CN113470960A - 铁镍金属磁粉芯的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了铁镍金属磁粉芯的生产工艺,其施工流程有原料制备→原料组合→球磨加工→热处理→活化处理→氧化成膜→二次绝缘包裹→锻造成型→成品加工,其中混合比例为镍粉45%~65%,铁粉35%~55%,其特征在于:包括以下九个步骤。本发明通过将化学包覆后的磁粉至于N2中进行热处理,处理温度650℃~950℃,处理时间为30~120min,磁粉表面生成了金属氧化膜,且增强氧化膜与金属磁粉的结合力,提高磁粉与绝缘膜的结合强度,减少绝缘膜高压成型过程中出现破裂的现象,同时通过使650℃~950℃以上的高温热处理,有利于提高磁粉高频性能。
Description
技术领域
本发明涉及磁粉芯技术领域,具体为铁镍金属磁粉芯的生产工艺。
背景技术
金属磁粉芯是一种新型的软磁材料,被广泛的应用于电感器、电抗器和变压器当中,作为电子材料不可或缺的一类产品,金属软磁粉芯主要以环形磁芯使用,从Φ3.6~77.8mm的各种常用规格,在国际上已形成通用标准化的尺寸,铁粉芯最大规格达Φ130mm,为了增大容量可以数只磁芯叠绕使用,除环形磁芯外,各种U型和E型的金属软磁粉芯在国内外也形成了标准化的统一规格,随着电子设备向高频化及小型化发展,对金属磁粉芯的要求也是越来越高。
经检索,专利公告号为N201110133772.9公开一种铁镍磁粉采用磷酸处理的方法来获得磁导率为125的铁镍磁粉芯材料,其原理是磁粉表面生成一种磷酸盐层来增加表面电阻,从而提高磁芯的整体电阻,降低损耗,提高高频性能,但这种方法存在缺点,其磁粉绝缘膜一般在600℃以上便发生热分解,使绝缘性能下降,高频性能降低,损耗升高,而制备高磁导率磁芯必须要高压力成型,以及大于600℃的热处理来充分消除应力提高磁导率,因此该种方法无法制备更高磁导率更高性能的铁镍磁粉芯。
发明内容
本发明的目的在于提供铁镍金属磁粉芯的生产工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
铁镍金属磁粉芯的生产工艺,其施工流程有原料制备→原料组合→球磨加工→热处理→活化处理→氧化成膜→二次绝缘包裹→锻造成型→成品加工,其中混合比例为镍粉45%~65%,铁粉35%~55%,其特征在于:包括以下九个步骤:
步骤一:所述原料准备,选用镍锭与铁锭,对其表面进行清洗、干燥处理后进,分别放入中频感应炉中进行熔炼,熔炼完成后除去浮渣,导入氮气进行雾化制粉;
步骤二:所述原料组合,将所得到的镍粉与铁粉进行筛分,并被别进行称重并区进行存放,区分完成后将镍粉与铁粉进行混合加工,其中混合比例为镍粉45%~65%,铁粉35%~55%;
步骤三:所述球磨加工,将混合完成后组合原料添加至球磨机的内部,利用球磨机的转动或振动使硬球对组合原料进行高能球磨,粉末颗粒经过压延、压合、碾碎、再压合的反复过程,使组合原料粉碎为纳米级微粒的方法;
步骤四:所述热处理,将球磨后的磁粉在N2或H2气氛下进行热处理,处理温度为600℃~950℃,处理时间3~8h;
步骤五:所述活化处理,将热处理后的磁粉放入活化剂溶液进行浸泡活化,活化时间为10~30min,活化后取出晾干,将热处理后的磁粉加入处理液中混合搅拌1~30min后,烘干;
步骤六:所述氧化成膜,将化学包覆后的磁粉至于N2中进行热处理,处理温度650℃~950℃,处理时间为30~120min;
步骤七:所述二次绝缘包覆,将一次绝缘包覆后的磁粉加入包覆剂中进行二次绝缘包覆处理,烘干后备用;以磁粉母体总质量为基准,所述包覆剂的加入量控制在1%~3%;
步骤八:所述锻造成型,在二次绝缘包覆后的磁粉中加入润滑剂后进行压制成型,得毛胚磁芯,将毛胚磁芯置于退火炉中,利用氮气和氢气的混合气进行烧结,退火温度为600℃~850℃,退火时间为30~220min;
步骤九:所述成品加工,毛胚磁芯冷却后对其表面进行去毛刺、打磨与抛光加工,加工完成后对磁芯表面采用环氧树脂粉进行旋涂。
进一步,所述铁镍粉末配粉包括将铁镍粉末分筛成小于60μm、60μm~125μm以及大于等于125μm三种粒径。
进一步,所述步骤三中球磨机需在无尘环境中进行加工,加工过程中球料比为1:2,球磨时间为6h~9h,球磨机的球磨转速200r/min。
进一步,所述步骤六中先前的化学膜分解,磁粉表面生成了金属氧化膜,且增强氧化膜与金属磁粉的结合力,提高磁粉与绝缘膜的结合强度,减少绝缘膜高压成型过程中出现破裂的现象,同时通过使650℃~950℃以上的高温热处理,有利于提高磁粉高频性能。
进一步,所述喷漆完成后成品进行干燥处理,处理完成后利用测量设备对成品的外观尺寸,整体的重量以及其强度与硬度等进行检测检测完成后进行包装。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:该铁镍金属磁粉芯的生产工艺的制备方法通过将化学包覆后的磁粉至于N2中进行热处理,处理温度650℃~950℃,处理时间为30~120min,磁粉表面生成了金属氧化膜,且增强氧化膜与金属磁粉的结合力,提高磁粉与绝缘膜的结合强度,减少绝缘膜高压成型过程中出现破裂的现象,同时通过使650℃~950℃以上的高温热处理,有利于提高磁粉高频性能。
附图说明
图1为本发明的铁镍金属磁粉芯的生产工艺的配比示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参阅图1,本发明提供的实施例:铁镍金属磁粉芯的生产工艺,其施工流程有原料制备→原料组合→球磨加工→热处理→活化处理→氧化成膜→二次绝缘包裹→锻造成型→成品加工,其中混合比例为镍粉45%~65%,铁粉35%~55%,其特征在于:包括以下九个步骤:
步骤一:所述原料准备,选用镍锭与铁锭,对其表面进行清洗、干燥处理后进,分别放入中频感应炉中进行熔炼,熔炼完成后除去浮渣,导入氮气进行雾化制粉,所剔除的浮渣利用收纳装置进行收纳储存,从而更方便使用人员对废料进行处理;
步骤二:所述原料组合,将所得到的镍粉与铁粉进行筛分,并被别进行称重并区进行存放,区分完成后将镍粉与铁粉进行混合加工,其中混合比例为镍粉45%~65%,铁粉35%~55%,混合设备在无尘环境中进行加工,避免有外部杂质掺入;
步骤三:所述球磨加工,将混合完成后组合原料添加至球磨机的内部,利用球磨机的转动或振动使硬球对组合原料进行高能球磨,粉末颗粒经过压延、压合、碾碎、再压合的反复过程,使组合原料粉碎为纳米级微粒的方法;
步骤四:所述热处理,将球磨后的磁粉在N2或H2气氛下进行热处理,处理温度为600℃~950℃,处理时间3~8h;
步骤五:所述活化处理,将热处理后的磁粉放入活化剂溶液进行浸泡活化,活化时间为10~30min,活化后取出晾干,将热处理后的磁粉加入处理液中混合搅拌1~30min后,烘干;
步骤六:所述氧化成膜,将化学包覆后的磁粉至于N2中进行热处理,处理温度650℃~950℃,处理时间为30~120min;
步骤七:所述二次绝缘包覆,将一次绝缘包覆后的磁粉加入包覆剂中进行二次绝缘包覆处理,烘干后备用;以磁粉母体总质量为基准,所述包覆剂的加入量控制在1%~3%;
步骤八:所述锻造成型,在二次绝缘包覆后的磁粉中加入润滑剂后进行压制成型,得毛胚磁芯,将毛胚磁芯置于退火炉中,利用氮气和氢气的混合气进行烧结,退火温度为600℃~850℃,退火时间为30~220min;
步骤九:所述成品加工,毛胚磁芯冷却后对其表面进行去毛刺、打磨与抛光加工,加工完成后对磁芯表面采用环氧树脂粉进行旋涂。
进一步,铁镍粉末配粉包括将铁镍粉末分筛成小于60μm、60μm~125μm以及大于等于125μm三种粒径,区分完成后可根据三种粒径度对镍与铁进行混合加工。
进一步,步骤三中球磨机需在无尘环境中进行加工,加工过程中球料比为1:2,球磨时间为6h~9h,球磨机的球磨转速200r/min,加工过程中完成后对其进行收纳,并对球磨机进行清理。
进一步,步骤六中先前的化学膜分解,磁粉表面生成了金属氧化膜,且增强氧化膜与金属磁粉的结合力,提高磁粉与绝缘膜的结合强度,减少绝缘膜高压成型过程中出现破裂的现象,同时通过使650℃~950℃以上的高温热处理,有利于提高磁粉高频性能。
进一步,喷漆完成后成品进行干燥处理,处理完成后利用测量设备对成品的外观尺寸,整体的重量以及其强度与硬度等进行检测检测完成后进行包装,包装完成后进行分拣入库。
实施例2
一、镍金属磁粉的生产工艺:
镍,是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属,它能够高度磨光和抗腐蚀,镍属于亲铁元素,地核主要由铁、镍元素组成,在地壳中铁镁质岩石含镍高于硅铝质岩石,例如橄榄岩含镍为花岗岩的1000倍,辉长岩含镍为花岗岩的80倍,镍在加工前需要进行破碎加工。
1、原料制备
选用纯度较高的镍锭,制备完成后利用清洗装置对镍锭的表面进行清洗,避免有杂质掺杂其中清洗完成后对镍锭进行干燥加工,加工完成后进行储存备用。
2、金属镍粉碎加工
2.1、利用破碎机对镍锭进行破碎加工,加工完成后进行初次筛分,未通过初次筛分的镍粉利用破碎机进行重复加工,通过筛分的镍粉进入粉碎设备的内部进行加工二次加工,加工完成后利用二次筛分结构对镍粉进行二次过滤,从而完成制粉。
3、成品储存
经过加工粉碎加工后的镍粉利用称重装置进行称重,并根据加工比例需求对镍粉进行区分存放,从而更方便使用人员对镍粉进行加工。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (5)
1.一种铁镍金属磁粉芯的生产工艺,其施工流程有原料制备→原料组合→球磨加工→热处理→活化处理→氧化成膜→二次绝缘包裹→锻造成型→成品加工,其中混合比例为镍粉45%~65%,铁粉35%~55%,其特征在于:包括以下九个步骤:
步骤一:所述原料准备,选用镍锭与铁锭,对其表面进行清洗、干燥处理后进,分别放入中频感应炉中进行熔炼,熔炼完成后除去浮渣,导入氮气进行雾化制粉;
步骤二:所述原料组合,将所得到的镍粉与铁粉进行筛分,并被别进行称重并区进行存放,区分完成后将镍粉与铁粉进行混合加工,其中混合比例为镍粉45%~65%,铁粉35%~55%;
步骤三:所述球磨加工,将混合完成后组合原料添加至球磨机的内部,利用球磨机的转动或振动使硬球对组合原料进行高能球磨,粉末颗粒经过压延、压合、碾碎、再压合的反复过程,使组合原料粉碎为纳米级微粒的方法;
步骤四:所述热处理,将球磨后的磁粉在N2或H2气氛下进行热处理,处理温度为600℃~950℃,处理时间3~8h;
步骤五:所述活化处理,将热处理后的磁粉放入活化剂溶液进行浸泡活化,活化时间为10~30min,活化后取出晾干,将热处理后的磁粉加入处理液中混合搅拌1~30min后,烘干;
步骤六:所述氧化成膜,将化学包覆后的磁粉至于N2中进行热处理,处理温度650℃~950℃,处理时间为30~120min;
步骤七:所述二次绝缘包覆,将一次绝缘包覆后的磁粉加入包覆剂中进行二次绝缘包覆处理,烘干后备用;以磁粉母体总质量为基准,所述包覆剂的加入量控制在1%~3%;
步骤八:所述锻造成型,在二次绝缘包覆后的磁粉中加入润滑剂后进行压制成型,得毛胚磁芯,将毛胚磁芯置于退火炉中,利用氮气和氢气的混合气进行烧结,退火温度为600℃~850℃,退火时间为30~220min;
步骤九:所述成品加工,毛胚磁芯冷却后对其表面进行去毛刺、打磨与抛光加工,加工完成后对磁芯表面采用环氧树脂粉进行旋涂。
2.根据权利要求1所述的铁镍金属磁粉芯的生产工艺,其特征在于:所述铁镍粉末配粉包括将铁镍粉末分筛成小于60μm、60μm~125μm以及大于等于125μm三种粒径。
3.根据权利要求1所述的铁镍金属磁粉芯的生产工艺,其特征在于:所述步骤三中球磨机需在无尘环境中进行加工,加工过程中球料比为1:2,球磨时间为6h~9h,球磨机的球磨转速200r/min。
4.根据权利要求1所述的铁镍金属磁粉芯的生产工艺,其特征在于:所述步骤六中先前的化学膜分解,磁粉表面生成了金属氧化膜,且增强氧化膜与金属磁粉的结合力,提高磁粉与绝缘膜的结合强度,减少绝缘膜高压成型过程中出现破裂的现象,同时通过使650℃~950℃以上的高温热处理,有利于提高磁粉高频性能。
5.根据权利要求1所述的铁镍金属磁粉芯的生产工艺,其特征在于:所述喷漆完成后成品进行干燥处理,处理完成后利用测量设备对成品的外观尺寸,整体的重量以及其强度与硬度等进行检测检测完成后进行包装。
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