CN111192756A

CN111192756A - 一种超低损耗铁镍钼磁芯及其制备方法

Info

Publication number: CN111192756A
Application number: CN202010053637.2A
Authority: CN
Inventors: 沈晨懂; 严露; 张尚野; 宣云钢
Original assignee: Zhejiang Nbtm Keda Magnetoelectricity Co ltd
Current assignee: Zhejiang Nbtm Keda Magnetoelectricity Co ltd
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2020-05-22

Abstract

本发明提供一种超低损耗铁镍钼磁芯的制备方法，该方法包括如下步骤：取铁镍钼粉末，使用大于400目的筛网过筛，取筛下粉备用；铁镍钼粉末焙炒至温度达到80‑120℃时加入磷酸稀释液进行表面处理，处理过的铁镍钼合金粉末加入有机硅树脂稀释溶液，加入硬脂酸酰胺和/或硬脂酸钙作为润滑剂，并混合；对铁镍钼粉末进行压制成型，成型压力在15‑26吨/cm2；对成型后的磁芯进行热处理，将环氧树脂漆涂覆在材料表面。

Description

一种超低损耗铁镍钼磁芯及其制备方法

技术领域

本发明涉及软磁材料和粉末冶金技术领域，是一种超低损耗、温度稳定性极佳的铁镍钼磁芯。

背景技术

随着电力电子技术的迅猛发展，开关电源等需求越来越大，对效率的要求也越来越高，特别是大功率设备，更是需要超低的损耗来提高工作效率。同时，露天设备、太空设备、军工设备等工作在恶劣环境下的应用领域具有环境温差大的特点，这就对磁芯的温度稳定性提出了极高的要求。

铁镍钼(MPP)磁芯具有高电阻率，低磁滞损耗、低涡流损耗的特点。因磁粉芯具有独特的均匀分布的气隙，使得使用磁粉芯绕制的电感器具有软饱和特性，饱和磁感应强度值在7500GS左右。同时铁镍钼磁芯具有极佳的温度稳定性。主要应用于300kHz以下高品质因素Q滤波器、感应负载圈、谐振电路、对温度稳定性要求高的LC电路等。

发明内容

为了克服现有铁镍钼磁芯损耗上的不足，本发明的目的在于提供一种超低损耗、温度稳定性极佳的铁镍钼磁芯，将磁芯损耗降低50％左右。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种超低损耗铁镍钼磁芯的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤1)粉末准备，取铁镍钼粉末，使用大于400目的筛网过筛，取筛下粉备用；

步骤2)将步骤1)得到的-400目铁镍钼粉末焙炒至温度达到80-120℃时加入磷酸稀释液进行表面处理，磷酸稀释液中磷酸的重量为铁镍钼合金粉末重量的0.2-3.2％，混合均匀后再继续焙炒至干燥；

步骤3)将步骤2)处理过的铁镍钼合金粉末焙炒至温度达到50-100℃时加入有机硅树脂稀释溶液，所述的有机硅树脂稀释溶液中的有机硅树脂重量为铁镍钼合金粉末重量的0.2-2％，混合均匀后再继续焙炒至干燥；

步骤4)加入硬脂酸酰胺和/或硬脂酸钙作为润滑剂，并混合；

步骤5)对铁镍钼粉末进行压制成型，成型压力在15-26吨/cm²；

步骤6)对成型后的磁芯进行热处理，控制温度在600-900℃之间，并向炉内通入氮气作为保护，时间为60-150分钟；

步骤7)将环氧树脂漆涂覆在材料表面。

在一些实施例中，所述的磷酸稀释液的质量浓度为1％-20％。

在一些实施例中，所述的有机硅树脂稀释溶液质量浓度为1％-10％。

在一些实施例中，所述的步骤1)中，粉末配比为81％Ni，2％Mo，17％Fe。

在一些实施例中，所述的步骤4)中的硬脂酸酰胺或硬脂酸钙的重量为铁硅铝镍合金粉末重量的0.4％。

本发明使用大于400目筛网过筛，以获得细粉，进一步使用磷酸溶液对粉末进行绝缘处理，采用绝缘包覆技术，使用磷酸与金属粉末反应，在金属颗粒表面形成一层绝缘的磷酸盐，起到绝缘包覆的作用；如此，更小的颗粒直径，在绝缘包覆后，可以有效降低涡流损耗，从而降低整体损耗。

再进一步地，使用有机硅树脂作为粘结剂，提高产品的成型性以及成型强度；压制成型时，采用较高的压力，能够提高产品的密度，减小内部颗粒之间的空隙，从而提高直流偏置，并通过高温热处理，去除成型时带来的应力。

将环氧树脂漆涂覆在材料表面从而起到整体绝缘、防锈的作用。

本发明具有以下优点：1、制作工艺简单，使用设备简单；2产品具有超低的损耗，在50kHz/1000Gs时的损耗在70mw/cm³以下，较普通铁镍钼磁芯低50％左右；3、产品具有极佳的温度稳定性，在高温下，仍能保持超低的损耗。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式做一个详细说明。

实施例1

一种超低损耗铁镍钼磁芯的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤1)取铁镍钼粉末，按照重量配比，取81％的Ni，2％Mo，17％Fe，使用-400目的筛网过筛；

步骤2)取1000g筛下的铁镍钼粉末焙炒至温度达到100℃时加入质量浓度为20％的磷酸稀释液进行表面处理，磷酸稀释液中磷酸的重量为铁镍钼合金粉末重量的0.9％；混合均匀后再继续焙炒至干燥；

步骤3)将上述处理过的铁镍钼合金粉末焙炒至温度达到60℃时加入质量浓度为10％有机硅树脂稀释溶液，有机硅树脂稀释溶液中的有机硅树脂的重量为为铁镍钼合金粉末重量的0.5％，混合均匀后再继续焙炒至干燥；

步骤4)加入重量为铁镍钼合金粉末重量0.4％的硬脂酸酰胺或硬脂酸钙作为润滑剂，并混合；

步骤5)对铁镍钼粉末进行压制成型，成型压力在20吨/cm²；

步骤6)对成型后的磁芯进行热处理，控制温度在700℃左右，并向炉内通入氮气作为保护，时间为120分钟；

步骤7)最后将环氧树脂漆涂覆在材料表面，制得外径为26.9mm，内径为14.7mm，高度为11.2mm的铁镍钼磁芯。

实施例2

普通铁镍钼：与实施例1基本相同，区别在于使用-200目而不是-400目的筛网过筛。

实施例3

气雾化铁硅铝：取气雾化铁硅铝粉末，配比84.4％Fe，9.6％Si，6％Al，使用-200目的筛网过筛，制得的粉末焙炒至温度达到80-120℃时加入重量为合金粉末重量的5％的磷酸稀释液(浓度为20％)进行表面处理，混合均匀后再继续焙炒至干燥，润滑剂、成型压制及后续处理方式与实施例1相同。

对实施例1获得的磁芯以及实施例2获得的普通铁镍钼及实施例3获得气雾化铁硅铝磁芯进行以下测试：

(1)L、Q、功率损耗及直流偏置性能测试，其磁性能参数如表1

表1

(2)温度损耗稳定性测试，其参数如表2

表2

(3)温度磁导率稳定性测试，其参数如表3

表3

通过以上表可以获知，本发明提供的产品具有超低的损耗，在50kHz/1000Gs时的损耗在70mw/cm³以下，较普通铁镍钼磁芯低50％左右；3、产品具有极佳的温度稳定性，在高温下，仍能保持超低的损耗。

CN104575911B公告了一种高磁导率铁镍钼磁粉芯的制备方法(详见公告文献)中的发明，其磁芯100kHz/100mT损耗在950-960mW/cm3左右，而本发明的磁芯损耗在50kHz/1000Gs时(即50kHz/100mT)约为66mW/cm3左右，而在100kHz/100mT时的损耗为320mW/cm3左右，远远低于CN104575911B中发明的磁芯，具有较大的优势。

需要强调的是以上只是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属于本发明的保护范围内。

Claims

1.一种超低损耗铁镍钼磁芯的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1）粉末准备，取铁镍钼粉末，使用大于400目的筛网过筛，取筛下粉备用；

步骤2）将步骤1）得到的-400目铁镍钼粉末焙炒至温度达到80-120℃时加入磷酸稀释液进行表面处理，磷酸稀释液中磷酸的重量为铁镍钼合金粉末重量的0.2-3.2%，混合均匀后再继续焙炒至干燥；

步骤3）将步骤2）处理过的铁镍钼合金粉末焙炒至温度达到50-100℃时加入有机硅树脂稀释溶液，所述的有机硅树脂稀释溶液中有机硅树脂的重量为铁镍钼合金粉末重量的0.2-2%，混合均匀后再继续焙炒至干燥；

步骤4）加入硬脂酸酰胺或硬脂酸钙作为润滑剂，并混合；

步骤5）对铁镍钼粉末进行压制成型，成型压力在15-26吨/cm2；

步骤6）对成型后的磁芯进行热处理，控制温度在600-900℃之间，并向炉内通入氮气作为保护，时间为60-150分钟；

步骤7）将环氧树脂漆涂覆在材料表面。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的磷酸稀释液的质量浓度为1%-20%。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的有机硅树脂稀释溶液质量浓度为1%-10%。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1）中，粉末配比为81%Ni，2%Mo，17%Fe。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤4）中的硬脂酸酰胺或硬脂酸钙的重量为铁硅铝镍合金粉末重量的0.4%。

6.如权利要求1~5任意一项所述的方法制备得到的超低损耗铁镍钼磁芯。