CN112735802A - 一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法及绝缘包覆磁粉心 - Google Patents
一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法及绝缘包覆磁粉心 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112735802A CN112735802A CN202011559075.5A CN202011559075A CN112735802A CN 112735802 A CN112735802 A CN 112735802A CN 202011559075 A CN202011559075 A CN 202011559075A CN 112735802 A CN112735802 A CN 112735802A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic powder
- powder core
- microwave
- silicon
- core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 title claims abstract description 176
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- -1 iron-silicon-aluminum Chemical compound 0.000 title claims abstract description 49
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- 229910002796 Si–Al Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 229910000702 sendust Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 17
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 14
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 14
- 238000009689 gas atomisation Methods 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 9
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 8
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 claims description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 3
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 3
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 3
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 9
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 9
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 abstract description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 4
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 229910000525 Si/Al2O3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/14766—Fe-Si based alloys
- H01F1/14791—Fe-Si-Al based alloys, e.g. Sendust
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
- H01F1/22—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
- H01F1/24—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
- H01F27/255—Magnetic cores made from particles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明公开一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法及绝缘包覆磁粉心，属于软磁材料领域。针对现有磁粉心包覆效率低且效果差的问题，本发明提供一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，包括以下步骤：制备混合浆料；对混合浆料进行微波加热；向加热后的混合浆料中加入粘接剂和脱模剂，得到待成型磁粉；对待成型磁粉进行压制，在惰性气体下进行保温得到绝缘包覆的磁粉心。本发明创新性的采用微波加热技术，能够将SiO2粉末均匀包覆在铁硅铝金属颗粒表面，实现颗粒之间的绝缘效果；相较于现有包覆工艺，采用微波加热技术能够大幅缩短绝缘包覆时间，实现对金属粉末的无损绝缘包覆。且制备的磁粉心有效磁导率为75，100Oe条件下的直流偏置性能高于48％，制备效率高。
Description
技术领域
本发明属于软磁材料技术领域，更具体地说，涉及一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法及绝缘包覆磁粉心。
背景技术
金属磁粉心是将软磁合金粉末与绝缘物质混合后，经压制成型和热处理后得到的一种软磁复合材料。由于磁性颗粒被绝缘物质包覆而分隔开，增加了磁粉颗粒间的电阻率，降低磁粉之间的涡流，使材料能在高频下工作。金属软磁粉心由于其涡流损耗低、抗饱和能力强、频率稳定性优、设计灵活等特点，被广泛应用在雷达、电视、电源等领域中，作为电感滤波器、调频扼流圈以及开关电源铁心。铁硅铝磁粉心因其较低的磁损耗、接近于零的磁滞伸缩、优异的直流偏置特性、良好的性能稳定性以及高性价比等特点而得到广泛的运用。
如中国专利申请号CN200710099337.2，授权公告日为2009年6月17日，该专利公开了一种金属软磁粉芯用无机绝缘粘接剂，该无机绝缘粘接剂是由SiO2、Al2O3、ZrO2、云母粉及水混合而成，具有绝缘、粘接的双重效果，本发明同时提供一种采用无机绝缘粘接剂制备金属软磁粉芯的方法，该方法适用多种软磁合金粉芯的制备，特别是由于采用了本发明的无机粘接剂，一方面可以不再添加其它的绝缘剂，减少非磁性物的添加，有利提高粉芯的磁性能，另外由于本发明的绝缘粘接剂的特点，在粉芯的热处理过程中，可以强化粘接效果，有利提高粉芯的机械强度。
又如中国专利申请号CN201910300724.0，公开日为2019年7月9日，该专利公开了一种具有核壳结构的Fe3Si/Al2O3复合磁粉芯及其制备方法。其技术方案是：按照Fe3O4粉末∶FeSiAl粉末的质量比为2～15∶100配料，混合，于100～300转/分钟的条件下球磨4～12h，得到FeSiAl/Fe3O4核壳颗粒；将FeSiAl/Fe3O4核壳颗粒置于高温烧结炉内，在真空I的或保护性气氛I的条件下升温至800～1300℃，烧结0.5～5h，得到烧结坯体；将烧结坯体置于热处理炉中，在真空II或保护性气氛II的条件下升温至500～1200℃，热处理0.5～5h，制得具有核壳结构的Fe3Si/Al2O3复合磁粉芯。
总结以上磁粉绝缘包覆工艺可知，公布的专利方案中，需要采用二次绝缘处理，或者需要较长的包覆反应时间，才能够实现绝缘包覆效果，提升磁粉心的综合性能。因此，需要开发一种快速的金属软磁粉心包覆工艺，简化包覆工艺流程，提升工艺效率，有利于后期市场化应用与推广。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有技术中磁粉心包覆效率低且效果差的问题，本发明提供一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法及绝缘包覆磁粉心。本发明的铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法创新性的采用微波加热技术，能够将SiO2粉末均匀包覆在铁硅铝金属颗粒表面，实现颗粒之间的绝缘效果；相较于现有包覆工艺，采用微波加热技术能够大幅缩短绝缘包覆时间，实现对金属粉末的无损绝缘包覆，包覆效果好。本发明的绝缘包覆磁粉心有效磁导率为75，100Oe条件下的直流偏置性能高于48％，在50kHz、100mT条件下的体积损耗Pcv低于130mW/cm3。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，包括以下步骤：
S1：制备混合浆料：以气雾化法制备的铁硅铝磁粉为原料，且所述铁硅铝磁粉质量作为基准，加入质量百分比为5％～15％的聚乙烯醇溶液、0.5％～1.5％SiO2粉末，在常温下搅拌均匀，形成混合浆料；
S2：微波加热：将混合浆料放入到微波加热器中，选用微波频率2000MHz～2500MHz，微波加热2分钟～10分钟，得到干燥磁粉；
S3：制备待成型磁粉：以S1中铁硅铝磁粉质量作为基准，向干燥磁粉中加入质量百分比为0.1％～0.5％的粘结剂、0.1％～0.5％的脱模剂，混合均匀得到待成型磁粉；
S4：制备成型铁硅铝磁粉心：对待成型磁粉进行压制成粉心毛坯件，然后在惰性气体下进行保温得到绝缘包覆的成型铁硅铝磁粉心。
更进一步的，所述步骤S1中铁硅铝磁粉的粒度小于200目，且铁硅铝磁粉包括如下质量百分比的各组分：Si 7.0％～11.0％、Al 3.0％～8.0％，剩余为Fe。
更进一步的，聚乙烯醇溶液浓度为2％～8％，同时常温下搅拌3～15分钟。
更进一步的，所述步骤S3中粘结剂选自硅氧烷树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂中的一种或多种；脱模剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、滑石粉、云母粉中的一种或多种。
更进一步的，所述步骤S4中选用压机对待成型磁粉进行压制，且压机的压制压强为1800MPa～2500Mpa。
更进一步的，在惰性气体下保温30分钟～150分钟。
更进一步的，保温温度为680℃～750℃。
一种绝缘包覆磁粉心，采用上述任一项所述的铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法制备而成。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明创新性的采用微波加热技术，能够将SiO2粉末均匀包覆在铁硅铝金属颗粒表面，实现颗粒之间的绝缘效果；相较于现有包覆工艺，采用微波加热技术能够大幅缩短绝缘包覆时间，一方面能够有效缩短磁粉浆料常温搅拌时间，另一方面将绝缘包覆磁粉的烘干保温过程大幅缩短至15分钟以内；利用金属磁粉对微波的反射作用而不被加热的特性，避免普通加热方式引起金属粉末在空气中氧化的问题，实现对金属粉末的无损绝缘包覆；整个制备方便简单，容易操作和控制，兼顾软磁粉心产品性能和工艺技术成本，容易在软磁粉心领域进行技术推广；
(2)本发明使用气雾化法制备的铁硅铝磁粉作为原料，与破碎法制备的铁硅铝磁粉相比，气雾化铁硅铝是球形粉末，形状规则，材料损耗要比破碎铁硅铝低，具有更好的直流偏置性能；同时将铁硅铝磁粉的粒度控制在小于200目，便于铁硅铝磁粉与其它原料充分混合，保证SiO2粉末能够完全包覆在铁硅铝磁粉表面；
(3)本发明对待成型磁粉进行压制时控制压强在一定范围内，因压制的目的是为了保证粉心成型强度和粉心感量稳定性，压强过低，粉心感量偏低；压强过高，粉心会出现裂纹缺陷；同时对保温温度与保温时间进行了限定，能够有效去除粉心内部应力，优化粉心软磁性能；并且温度偏低，残存应力过多，粉心损耗大；温度偏高，粉心感量波动大、一致性差；保温时间过短，残存应力较大，损耗高；保温时间过长，软磁性能没有进一步提升，会增加工艺成本；
(4)本发明制备出来的绝缘包覆磁粉心有效磁导率为75，直流偏置特性得到大幅提升，100Oe条件下的直流偏置性能高于48％，在50kHz、100mT条件下的体积损耗Pcv低于130mW/cm3。
附图说明
图1为气雾化法制备的铁硅铝磁粉形貌图；
图2为本发明绝缘包覆磁粉心的形貌图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，包括以下步骤：
S1：制备混合浆料：以气雾化法制备的铁硅铝磁粉为原料，如图1所示，气雾化法制备的铁硅铝磁粉与破碎法制备的铁硅铝磁粉相比，气雾化铁硅铝是球形粉末，形状规则，材料损耗要比破碎铁硅铝低，具有更好的直流偏置性能。同时更进一步的，将铁硅铝磁粉粒度控制在小于200目，铁硅铝磁粉包括如下质量百分比的各组分：Si 7.0％～11.0％、Al3.0％～8.0％，剩余为Fe，以所述铁硅铝磁粉的质量作为基准，加入质量百分比为5％～15％的聚乙烯醇溶液(聚乙烯醇溶液浓度为2％～8％)、0.5％～1.5％SiO2粉末，在常温下搅拌3～15分钟，并且搅拌均匀形成混合浆料；
S2：微波加热：将混合浆料放入到微波加热器中，选用微波频率2000MHz～2500MHz，微波加热2分钟～10分钟，得到干燥磁粉；
S3：制备待成型磁粉：以S1中铁硅铝磁粉质量作为基准，向干燥磁粉中加入质量百分比为0.1％～0.5％的粘结剂、0.1％～0.5％的脱模剂，混合均匀得到待成型磁粉；其中粘结剂选自硅氧烷树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂中的一种或多种；脱模剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、滑石粉、云母粉中的一种或多种；来源广泛且成本低；粘结剂与脱模剂的加入能够实现对磁粉的均匀包覆，提升粉料成型强度和流动性，控制粘接剂、脱模剂等辅料试剂用量，保证性能的同时降低成本；
S4：制备成型铁硅铝磁粉心：对待成型磁粉选用压机进行压制成粉心毛坯件，且压机的压制压强为1800MPa～2500Mpa，压制的步骤是为了保证粉心成型强度和粉心感量稳定性，压强过低，粉心感量偏低；压强过高，粉心会出现裂纹缺陷。然后在惰性气体下进行保温，保温温度控制住在680℃～750℃。保温时间控制在30～150分钟，得到绝缘包覆的成型铁硅铝磁粉心。保温温度控制在一定范围内为了有效去除粉心内部应力，优化粉心软磁性能，温度偏低，残存应力过多，粉心损耗大；温度偏高，粉心感量波动大、一致性差。保温时间过短，残存应力较大，损耗高；保温时间过长，软磁性能没有进一步提升，会增加工艺成本。
本发明中铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法无需二次包覆工艺，创新性的采用微波加热的方式进行绝缘包覆，因微波加热的原理是微波加热能够有效烘干溶剂中的水，实现烘干浆料的效果，且金属软磁粉末对微波具有反射作用，金属粉末不会被加热，能够避免普通加热方式导致金属粉末与空气反应氧化的问题，实现对金属粉末的无损绝缘包覆。并且在包裹过程中加入聚乙烯醇溶液、SiO2粉末以及粘结剂、脱模剂，能够将SiO2粉末均匀包覆在铁硅铝金属颗粒表面，实现颗粒之间的绝缘效果。整个过程能够大幅缩短绝缘包覆时间，一方面能够有效缩短磁粉浆料常温搅拌时间，另一方面实现快速加热，将绝缘包覆磁粉的烘干保温过程大幅缩短至15分钟以内。整个制备过程方便简单，容易操作和控制，兼顾软磁粉心产品性能和工艺技术成本，容易在软磁粉心领域进行技术推广。
一种绝缘包覆磁粉心，采用上述任一项所述的铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法制备而成。该绝缘包覆磁粉心有效磁导率为75，直流偏置特性得到大幅提升，100Oe条件下的直流偏置性能高于48％，在50kHz、100mT条件下的体积损耗Pcv低于130mW/cm3。
实施例1
一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，包括以下步骤：
S1：制备混合浆料：以气雾化法制备的粒度小于200目的铁硅铝磁粉为原料，原料为1000g，以所述铁硅铝磁粉的质量作为基准，加入浓度为2.0％的聚乙烯醇溶液150g、SiO2粉末5g，在常温下搅拌3分钟，并且搅拌均匀形成混合浆料；
S2：微波加热：将混合浆料放入到微波加热器中，选用微波频率2000MHz，微波加热10分钟，得到干燥磁粉；将干燥磁粉用100目的筛网进行过筛，筛掉大颗粒；
S3：制备待成型磁粉：向过筛后的干燥磁粉中加入1g的粘结剂硅氧烷树脂粉和1g的脱模剂硬脂酸锌，混合均匀得到待成型磁粉；
S4：制备成型铁硅铝磁粉心：对待成型磁粉选用压机进行压制成粉心毛坯件，且压机的压制压强为1800MPa，粉心毛坯件为外径27.00mm×内径14.80mm×高度11.18mm的环形粉心；然后在氮气环境下进行保温，保温温度控制住在680℃，保温时间控制在150分钟，得到绝缘包覆的成型铁硅铝磁粉心。
在铁硅铝金属软磁粉心上采用线径Φ1.00mm、线长0.9m的漆包线绕制25匝电感线圈，测量得到的成型铁硅铝磁粉心电性能如下表1所述：
表1实施例1中成型铁硅铝磁粉心电性能
本实施例选用气雾化铁硅铝粉末，具有良好的球形度和规则形貌，能够进一步优化铁硅铝软磁性能。从图1可以看出，未经包覆的气雾化铁硅铝软磁粉末为球形颗粒，形貌规则，表面光滑。经过微波辅助绝缘包覆处理后的粉末形貌如图2所示，可以明显地看出，磁粉颗粒表面形成一层均匀的绝缘层。
实施例2
一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，包括以下步骤：
S1：制备混合浆料：以气雾化法制备的粒度小于200目的铁硅铝磁粉为原料，原料为1000g，以所述铁硅铝磁粉的质量作为基准，加入浓度为3.0％的聚乙烯醇溶液120g、SiO2粉末10g，在常温下搅拌5分钟，并且搅拌均匀形成混合浆料；
S2：微波加热：将混合浆料放入到微波加热器中，选用微波频率2200MHz，微波加热8分钟，得到干燥磁粉；将干燥磁粉用100目的筛网进行过筛，筛掉大颗粒；
S3：制备待成型磁粉：向过筛后的干燥磁粉中加入2g的粘结剂硅氧烷树脂粉和2g的脱模剂硬脂酸锌，混合均匀得到待成型磁粉；
S4：制备成型铁硅铝磁粉心：对待成型磁粉选用压机进行压制成粉心毛坯件，且压机的压制压强为2000MPa，粉心毛坯件为外径27.00mm×内径14.80mm×高度11.18mm的环形粉心；然后在氮气环境下进行保温，保温温度控制住在690℃，保温时间控制在120分钟，得到绝缘包覆的成型铁硅铝磁粉心。
在铁硅铝金属软磁粉心上采用线径Φ1.00mm、线长0.9m的漆包线绕制25匝电感线圈，测量得到的成型铁硅铝磁粉心电性能如下表2所述：
表2实施例2中成型铁硅铝磁粉心电性能
本实施中常温搅拌用时5分钟、微波加热8分钟，绝缘包覆过程仅用时13分钟。与现有的绝缘包覆的工艺相比，绝缘包覆时间得到大幅缩减，提升了包覆效率。
实施例3
一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，包括以下步骤：
S1：制备混合浆料：以气雾化法制备的粒度小于200目的铁硅铝磁粉为原料，原料为1000g，以所述铁硅铝磁粉的质量作为基准，加入浓度为5.0％的聚乙烯醇溶液90g、SiO2粉末15g，在常温下搅拌7分钟，并且搅拌均匀形成混合浆料；
S2：微波加热：将混合浆料放入到微波加热器中，选用微波频率2300MHz，微波加热6分钟，得到干燥磁粉；将干燥磁粉用100目的筛网进行过筛，筛掉大颗粒；
S3：制备待成型磁粉：向过筛后的干燥磁粉中加入2.5g的粘结剂硅氧烷树脂粉和3g的脱模剂硬脂酸锌，混合均匀得到待成型磁粉；
S4：制备成型铁硅铝磁粉心：对待成型磁粉选用压机进行压制成粉心毛坯件，且压机的压制压强为2200MPa，粉心毛坯件为外径27.00mm×内径14.80mm×高度11.18mm的环形粉心；然后在氮气环境下进行保温，保温温度控制住在700℃，保温时间控制在100分钟，得到绝缘包覆的成型铁硅铝磁粉心。
在铁硅铝金属软磁粉心上采用线径Φ1.00mm、线长0.9m的漆包线绕制25匝电感线圈，测量得到的成型铁硅铝磁粉心电性能如下表3所述：
表3实施例3中成型铁硅铝磁粉心电性能
实施例4
一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，包括以下步骤：
S1：制备混合浆料：以气雾化法制备的粒度小于200目的铁硅铝磁粉为原料，原料为1000g，以所述铁硅铝磁粉的质量作为基准，加入浓度为7.0％的聚乙烯醇溶液70g、SiO2粉末12g，在常温下搅拌10分钟，并且搅拌均匀形成混合浆料；
S2：微波加热：将混合浆料放入到微波加热器中，选用微波频率2400MHz，微波加热4分钟，得到干燥磁粉；将干燥磁粉用100目的筛网进行过筛，筛掉大颗粒；
S3：制备待成型磁粉：向过筛后的干燥磁粉中加入3.5g的粘结剂硅氧烷树脂粉和4g的脱模剂硬脂酸锌，混合均匀得到待成型磁粉；
S4：制备成型铁硅铝磁粉心：对待成型磁粉选用压机进行压制成粉心毛坯件，且压机的压制压强为2400MPa，粉心毛坯件为外径27.00mm×内径14.80mm×高度11.18mm的环形粉心；然后在氮气环境下进行保温，保温温度控制住在720℃，保温时间控制在60分钟，得到绝缘包覆的成型铁硅铝磁粉心。
在铁硅铝金属软磁粉心上采用线径Φ1.00mm、线长0.9m的漆包线绕制25匝电感线圈，测量得到的成型铁硅铝磁粉心电性能如下表4所述：
表4实施例4中成型铁硅铝磁粉心电性能
实施例5
一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，包括以下步骤：
S1：制备混合浆料：以气雾化法制备的粒度小于200目的铁硅铝磁粉为原料，原料为1000g，以所述铁硅铝磁粉的质量作为基准，加入浓度为8.0％的聚乙烯醇溶液50g、SiO2粉末7g，在常温下搅拌15分钟，并且搅拌均匀形成混合浆料；
S2：微波加热：将混合浆料放入到微波加热器中，选用微波频率2150MHz，微波加热2分钟，得到干燥磁粉；将干燥磁粉用100目的筛网进行过筛，筛掉大颗粒；
S3：制备待成型磁粉：向过筛后的干燥磁粉中加入5g的粘结剂硅氧烷树脂粉和5g的脱模剂硬脂酸锌，混合均匀得到待成型磁粉；
S4：制备成型铁硅铝磁粉心：对待成型磁粉选用压机进行压制成粉心毛坯件，且压机的压制压强为2500MPa，粉心毛坯件为外径27.00mm×内径14.80mm×高度11.18mm的环形粉心；然后在氮气环境下进行保温，保温温度控制住在750℃，保温时间控制在30分钟，得到绝缘包覆的成型铁硅铝磁粉心。
在铁硅铝金属软磁粉心上采用线径Φ1.00mm、线长0.9m的漆包线绕制25匝电感线圈，测量得到的成型铁硅铝磁粉心电性能如下表5所述：
表5实施例5中成型铁硅铝磁粉心电性能
综合上述实施例1-5可得知，采用本发明中的铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法能够实现对金属磁粉的均匀包覆，并且制备出的软磁粉心性能稳定，具有良好的一致性和可重复性。采用微波辅助绝缘包覆工艺，能够实现铁硅铝磁粉表面的均匀包覆，提升软磁性能，并且明显缩短绝缘包覆过程时间，大幅提升效率，具有良好的市场应用前景。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：制备混合浆料：以气雾化法制备的铁硅铝磁粉为原料，且所述铁硅铝磁粉质量作为基准，加入质量百分比为5％～15％的聚乙烯醇溶液、0.5％～1.5％SiO2粉末，在常温下搅拌均匀，形成混合浆料；
S2：微波加热：将混合浆料放入到微波加热器中，选用微波频率2000MHz～2500MHz，微波加热2分钟～10分钟，得到干燥磁粉；
S3：制备待成型磁粉：以S1中铁硅铝磁粉质量作为基准，向干燥磁粉中加入质量百分比为0.1％～0.5％的粘结剂、0.1％～0.5％的脱模剂，混合均匀得到待成型磁粉；
S4：制备成型铁硅铝磁粉心：对待成型磁粉进行压制成粉心毛坯件，然后在惰性气体下进行保温得到绝缘包覆的成型铁硅铝磁粉心。
2.根据权利要求1所述的一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，其特征在于：所述步骤S1中铁硅铝磁粉的粒度小于200目，且铁硅铝磁粉包括如下质量百分比的各组分：Si7.0％～11.0％、Al 3.0％～8.0％，剩余为Fe。
3.根据权利要求2所述的一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，其特征在于：聚乙烯醇溶液浓度为2％～8％，同时常温下搅拌3～15分钟。
4.根据权利要求1所述的一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，其特征在于：所述步骤S3中粘结剂选自硅氧烷树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂中的一种或多种；脱模剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、滑石粉、云母粉中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，其特征在于：所述步骤S4中选用压机对待成型磁粉进行压制，且压机的压制压强为1800MPa～2500Mpa。
6.根据权利要求5所述的一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，其特征在于：在惰性气体下保温30分钟～150分钟。
7.根据权利要求1或6所述的一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法，其特征在于：保温温度为680℃～750℃。
8.一种绝缘包覆磁粉心，其特征在于：采用上述权利要求1-7任一项权利要求所述的铁硅铝磁粉心微波辅助绝缘包覆方法制备而成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011559075.5A CN112735802A (zh) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | 一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法及绝缘包覆磁粉心 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011559075.5A CN112735802A (zh) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | 一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法及绝缘包覆磁粉心 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112735802A true CN112735802A (zh) | 2021-04-30 |
Family
ID=75615938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011559075.5A Pending CN112735802A (zh) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | 一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法及绝缘包覆磁粉心 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112735802A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113451039A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-28 | 中钢天源股份有限公司 | 一种新型FeSi基水雾化铁硅铬软磁粉芯及其制备方法 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS619582A (ja) * | 1984-06-26 | 1986-01-17 | Kawasaki Steel Corp | 非晶質合金薄帯の絶縁被膜形成方法 |
| CN102049515A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-05-11 | 湖州南浔闻天磁性材料有限公司 | 铁硅铝软磁粉末及其制造方法 |
| CN104117329A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-10-29 | 太原理工大学 | 一种碳包覆四氧化三铁磁性微球的制备方法 |
| CN104550940A (zh) * | 2013-10-29 | 2015-04-29 | 东睦新材料集团股份有限公司 | 一种软磁铁氧体包覆金属磁性粉末的方法及其软磁复合材料制备方法 |
| CN105405568A (zh) * | 2014-09-08 | 2016-03-16 | 丰田自动车株式会社 | 用于磁芯的粉末、制备压粉磁芯的方法、压粉磁芯和制备用于磁芯的粉末的方法 |
| CN106169348A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-11-30 | 贵州玉屏迈威科技有限公司 | 一种铁硅铝合金的微波高温合成方法 |
| CN107799256A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-03-13 | 南京信息工程大学 | 一种永磁复合材料及制备方法 |
| CN109112364A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-01 | 湖南金天铝业高科技股份有限公司 | 一种电子封装用碳化硅增强铝基复合材料及制备方法 |
| CN109626349A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-04-16 | 中钢集团南京新材料研究院有限公司 | 一种不规则骨架状磷酸铁的制备方法 |
| CN109794600A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-24 | 中南大学 | 一种金属软磁粉末的绝缘处理方法及软磁材料制备方法 |
| CN111099890A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-05 | 天长市中德电子有限公司 | 一种大功率镍锌软磁铁氧体材料及其制备方法 |
| CN111696745A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-09-22 | 中钢集团南京新材料研究院有限公司 | 一种复合铁硅铝软磁粉心及其制备方法 |
| CN111696747A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-09-22 | 中钢集团南京新材料研究院有限公司 | 一种低损耗铁硅铝软磁粉心及其制备方法 |
| CN111696744A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-09-22 | 中钢集团南京新材料研究院有限公司 | 一种高直流偏置性能铁硅铝软磁粉心及其制备方法 |
| CN111696746A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-09-22 | 中钢集团南京新材料研究院有限公司 | 一种破碎法铁硅铝软磁粉心及其制备方法 |
-
2020
- 2020-12-25 CN CN202011559075.5A patent/CN112735802A/zh active Pending
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS619582A (ja) * | 1984-06-26 | 1986-01-17 | Kawasaki Steel Corp | 非晶質合金薄帯の絶縁被膜形成方法 |
| CN102049515A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-05-11 | 湖州南浔闻天磁性材料有限公司 | 铁硅铝软磁粉末及其制造方法 |
| CN104550940A (zh) * | 2013-10-29 | 2015-04-29 | 东睦新材料集团股份有限公司 | 一种软磁铁氧体包覆金属磁性粉末的方法及其软磁复合材料制备方法 |
| CN104117329A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-10-29 | 太原理工大学 | 一种碳包覆四氧化三铁磁性微球的制备方法 |
| CN105405568A (zh) * | 2014-09-08 | 2016-03-16 | 丰田自动车株式会社 | 用于磁芯的粉末、制备压粉磁芯的方法、压粉磁芯和制备用于磁芯的粉末的方法 |
| CN106169348A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-11-30 | 贵州玉屏迈威科技有限公司 | 一种铁硅铝合金的微波高温合成方法 |
| CN107799256A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-03-13 | 南京信息工程大学 | 一种永磁复合材料及制备方法 |
| CN109112364A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-01 | 湖南金天铝业高科技股份有限公司 | 一种电子封装用碳化硅增强铝基复合材料及制备方法 |
| CN109794600A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-24 | 中南大学 | 一种金属软磁粉末的绝缘处理方法及软磁材料制备方法 |
| CN109626349A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-04-16 | 中钢集团南京新材料研究院有限公司 | 一种不规则骨架状磷酸铁的制备方法 |
| CN111099890A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-05 | 天长市中德电子有限公司 | 一种大功率镍锌软磁铁氧体材料及其制备方法 |
| CN111696745A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-09-22 | 中钢集团南京新材料研究院有限公司 | 一种复合铁硅铝软磁粉心及其制备方法 |
| CN111696747A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-09-22 | 中钢集团南京新材料研究院有限公司 | 一种低损耗铁硅铝软磁粉心及其制备方法 |
| CN111696744A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-09-22 | 中钢集团南京新材料研究院有限公司 | 一种高直流偏置性能铁硅铝软磁粉心及其制备方法 |
| CN111696746A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-09-22 | 中钢集团南京新材料研究院有限公司 | 一种破碎法铁硅铝软磁粉心及其制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113451039A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-28 | 中钢天源股份有限公司 | 一种新型FeSi基水雾化铁硅铬软磁粉芯及其制备方法 |
| CN113451039B (zh) * | 2021-07-01 | 2023-03-14 | 中钢天源股份有限公司 | 一种FeSi基水雾化铁硅铬软磁粉芯及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103247403B (zh) | 一种金属软磁粉芯的制备方法 | |
| CN104575911B (zh) | 一种高磁导率铁镍钼磁粉芯的制备方法 | |
| CN104028747B (zh) | 一种金属软磁复合材料的非均匀形核绝缘包覆处理方法 | |
| CN109103010B (zh) | 一种提高磁粉芯绝缘层致密度的材料及其方法 | |
| CN104028749A (zh) | 一种金属软磁复合材料的高热稳定性绝缘包覆处理方法 | |
| JP2012077363A (ja) | 冶金用粉末の製造方法および圧粉磁心の製造方法 | |
| JP2006287004A (ja) | 高周波用磁心及びそれを用いたインダクタンス部品 | |
| CN107352991A (zh) | 一种核壳结构锰锌/镍锌复合铁氧体及其制备方法 | |
| Wang et al. | FeSiCrB amorphous soft magnetic composites filled with Co2Z hexaferrites for enhanced effective permeability | |
| CN111009370B (zh) | 一种金属磁粉芯的制备方法 | |
| CN104409189B (zh) | 复合软磁材料及其制备方法 | |
| CN112735802A (zh) | 一种铁硅铝磁粉心微波绝缘包覆方法及绝缘包覆磁粉心 | |
| CN113223843B (zh) | 一种复合软磁粉末的绝缘包覆方法 | |
| CN113223844B (zh) | 一种粉末包覆方法 | |
| CN109994297A (zh) | 一种具有核壳结构的Fe3Si/Al2O3复合磁粉芯及其制备方法 | |
| CN103700482A (zh) | 一种高频电子变压器用Fe-Si-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本纳米晶磁芯的制备方法 | |
| CN111696747A (zh) | 一种低损耗铁硅铝软磁粉心及其制备方法 | |
| CN110853860A (zh) | 一种有效磁导率为60的铁硅铝镍软磁粉心及其制备方法 | |
| CN106278230A (zh) | 一种具有电磁屏蔽性能的软磁铁氧体材料 | |
| CN106205938A (zh) | 一种纳米磁芯材料 | |
| CN113451039B (zh) | 一种FeSi基水雾化铁硅铬软磁粉芯及其制备方法 | |
| CN108899152A (zh) | 一种多绝缘层铁硅基软磁粉芯及其制备方法 | |
| CN113658769A (zh) | 一种高频高Q值FeSiAl@MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯及其制备方法 | |
| CN114512323A (zh) | 一种MnO-SiO2绝缘包覆的金属软磁粉芯制备方法 | |
| CN110047638B (zh) | 一种包覆氧化锌绝缘层的铁基软磁复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210430 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |