CN113441714B - 一种用于提升气雾化铁硅铝软磁复合材料强度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于提升气雾化铁硅铝软磁复合材料强度的方法，属于磁性材料技术领域。制备操作步骤如下：（1）在绝缘处理后的磁粉中加入高粘度的树脂与脱模剂硬脂酸锌；（2）按质量百分比为30～60％的环氧树脂、3～7％的EVA、3～7％的EAA、30～60％的丙酮溶液以及0.1％抗氧剂的配方配备好浸润液；（3）将半成品磁芯放入配备好的浸润液中浸润然后取出清洗；（4）烘烤，得到高强度的气雾化铁硅铝软磁复合材料磁芯成品。提升后的气雾化铁硅铝软磁复合材料的强度为5100～6200N，成品率为98%以上。本发明大大减小了在工艺流转过程中磁芯的破损与缺陷，使得良品率大大提升，也很好的解决了磁芯浸润之后表面溢胶的问题。

Description

一种用于提升气雾化铁硅铝软磁复合材料强度的方法
技术领域
本发明属于磁性材料技术领域，具体涉及一种用于提升气雾化铁硅铝软磁复合材料强度的方法。
背景技术
目前，在软磁复合材料中，铁硅铝软磁复合材料以其优异的损耗特性以及成本优势占据市场主角，相对于铁硅软磁复合材料具有更低的温升，但常规的球磨破碎法制得的软磁复合材料抗饱和性能和高频涡流损耗相较于气雾化法制得的铁硅铝软磁复合材料较差。随着电力电子器件不断向着高频化、高效化和大功率化的方向发展，气雾化铁硅铝软磁复合材料的优势变得更加明显。但气雾化铁硅铝软磁复合材料的生坯强度以及成品强度远不及破碎铁硅铝软磁复合材料，由此导致产品的外观与良品率得不到保证。尤其是在传统环形不能完全满足市场需求的情况下，面向组合磁路器件的各种非环形的异形磁芯开始不断涌现，但是这些异形磁芯在压制时并不能像环形磁芯那样受力均匀且很难以大压强压制成形，压制难度很大，由此造成磁芯成形性较差和强度较低的问题，导致后续在应用过程中可能会出现磁芯断裂的情况，造成磁器件失效的风险。因此，改善气雾化铁硅铝软磁复合材料的强度是目前急需克服的重要技术问题。
目前，提高软磁复合材料强度的研究主要集中在绝缘工艺的优化上。例如，专利CN111192735A只选用粘结性较强的环氧树脂对磁粉进行绝缘，虽然对软磁复合材料压制后的生坯强度有略微改善的效果，但通过高温热处理之后，粘结性较强的绝缘物质大量分解，磁芯的成品强度并不能有效提升。专利 CN202110074969.3中选用能缩聚成无机高分子聚合物的磷酸二氢铝对软磁复合材料进行绝缘，想要通过这种粘结力强的高分子聚合物来提升磁芯的强度，但对整体磁芯的强度提升还是有限，而且使用这种聚合物进行绝缘会造成磁芯部分磁性能的降低。可见，通过单一添加大量绝缘树脂的效果并不理想。
为了弥补这些问题，技术人员又对软磁复合材料的制备工艺进行了改良，先选用少量粘度较高的树脂参与绝缘来保证磁芯具有一定的生坯强度，然后在退火后再对磁芯补充进行一定的浸润处理。这种工艺改良有助于大幅提升磁芯的强度，提高实际生产过程中的良品率，满足磁芯在运输和使用过程中的强度要求。但目前，企业采用的浸润工艺主要选用单一成分的环氧树脂，这种浸润配方面临磁芯受胶不均匀，烘烤之后易产生溢胶等问题，由此导致磁芯的整体强度与外观得不到很好的保证。因此，改善浸润配方和工艺也是目前解决磁芯强度与表面溢胶问题所迫切需要开展的工作。
发明内容
为了解决现有软磁复合材料强度低，良品率低，外观缺陷，磁芯溢胶的问题，本发明提供一种用于提升气雾化铁硅铝软磁复合材料强度的方法。
一种用于提升气雾化铁硅铝软磁复合材料强度的方法操作步骤如下：
（1）制备待成型磁粉
以绝缘包覆气雾化铁硅铝磁粉质量作为比例基准，在绝缘包覆气雾化铁硅铝磁粉中加入0.1％～1.0％量的粘结剂、0.1％～0.5％量的脱模剂硬脂酸锌，混合均匀，得到待成型磁粉；
（2）浸润液的配制
所述浸润液按质量百分比配方：30～60％的环氧树脂、3～7％的乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、3～7％的乙烯丙烯酸共聚物（EAA）、30～60％的丙酮溶液、0.1％的抗氧剂；
将所用物质充分搅拌混合均匀，静置1个小时；
（3）浸润处理
将待成型磁粉通过压制成型及退火工艺处理，得到的半成品磁芯放入浸润液中，且完全浸没，浸润1～2个小时，取出，用丙酮溶液清洗1～2次，得到浸润气雾化铁硅铝磁芯；
（4）烘烤处理
将浸润气雾化铁硅铝磁芯进行烘烤，烘烤温度150～250℃、烘烤时间1～2小时，得到软磁复合材料磁芯成品，所述软磁复合材料磁芯成品的强度为5100～6200N，成品率为98%以上。
进一步的具体技术方案如下：
步骤（1）中，所述粘结剂为硅氧烷树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂中的一种。
步骤（2）中，所述抗氧剂为抗氧剂136、抗氧剂245、抗氧剂1010中的一种。
步骤（4）中所述烘烤温度150～250℃，优选180～220℃。
本发明的有益技术效果体现在以下方面：
1.相较于现有技术，本发明选用硅氧烷树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂作为粘结剂来实现生坯强度的提升，这三种树脂不仅具有较高的粘度，还有较好的力学性能，保证一定生坯强度有助于提升软磁复合材料磁芯的良品率，在整个磁芯的工艺周转与处理过程中不易掉块与损坏，外观看起来也更加美观。且加入粘结剂的方式操作简单，少量添加即可得到较好的效果。
2.本发明中通过选用环氧树脂、EVA、EAA、清洗液以及抗氧剂等原料配制成提升软磁复合材料磁芯强度的浸润液，通过调整环氧树脂、EVA、EAA及丙酮溶液之间的比例来实现磁芯成品强度的有效提升。该配方利用EVA与EAA两种聚合物的高粘结性，并与环氧树脂充分混合之后有效填充在磁粉颗粒的间隙，将磁粉有效粘结，同时由于基团的存在以及氢键的作用，抑制聚合物的结晶化，破坏主链的线性，从而降低浸润物的熔点和软化点，更好地浸润粘结磁粉，提升磁芯强度并抑制树脂向磁芯表面溢出。压制同样尺寸的长60mm、宽30mm、高20mm的磁芯条块，单一环氧树脂的普通浸润工艺处理后，磁芯强度为3400N,采用本发明的浸润配方与工艺处理之后，磁芯强度最高能提升至6200N，提升幅度接近80%。本发明中的浸润配方与工艺不仅摆脱了对压制过程中强度提升的依赖，大大提升了磁芯的良品率，也很好地解决了磁芯浸润之后溢胶的问题。
附图说明
图1为实施例1获得的铁硅铝软磁复合材料磁芯断面的扫描电子显微镜（SEM）照片。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例，对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种用于提升气雾化铁硅铝软磁复合材料强度的方法操作步骤如下：
（1）制备待成型磁粉
以绝缘包覆气雾化铁硅铝磁粉质量作为比例基准，在绝缘包覆气雾化铁硅铝磁粉中加入0.1％～1.0％量的粘结剂、0.1％～0.5％量的脱模剂硬脂酸锌，混合均匀，得到待成型磁粉。
（2）浸润液的配制
以需配备的浸润液总质量10kg为比例基准，浸润液中含有3kg环氧树脂、0.3kg乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、0.7kg乙烯丙烯酸共聚物（EAA）、5.99kg丙酮溶液混合之后搅拌均匀，再加入0.01kg抗氧剂245，充分搅拌后使其混合均匀，静置1个小时。
（3）浸润处理
将待成型磁粉通过压制成型及退火工艺处理，得到的半成品磁芯放入浸润液中，且完全浸没，浸润1.5个小时，取出，用丙酮溶液清洗2次，得到浸润气雾化铁硅铝磁芯。
（4）烘烤处理
将浸润气雾化铁硅铝磁芯放到烘箱中进行烘烤，烘烤温度200℃、烘烤时间1.5小时，得到高强度的气雾化铁硅铝软磁复合材料磁芯成品。
本实施例1制得的软磁复合材料磁芯的长度为60mm、宽度为30mm、高度为20mm，强度为5100N，远高于不使用该工艺浸润的产品。图1为本实施例1获得的软磁复合材料磁芯的断面SEM照片。可见，磁芯内部磁粉与磁粉之间接触紧密，且绝缘物与浸润物连续均匀地分布在颗粒之间。
实施例2
一种用于提升气雾化铁硅铝软磁复合材料强度的方法操作步骤如下：
（1）制备待成型磁粉
以绝缘包覆气雾化铁硅铝磁粉质量作为比例基准，在绝缘包覆气雾化铁硅铝磁粉中加入0.1％～1.0％量的粘结剂、0.1％～0.5％量的脱模剂硬脂酸锌，混合均匀，得到待成型磁粉；
（2）浸润液的配制
以需配备的浸润液总质量10kg为比例基准，浸润液中含有4.5kg的环氧树脂、0.5kg乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、0.5kg乙烯丙烯酸共聚物（EAA）、4.49kg丙酮溶液混合之后搅拌均匀，再加入0.01kg抗氧剂136，充分搅拌后使其混合均匀，静置1个小时；
（3）浸润处理
将待成型磁粉通过压制成型及退火工艺处理，得到的半成品磁芯放入浸润液中，且完全浸没，浸润1.5个小时，取出，用丙酮溶液清洗2次，得到浸润气雾化铁硅铝磁芯；
（4）烘烤处理
将浸润气雾化铁硅铝磁芯放到烘箱中进行烘烤，烘烤温度200℃、烘烤时间1.5小时，得到高强度的气雾化铁硅铝软磁复合材料磁芯成品。
本实施例2制得的软磁复合材料磁芯的长度为60mm、宽度为30mm、高度为20mm，强度为5500N，远高于不使用该工艺浸润的产品。
实施例3
一种用于提升气雾化铁硅铝软磁复合材料强度的方法操作步骤如下：
（1）制备待成型磁粉
以绝缘包覆气雾化铁硅铝磁粉质量作为比例基准，在绝缘包覆气雾化铁硅铝磁粉中加入0.1％～1.0％量的粘结剂、0.1％～0.5％量的脱模剂硬脂酸锌，混合均匀，得到待成型磁粉；
（2）浸润液的配制
以需配备的浸润液总质量10kg为比例基准，浸润液中含有5.99kg的环氧树脂、0.7kg乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、0.3kg乙烯丙烯酸共聚物（EAA）、3kg丙酮溶液混合之后搅拌均匀，再加入0.01kg抗氧剂1010，充分搅拌后使其混合均匀，静置1个小时；
（3）浸润处理
将待成型磁粉通过压制成型及退火工艺处理后得到的半成品磁芯放入浸润液中，且完全浸没，浸润1.5个小时，取出，用丙酮溶液清洗2次，得到浸润气雾化铁硅铝磁芯；
（4）烘烤处理
将浸润气雾化铁硅铝磁芯放到烘箱中进行烘烤，烘烤温度200℃、烘烤时间1.5小时，得到高强度的气雾化铁硅铝软磁复合材料磁芯成品。
本实施例3制得的软磁复合材料磁芯的长度为60mm、宽度为30mm、高度为20mm，强度为6200N，远高于不使用该工艺浸润的产品。
以上所述，仅是本发明的典型实施例，不对本发明做任何限制，依据本发明方法所做的任何修改及等同变化，仍属于本发明的保护涵盖范围。

Claims (3)

1. 一种用于提升气雾化铁硅铝软磁复合材料强度的方法，其特征在于操作步骤如下：
（1）制备待成型磁粉
以绝缘包覆气雾化铁硅铝磁粉质量作为比例基准，在绝缘包覆气雾化铁硅铝磁粉中加入0.1％～1.0％量的粘结剂、0.1％～0.5％量的脱模剂硬脂酸锌，混合均匀，得到待成型磁粉；
（2）浸润液的配制
浸润液按质量百分比配方：30～60％的环氧树脂、3～7％的乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、3～7％的乙烯丙烯酸共聚物（EAA）、30～60％的丙酮溶液、0.1％的抗氧剂；将所用物质充分搅拌混合均匀，静置1个小时；
（3）浸润处理
将待成型磁粉通过压制成型及退火工艺处理，得到的半成品磁芯放入浸润液中，且完全浸没，浸润1～2个小时，取出，用丙酮溶液清洗1～2次，得到浸润气雾化铁硅铝磁芯；
（4）烘烤处理
将浸润气雾化铁硅铝磁芯进行烘烤，烘烤温度150～250℃、烘烤时间1～2小时，得到软磁复合材料磁芯成品。
2.根据权利要求1所述的一种用于提升气雾化铁硅铝软磁复合材料强度的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述粘结剂为硅氧烷树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种用于提升气雾化铁硅铝软磁复合材料强度的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述抗氧剂为抗氧剂136、抗氧剂245、抗氧剂1010中的一种。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000331812A (ja) * 1999-05-24 2000-11-30 Tdk Corp 樹脂結合型希土類磁石
CN1622236A (zh) * 2004-12-14 2005-06-01 王�锋 软磁铁硅铝磁粉芯的制造方法
CN105304308A (zh) * 2015-11-18 2016-02-03 临沂银凤电子科技股份有限公司 铁硅铝磁芯制备方法及所用磁芯无机复合绝缘包覆材料
WO2017219219A1 (zh) * 2016-06-21 2017-12-28 宁德新能源科技有限公司 结构胶纸
CN111029076A (zh) * 2020-01-15 2020-04-17 合肥工业大学 一种具有低中频损耗的气雾化铁硅铝软磁复合材料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000331812A (ja) * 1999-05-24 2000-11-30 Tdk Corp 樹脂結合型希土類磁石
CN1622236A (zh) * 2004-12-14 2005-06-01 王�锋 软磁铁硅铝磁粉芯的制造方法
CN105304308A (zh) * 2015-11-18 2016-02-03 临沂银凤电子科技股份有限公司 铁硅铝磁芯制备方法及所用磁芯无机复合绝缘包覆材料
WO2017219219A1 (zh) * 2016-06-21 2017-12-28 宁德新能源科技有限公司 结构胶纸
CN111029076A (zh) * 2020-01-15 2020-04-17 合肥工业大学 一种具有低中频损耗的气雾化铁硅铝软磁复合材料

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