CN112700959A - 一种金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，该方法它包括如下步骤：(1)将铁基磁粉过筛进行粒度级配；(2)将硅烷偶联剂和硅溶胶或层状硅酸盐混合，再与硅树脂混合，得到复合包覆剂；(3)采用复合包覆剂对金属磁粉进行绝缘包覆，干燥后的磁粉表面具有一层绝缘致密的包覆膜；(4)在干燥的磁粉中加入润滑粉，压制成型，磁粉心坯体在氮气气氛中热处理。本发明包覆均匀、致密，包覆层厚度可控，具有良好的抗氧化性、高的饱和磁化强度，具有优良的磁性能和力学性能；结合强度高，不易脱落，包覆效果优于现有方法，且可操作性强，便于批量生产；有效提高软磁金属颗粒的电阻率，大幅降低软磁复合材料的磁芯损耗。
Description
技术领域
本发明涉及磁性材料技术领域，尤其涉及一种金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法。
背景技术
金属软磁复合材料是由具有铁磁性的粉末颗粒与绝缘物质混合压制而成的一种软磁材料。金属软磁复合材料既保留了金属软磁和铁氧体软磁的一部分优良特性，同时又克服了两者的一些缺陷，综合性能极佳。软磁复合材料常用制备过程包括：粉末钝化、绝缘包覆、压制成型以及热处理等。其中绝缘包覆是软磁复合材料制备过程中一个重要的环节，包覆的好坏直接影响到软磁复合材料的频率特性等磁性能，高频下，良好的绝缘包覆可以显著降低材料的涡流损耗。而在压制成型过程中，结合性差的绝缘层容易破碎，同时由于压制过程会产生大量内应力与缺陷，造成磁滞损耗的增加，需要通过高温热处理来消除残余内应力，因而要求绝缘包覆剂的热稳定性良好，不会在退火过程中发生分解。
因此迫切需要制备致密、结合性好且具有良好热稳定性的绝缘包覆层。
发明内容
本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
一种金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，包括如下步骤：
(1)粒度配比：对金属磁粉过筛后进行粒度配比，所述金属磁粉为铁硅铝磁粉、铁硅磁粉、铁镍磁粉或铁镍钼磁粉；
(2)包覆粘结剂的处理：将水解的硅烷偶联剂与硅溶胶或剥层后的层状硅酸盐悬浊液混合均匀，再将硅树脂乳液加入混合均匀，得到包覆粘结剂；
(3)磁粉包覆和粘结处理：将包覆粘结剂加入金属磁粉中，在60-120℃中搅拌均匀并干燥，得到表面具有致密、均匀、超薄绝缘层的磁粉；
(4)成型与热处理：在干燥的磁粉中加入润滑粉，于1000-2200MPa压强下压制成型，磁粉心坯体在650-750℃氮气气氛中热处理30-60min。
进一步地，如上所述金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，步骤(2)中，所述层状硅酸盐为高岭土、蒙脱石或云母。
进一步地，如上所述金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，步骤(2)中，所述硅烷偶联剂为氨基系列硅烷、乙烯基硅烷偶联剂或环氧基硅烷偶联剂。
进一步地，如上所述金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，步骤(2)中，所述硅树脂乳液为聚烷基有机硅树脂、聚芳基有机硅树脂或聚烷基芳基有机硅树脂乳液。
进一步地，如上所述金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，步骤(2)中，所述硅烷偶联剂与硅溶胶或剥层后的层状硅酸盐悬浊液按其固含量质量比1:20-100混合均匀，得到混合物。
进一步地，如上所述金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，所述混合物与硅树脂乳液按照固含量质量比1-50:2混合。
进一步地，如上所述金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，步骤(2)中，所述包覆粘结剂与金属磁粉按照固体质量比1:5-500混合。
进一步地，如上所述金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，步骤(4)中，所述润滑粉为硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸钙、二硫化钼或合成腊粉。
本发明的有益效果是：
1、本发明包覆均匀、致密，包覆层厚度可控，具有良好的抗氧化性、高的饱和磁化强度，具有优良的磁性能和力学性能；结合强度高，不易脱落，包覆效果优于现有方法，且可操作性强，便于批量生产。
2、本发明有效提高软磁金属颗粒的电阻率，大幅降低软磁复合材料的磁芯损耗。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，包括如下步骤：
(1)粒度配比：气雾化铁硅铝磁粉，按照一下重量比进行混合：
200-300目 40％
300-400目 45％
≥400目 15％。
(2)包覆粘结剂的处理：将水解的乙烯基三甲氧基硅烷与硅溶胶按照固含量质量比为1:20混合均匀，得到混合液，再将混合液与甲基苯基硅树脂乳液按固含量1:1质量比混合。
(3)磁粉包覆和粘结处理：将包覆粘结剂与铁硅铝磁粉按照固体质量比1:25混合均匀，在100℃中搅拌并干燥，得到表面具有致密、均匀、绝缘层的磁粉。
(4)成型与热处理：上述磁粉干燥后加入润滑粉，混合均匀，在2200Mp压力下成型，压制成外径27.0mm、内径14.7mm、厚度为11.1mm的环形坯体，在680℃氮气气氛中热处理60min。
对最终制得的铁硅铝磁粉心进行测试，性能如表1所示：
表1
实施例2
一种金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，包括如下步骤：
(1)粒度配比：铁硅磁粉，按照一下重量比进行混合：
(2)包覆粘结剂的处理：将水解的甲基丙基二甲氧基硅烷与高岭土按照固含量质量比为1:40混合均匀，得到混合液，再将混合液与苯基硅树脂乳液按固含量10:1质量比混合。
(3)磁粉包覆和粘结处理：将包覆粘结剂与铁硅铝磁粉按照固体质量比1:40混合均匀，在120℃中搅拌并干燥，得到表面具有致密、均匀、超薄绝缘层的磁粉。
(4)成型与热处理：上述磁粉干燥后加入润滑粉，混合均匀，在1200Mp压力下成型，压制成外径17.2mm、内径9.6mm、厚度为6.3mm的环形坯体，在680℃氮气气氛中热处理60min。
对最终制得的铁硅磁粉心进行测试，性能如表2所示：
表2
实施例3
一种金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，包括如下步骤：
(1)粒度配比：铁镍磁粉，按照一下重量比进行混合：
(2)包覆粘结剂的处理：将水解的γ-氨丙基三乙氧基硅烷与蒙脱石按照固含量质量比为1:100混合均匀，得到混合液，再将混合液与苯基硅树脂乳液按固含量50:1质量比混合。
(3)磁粉包覆和粘结处理：将包覆粘结剂与铁硅铝磁粉按照固体质量比1:200混合均匀，在110℃中搅拌并干燥，得到表面具有致密、均匀、超薄绝缘层的磁粉。
(4)成型与热处理：上述磁粉干燥后加入润滑粉，混合均匀，在1800Mp压力下成型，压制成外径27.0mm、内径14.7mm、厚度为11.1mm的环形坯体，在680℃氮气气氛中热处理60min。
对最终制得的铁镍磁粉心进行测试，性能如表3所示：
表3
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)粒度配比：对金属磁粉过筛后进行粒度配比，所述金属磁粉为铁硅铝磁粉、铁硅磁粉、铁镍磁粉或铁镍钼磁粉；
(2)包覆粘结剂的处理：将水解的硅烷偶联剂与硅溶胶或剥层后的层状硅酸盐悬浊液混合均匀，再将硅树脂乳液加入混合均匀，得到包覆粘结剂；
(3)磁粉包覆和粘结处理：将包覆粘结剂加入金属磁粉中，在60-120℃中搅拌均匀并干燥，得到表面具有致密、均匀、超薄绝缘层的磁粉；
(4)成型与热处理：在干燥的磁粉中加入润滑粉，于1000-2200MPa压强下压制成型，磁粉心坯体在650-750℃氮气气氛中热处理30-60min。
2.根据权利要求1所述的金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，其特征在于：步骤(2)中，所述层状硅酸盐为高岭土、蒙脱石或云母。
3.根据权利要求1所述的金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，其特征在于：步骤(2)中，所述硅烷偶联剂为氨基系列硅烷、乙烯基硅烷偶联剂或环氧基硅烷偶联剂。
4.根据权利要求1所述的金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，其特征在于：步骤(2)中，所述硅树脂乳液为聚烷基有机硅树脂、聚芳基有机硅树脂或聚烷基芳基有机硅树脂乳液。
5.根据权利要求1所述的金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，其特征在于：步骤(2)中，所述硅烷偶联剂与硅溶胶或剥层后的层状硅酸盐悬浊液按其固含量质量比1:20-100混合均匀，得到混合物。
6.根据权利要求5所述的金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，其特征在于：所述混合物与硅树脂乳液按照固含量质量比1-50:2混合。
7.根据权利要求1所述的金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，其特征在于：步骤(2)中，所述包覆粘结剂与金属磁粉按照固体质量比1:5-500混合。
8.根据权利要求1所述的金属软磁磁粉致密绝缘包覆方法，其特征在于：步骤(4)中，所述润滑粉为硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸钙、二硫化钼或合成腊粉。
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