芯毛坯。
(8)使磁粉芯毛坯经烧结炉进行烧结处理，以得到有非晶纳米晶的烧结磁粉芯。
(9)使烧结磁粉芯经退火炉进行退火处理，因应不同合金成分的烧结磁粉芯，而进行有不同的退火处理步骤，以得到有非晶纳米晶的退火磁粉芯。
(10)使退火磁粉芯经真空含浸机进行固化处理，以得到有非晶纳米晶的半成品磁粉芯。
(11)使半成品磁粉芯经静电喷涂机或滚涂机进行喷涂处理，以得到有非晶纳米晶的成品磁粉芯。
其中，上述流程步骤(1)中，基于典型铁基非晶合金的应用，使所述合金原料优选为FeSiB系非晶纳米晶合金，优选成分Fe78Si9B13；或基于典型铁基纳米晶合金的应用，使所述合金原料优选为FeSiBCuNb系非晶纳米晶合金；该合金原料经高温熔炼获得所述母合金；其中高温熔炼温度为：1250-1550℃，熔炼时间1-4h。
上述流程步骤(2)中，将所制备母合金通过快冷法制备非晶纳米晶带材。
上述流程步骤(3)中，将非晶纳米晶带材通过机械破碎得到所述非晶纳米晶原粉；且除上述以非晶纳米晶带材进行机械破碎处理外，还可以通过应用现有技术中的熔融合金雾化处理，以相应地进行所述非晶纳米晶原粉的获取制备，使得该非晶纳米晶原粉呈片状或类球状。
上述流程步骤(4)中，将所制备所得非晶纳米晶原粉进行分级筛分，获得所需的不同目数的非晶纳米晶粉末；同时，使上述各目数的非晶纳米晶粉末以V型搅拌机进行配合且混合均匀，所述非晶纳米晶粉末配制的目数配比为：-100目至+150目占比10～40％、-150目至+200目占比20～70％、-200目至+400目占比10～30％。
上述流程步骤(5)中，配置有超细的无机粉末，所述无机粉末为SiO2或Fe2O3等无机氧化物；所述无机粉末的目数为8000目以上，颗粒趋近于纳米级。使所述V型搅拌机于该非晶纳米晶粉末的混合搅拌过程中，应用有超声波振动仪，以进行超声波输出，基于该超细的无机粉末本身具备有一定的吸附能力，以令该无机粉末均匀地附着至非晶纳米晶粉末上，得到有附着粉末。
将碱溶液与所述附着粉末进行混合并充分反应，所述碱溶液可选择为NaOH溶液，则上述反应过程中，或涉及有化学反应式：SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O，常温条件，搅拌均匀充分反应；对与碱溶液充分反应后的附着粉末添加粘结剂以进行搅拌至均匀干燥，以使所述附着粉末表面形成有带Na2SiO3的绝缘包覆层，以得到有包覆粉末。
所述粘结剂为无机粘结剂或有机粘结剂；所述粘结剂为硅树脂或水玻璃或环氧树脂，所述粘结剂的添加量为0.2～2.5％。
该无机粉末按照形成单层的绝缘包覆层所需含量，可根据性能需求增加无机粉末的添加量；令所得附着的绝缘包覆层厚度趋近于单层，接近于完整附着。
其中通过上述的调整不同目数设置的非晶纳米晶粉末的占比混合配置，以获得流动性好的非晶纳米晶粉末，粉末流动性好的主要参数为：松装密度、振实密度、休止角、分散度等，综合指标为流动性指数，该指数可利用丹东百特粉体特性分析仪进行测试；流动性指数70以上为良好级别，且流动性指数越大，流动性越好；流动性好的粉末在成型过程中粉粒间阻力更小，有利于成型，同种压力条件下，可是其制成的磁粉芯密度更大，产品性能更佳。
上述流程步骤(6)中，将绝缘包覆完成的包覆粉末加入润滑剂并混合均匀，所采用润滑剂包括但不限于硬脂酸锌、石蜡、硬脂酸钡。
上述流程步骤(7)中，将所制备的成品粉末进行压制成型，其成型压力为18～22t/cm2。
上述流程步骤(8)中，将成型后的磁粉芯放入烧结炉进行烧结，排出润滑剂，其所采用的烧结温度为240-380℃。
上述流程步骤(9)中，将所得烧结磁粉芯进行退火处理，当该烧结磁粉芯的合金原料基于典型铁基非晶合金的应用时，其所采用退火温度为420-465℃，退火总时间为2-4h，保温时间20-60min；而当该烧结磁粉芯的合金原料基于典型铁基纳米晶合金的应用时，其所采用退火温度为490-580℃，退火总时间为2-8h，保温时间60-180min。
上述流程步骤(11)中，将产品进行倒角喷涂处理，获得最终的成品磁粉芯。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，对于本技术领域的技术人员，在不脱离本发明的实施原理前提下，依然可以对所述实施例进行修改，而相应修改方案也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.粉末包覆方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、进行非晶纳米晶粉末的配制；
S2、以超声波将无机粉末混合并附着至所述非晶纳米晶粉末上，得到有附着粉末；
S3、将碱溶液与所述附着粉末进行混合并充分反应，干燥处理，以使所述附着粉末表面形成有绝缘包覆层，得到有包覆粉末。
2.如权利要求1所述的粉末包覆方法，其特征在于，于步骤S1中，所述非晶纳米晶粉末配制的目数配比为：-100目至+150目占比10～40％、-150目至+200目占比20～70％、-200目至+400目占比10～30％。
3.如权利要求1所述的粉末包覆方法，其特征在于，于步骤S1中，所述非晶纳米晶粉末的合金成分为FeSiB或FeSiBCuNb。
4.如权利要求1所述的粉末包覆方法，其特征在于，所述无机粉末的目数为8000目以上。
5.如权利要求1所述的粉末包覆方法，其特征在于，所述无机粉末包括有SiO2，所述碱溶液为NaOH溶液，于所述步骤S3中，所述无机粉末与碱溶液进行反应的反应式为：SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O。
6.如权利要求1所述的粉末包覆方法，其特征在于，于步骤S3中，对与碱溶液充分反应后的附着粉末添加粘结剂以进行搅拌至均匀干燥。
7.如权利要求6所述的粉末包覆方法，其特征在于，所述粘结剂为无机粘结剂或有机粘结剂。
8.如权利要求6所述的粉末包覆方法，其特征在于，所述粘结剂为硅树脂或水玻璃或环氧树脂，所述粘结剂的添加量为0.2～2.5％。
9.一种成品粉末制备方法，应用有如权利要求1至8任一所述的粉末包覆方法；其特征在于，还包括以下步骤：
S4、使所得包覆粉末添加有润滑剂，并以搅拌机进行搅拌混合，得到有成品粉末。
10.一种成品磁粉芯制备方法，应用有如权利要求9所述的成品粉末制备方法；其特征在于，还包括以下步骤：
S5、将所得的成品粉末进行压制成型，得到有磁粉芯毛坯；
S6、所述磁粉芯毛坯经烧结处理、退火处理及固化处理，以得到有半成品磁粉芯；
S7、将所述半成品磁粉芯进行喷涂，得到有成品磁粉芯。
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