CN113990595A - 一种软磁合金材料、制备方法及电感产品 - Google Patents

一种软磁合金材料、制备方法及电感产品 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种软磁合金材料、制备方法及电感产品，其中所述软磁合金材料包括软磁合金粉体、环氧树脂粘合剂及液体脱模剂，所述软磁合金粉体为FeSi、FeSiCr、羰基铁粉、FeSiAl、FeNi中的一种或多种材料混合而成的混合物；所述制备方法包括：称取软磁合金粉体、溶解固化剂、制备胶水溶剂、搅拌捏合、一次造粒、二次造粒、成品粉末、成型坯体；所述电感产品采用了所述的软磁合金材料或该种电感产品使用的材料采用了所述的制备方法制备而成。该种软磁合金材料、制备方法及电感产品在应用时具有产品密度高、体积小、导磁率高、磁感强度强等优点，极大提升产品性能及市场竞争力，有助于产品进一步推广应用。

Description

一种软磁合金材料、制备方法及电感产品
技术领域
本发明涉及一种电感技术领域，特别是一种软磁合金材料、制备方法及电感产品。
背景技术
近些年来，金属软磁合金材料由于材料高的饱和磁感应强度在电子元器件行业特别是电感行业中被广泛使用，相较于制作电感元器件的传统铁氧体材料相比，软磁合金材料的饱和磁感应强度提高了3-5倍左右，从而使得电感器件的饱和电流大幅度提升。但是，金属软磁合金材料的磁导率相较于铁氧体材料要低，从而导致使用该磁性材料制作的电感无法进一步缩小产品尺寸，且与电子信息产业的发展方向不符，限制了产业发展。因此，如何提高金属软磁合金材料的磁导率成为近年来研究的重点。
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新的技术方案以解决现存的技术缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种软磁合金材料、制备方法及电感产品，解决了现有产品密度小、产品尺寸大、磁导率低等技术缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种软磁合金材料，包括软磁合金粉体、环氧树脂粘合剂及液体脱模剂，所述软磁合金粉体为FeSi、FeSiCr、羰基铁粉、FeSiAl、FeNi中的一种或多种材料混合而成的混合物，其中环氧树脂粘合剂的质量百分比为1％-5％，液体脱模剂的质量百分比为0.05％-0.3％。
作为上述技术方案的进一步改进，所述液体脱模剂为环保型有机硅内脱模剂，其有效挥发温度为120-150℃。
基于上述的软磁合金材料，本发明还提供一种软磁合金材料的制备方法，包括以下的步骤：
S1，称取软磁合金粉体，称取FeSi、FeSiCr、羰基铁粉、FeSiAl、FeNi中的一种或多种材料，备用；
S2，溶解固化剂，称取固化剂，将固化剂加入到固化剂溶解剂中进行搅拌溶解，得到固化剂溶剂；
S3，制备胶水溶剂，称取环氧树脂粘合剂，将环氧树脂粘合剂加入到步骤S2制得的固化剂溶剂中并搅拌，制得胶水溶剂；
S4，搅拌捏合，将步骤S1准备的软磁合金粉体及步骤S3制得的胶水溶剂倒入到捏合机中进行搅拌捏合，使粉体与胶水充分包覆混合，搅拌后得到湿粉；
S5，一次造粒，对步骤S4制得的湿粉进行一次造粒并对一次造粒后得到的粉体进行烘烤处理，得到干粉；
S6，二次造粒，对步骤S5得到的干粉进行二次造粒；
S7，成品粉末，将经过步骤S6得到的干粉加入液体脱模剂，得到成品粉末；
S8，成型坯体，将步骤S7制得的成品粉末填入成型模具中热压成型，形成高密度的成型坯体。
作为上述技术方案的改进，在步骤S2中，所述的固化剂溶解剂为酒精或丙酮溶剂，固化剂与酒精或丙酮溶剂按照重量比1：10-1：50进行混合，混合后采用搅拌器进行充分搅拌溶解，搅拌的速度为60-120转/分，搅拌的时间为60-120min。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S4中，制得的溶剂的含量占步骤S1准备的粉体的比例为2％-7％，捏合机进行捏合搅拌的时间为25-35mim。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S5中，使用造粒机对步骤S4得到的湿粉进行一次造粒，一次造粒后的粉体进行过目筛选，一次造粒的造粒机目数为50目，过目后的粉体放入烤箱中烘烤，烘烤的温度为60-85℃，烘烤的时间为0.5-2.0h。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S6中，将经过步骤S5烘烤的粉体进行常温冷却，冷却后的粉体采用造粒机进行二次造粒，二次造粒后的粉体进行过目筛选，二次造粒的造粒机目数为50-200目。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S7中，将经过步骤S6得到的干粉加入0.05％～0.3％液体脱模剂，得到的成品粉末在室温15-35℃的温度下保存使用。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S8中，成品粉末在成型模具中热压成型的温度为150-180℃，成型时间为30-90s，单颗成型坯体的成型压力为400-500MPa。
本发明还提供了一种电感产品，该种电感产品采用了所述的软磁合金材料或该种电感产品使用的材料采用了所述的制备方法制备而成。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种软磁合金材料、制备方法及电感产品，该种软磁合金材料、制备方法及电感产品采用了液体脱模剂，在成型坯体的过程中，液体脱模剂能够脱离电感元件本体，使得电感产品实现更高的成型密度，在提高成型密度的同时，电感产品的导磁率及磁感应强度均得到大幅度提升，进一步可缩小电感产品的产品尺寸，电感产品的综合性能更佳，应用体验更好，便于产品进一步推广应用。
综上，该种软磁合金材料、制备方法及电感产品解决了现有产品密度小、产品尺寸大、磁导率低等技术缺陷。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明中软磁合金材料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合，参照图1。
实施例1：
一种软磁合金材料，包括软磁合金粉体、环氧树脂粘合剂及液体脱模剂，所述软磁合金粉体为FeSi、FeSiCr混合而成的混合物，FeSi与FeSiCr的重量比为1:1，其中环氧树脂粘合剂的质量百分比为1％-5％，液体脱模剂的质量百分比为0.1％。
本实施例中，所述液体脱模剂为环保型有机硅内脱模剂，其有效挥发温度为120-150℃。
基于软磁合金材料，本发明还提供一种软磁合金材料的制备方法，包括以下的步骤：
S1，称取软磁合金粉体，按质量1:1称取FeSi、FeSiCr，备用；
S2，溶解固化剂，称取固化剂，将固化剂加入到固化剂溶解剂中进行搅拌溶解，得到固化剂溶剂；
S3，制备胶水溶剂，称取环氧树脂粘合剂，将环氧树脂粘合剂加入到步骤S2制得的固化剂溶剂中并搅拌，制得胶水溶剂；
S4，搅拌捏合，将步骤S1准备的软磁合金粉体及步骤S3制得的胶水溶剂倒入到捏合机中进行搅拌捏合，使粉体与胶水充分包覆混合，搅拌后得到湿粉；
S5，一次造粒，对步骤S4制得的湿粉进行一次造粒并对一次造粒后得到的粉体进行烘烤处理，得到干粉；
S6，二次造粒，对步骤S5得到的干粉进行二次造粒；
S7，成品粉末，将经过步骤S6得到的干粉加入液体脱模剂，得到成品粉末；
S8，成型坯体，将步骤S7制得的成品粉末填入成型模具中热压成型，形成高密度的成型坯体。
在步骤S2中，所述的固化剂溶解剂为酒精或丙酮溶剂，固化剂与酒精或丙酮溶剂按照重量比1：20进行混合，混合后采用搅拌器进行充分搅拌溶解，搅拌的速度为90转/分，搅拌的时间为90min。
在步骤S4中，制得的溶剂的含量占步骤S1准备的粉体的比例为4％，捏合机进行捏合搅拌的时间为30mim。
在步骤S5中，使用造粒机对步骤S4得到的湿粉进行一次造粒，一次造粒后的粉体进行过目筛选，一次造粒的造粒机目数为50目，过目后的粉体放入烤箱中烘烤，烘烤的温度为75℃，烘烤的时间为1h。
在步骤S6中，将经过步骤S5烘烤的粉体进行常温冷却，冷却后的粉体采用造粒机进行二次造粒，二次造粒后的粉体进行过目筛选，二次造粒的造粒机目数为50-200目。
在步骤S7中，将经过步骤S6得到的干粉加入0.1％液体脱模剂，得到的成品粉末在室温15-35℃的温度下保存使用。
在步骤S8中，成品粉末在成型模具中热压成型的温度为170℃，成型时间为60s，单颗成型坯体的成型压力为500MPa，形成高密度的成型坯体。
本发明还提供了一种电感产品，该种电感产品采用了所述的软磁合金材料或该种电感产品使用的材料采用了所述的制备方法制备而成。
实施例2：
一种软磁合金材料，包括软磁合金粉体、环氧树脂粘合剂及液体脱模剂，所述软磁合金粉体为FeSiCr与羰基铁粉混合而成的混合物，FeSiCr与羰基铁粉的质量比为85:15其中环氧树脂粘合剂的质量百分比为1％-5％，液体脱模剂的质量百分比为0.05％。
本实施例中所述液体脱模剂为环保型有机硅内脱模剂，其有效挥发温度为120-150℃。
基于软磁合金材料，本发明还提供一种软磁合金材料的制备方法，包括以下的步骤：
S1，称取软磁合金粉体，按照质量比85:15称取FeSiCr、羰基铁粉，备用；
S2，溶解固化剂，称取固化剂，将固化剂加入到固化剂溶解剂中进行搅拌溶解，得到固化剂溶剂；
S3，制备胶水溶剂，称取环氧树脂粘合剂，将环氧树脂粘合剂加入到步骤S2制得的固化剂溶剂中并搅拌，制得胶水溶剂；
S4，搅拌捏合，将步骤S1准备的软磁合金粉体及步骤S3制得的胶水溶剂倒入到捏合机中进行搅拌捏合，使粉体与胶水充分包覆混合，搅拌后得到湿粉；
S5，一次造粒，对步骤S4制得的湿粉进行一次造粒并对一次造粒后得到的粉体进行烘烤处理，得到干粉；
S6，二次造粒，对步骤S5得到的干粉进行二次造粒；
S7，成品粉末，将经过步骤S6得到的干粉加入液体脱模剂，得到成品粉末；
S8，成型坯体，将步骤S7制得的成品粉末填入成型模具中热压成型，形成高密度的成型坯体。
在步骤S2中，所述的固化剂溶解剂为酒精或丙酮溶剂，固化剂与酒精或丙酮溶剂按照重量比1：10进行混合，混合后采用搅拌器进行充分搅拌溶解，搅拌的速度为60转/分，搅拌的时间为60min。
在步骤S4中，制得的溶剂的含量占步骤S1准备的粉体的比例为2％，捏合机进行捏合搅拌的时间为25mim。
在步骤S5中，使用造粒机对步骤S4得到的湿粉进行一次造粒，一次造粒后的粉体进行过目筛选，一次造粒的造粒机目数为50目，过目后的粉体放入烤箱中烘烤，烘烤的温度为60℃，烘烤的时间为0.5h。
在步骤S6中，将经过步骤S5烘烤的粉体进行常温冷却，冷却后的粉体采用造粒机进行二次造粒，二次造粒后的粉体进行过目筛选，二次造粒的造粒机目数为50-200目。
在步骤S7中，将经过步骤S6得到的干粉加入0.05％液体脱模剂，得到的成品粉末在室温15-35℃的温度下保存使用。
在步骤S8中，成品粉末在成型模具中热压成型的温度为150℃，成型时间为30s，单颗成型坯体的成型压力为400MPa。
本发明还提供了一种电感产品，该种电感产品采用了所述的软磁合金材料或该种电感产品使用的材料采用了所述的制备方法制备而成。
实施例3：
一种软磁合金材料，包括软磁合金粉体、环氧树脂粘合剂及液体脱模剂，所述软磁合金粉体为FeSiAl与FeNi混合而成的混合物，FeSiAl与FeNi的质量比为12:10其中环氧树脂粘合剂的质量百分比为1％-5％，液体脱模剂的质量百分比为0.3％。
本实施例中所述液体脱模剂为环保型有机硅内脱模剂，其有效挥发温度为150℃。
基于软磁合金材料，本发明还提供一种软磁合金材料的制备方法，包括以下的步骤：
S1，称取软磁合金粉体，按照质量比12:10称取FeSiAl及FeNi，备用；
S2，溶解固化剂，称取固化剂，将固化剂加入到固化剂溶解剂中进行搅拌溶解，得到固化剂溶剂；
S3，制备胶水溶剂，称取环氧树脂粘合剂，将环氧树脂粘合剂加入到步骤S2制得的固化剂溶剂中并搅拌，制得胶水溶剂；
S4，搅拌捏合，将步骤S1准备的软磁合金粉体及步骤S3制得的胶水溶剂倒入到捏合机中进行搅拌捏合，使粉体与胶水充分包覆混合，搅拌后得到湿粉；
S5，一次造粒，对步骤S4制得的湿粉进行一次造粒并对一次造粒后得到的粉体进行烘烤处理，得到干粉；
S6，二次造粒，对步骤S5得到的干粉进行二次造粒；
S7，成品粉末，将经过步骤S6得到的干粉加入液体脱模剂，得到成品粉末；
S8，成型坯体，将步骤S7制得的成品粉末填入成型模具中热压成型，形成高密度的成型坯体。
在步骤S2中，所述的固化剂溶解剂为酒精或丙酮溶剂，固化剂与酒精或丙酮溶剂按照重量比1：50进行混合，混合后采用搅拌器进行充分搅拌溶解，搅拌的速度为120转/分，搅拌的时间为120min。
在步骤S4中，制得的溶剂的含量占步骤S1准备的粉体的比例为7％，捏合机进行捏合搅拌的时间为35mim。
在步骤S5中，使用造粒机对步骤S4得到的湿粉进行一次造粒，一次造粒后的粉体进行过目筛选，一次造粒的造粒机目数为50目，过目后的粉体放入烤箱中烘烤，烘烤的温度为85℃，烘烤的时间为2h。
在步骤S6中，将经过步骤S5烘烤的粉体进行常温冷却，冷却后的粉体采用造粒机进行二次造粒，二次造粒后的粉体进行过目筛选，二次造粒的造粒机目数为50-200目。
在步骤S7中，将经过步骤S6得到的干粉加入0.3％液体脱模剂，得到的成品粉末在室温15-35℃的温度下保存使用。
在步骤S8中，成品粉末在成型模具中热压成型的温度为180℃，成型时间为90s，单颗成型坯体的成型压力为480MPa。
本发明还提供了一种电感产品，该种电感产品采用了所述的软磁合金材料或该种电感产品使用的材料采用了所述的制备方法制备而成。
本发明提供的该种软磁合金材料、制备方法及电感产品采用了液体脱模剂，在成型坯体的过程中，液体脱模剂能够脱离电感元件本体，使得电感产品实现更高的成型密度，在提高成型密度的同时，电感产品的导磁率及磁感应强度均得到大幅度提升，进一步可缩小电感产品的产品尺寸
性能对比
下面表1为三个实施例与对比例的主要性能参数的综合对比表，其中对比例为采用常规工艺及配方制作的电感产品。
表1
密度(g.cm-3) 磁导率@1MHz B(ΔL/L＝30％)mT
实施例1 6.21 45 453
实施例2 6.15 42 441
实施例3 6.23 46 458
对比例 5.93 38 387
通过表1的数据对比得知，采用本技术方案制得的产品的密度更高、导磁率更高，磁感强度更强，可极大提升产品性能，缩小产品体积。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种软磁合金材料，其特征在于：包括软磁合金粉体、环氧树脂粘合剂及液体脱模剂，所述软磁合金粉体为FeSi、FeSiCr、羰基铁粉、FeSiAl、FeNi中的一种或多种材料混合而成的混合物，其中环氧树脂粘合剂的质量百分比为1％-5％，液体脱模剂的质量百分比为0.05％-0.3％。
2.根据权利要求1所述的一种软磁合金材料，其特征在于：所述液体脱模剂为环保型有机硅内脱模剂，其有效挥发温度为120-150℃。
3.一种软磁合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：
S1，称取软磁合金粉体，称取FeSi、FeSiCr、羰基铁粉、FeSiAl、FeNi中的一种或多种材料，备用；
S2，溶解固化剂，称取固化剂，将固化剂加入到固化剂溶解剂中进行搅拌溶解，得到固化剂溶剂；
S3，制备胶水溶剂，称取环氧树脂粘合剂，将环氧树脂粘合剂加入到步骤S2制得的固化剂溶剂中并搅拌，制得胶水溶剂；
S4，搅拌捏合，将步骤S1准备的软磁合金粉体及步骤S3制得的胶水溶剂倒入到捏合机中进行搅拌捏合，使粉体与胶水充分包覆混合，搅拌后得到湿粉；
S5，一次造粒，对步骤S4制得的湿粉进行一次造粒并对一次造粒后得到的粉体进行烘烤处理，得到干粉；
S6，二次造粒，对步骤S5得到的干粉进行二次造粒；
S7，成品粉末，将经过步骤S6得到的干粉加入液体脱模剂，得到成品粉末；
S8，成型坯体，将步骤S7制得的成品粉末填入成型模具中热压成型，形成高密度的成型坯体。
4.根据权利要求3所述的一种软磁合金材料的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，所述的固化剂溶解剂为酒精或丙酮溶剂，固化剂与酒精或丙酮溶剂按照重量比1：10-1：50进行混合，混合后采用搅拌器进行充分搅拌溶解，搅拌的速度为60-120转/分，搅拌的时间为60-120min。
5.根据权利要求3所述的一种软磁合金材料的制备方法，其特征在于：在步骤S4中，制得的溶剂的含量占步骤S1准备的粉体的比例为2％-7％，捏合机进行捏合搅拌的时间为25-35mim。
6.根据权利要求3所述的一种软磁合金材料的制备方法，其特征在于：在步骤S5中，使用造粒机对步骤S4得到的湿粉进行一次造粒，一次造粒后的粉体进行过目筛选，一次造粒的造粒机目数为50目，过目后的粉体放入烤箱中烘烤，烘烤的温度为60-85℃，烘烤的时间为0.5-2.0h。
7.根据权利要求3所述的一种软磁合金材料的制备方法，其特征在于：在步骤S6中，将经过步骤S5烘烤的粉体进行常温冷却，冷却后的粉体采用造粒机进行二次造粒，二次造粒后的粉体进行过目筛选，二次造粒的造粒机目数为50-200目。
8.根据权利要求3所述的一种软磁合金材料的制备方法，其特征在于：在步骤S7中，将经过步骤S6得到的干粉加入0.05％～0.3％液体脱模剂，得到的成品粉末在室温15-35℃的温度下保存使用。
9.根据权利要求3所述的一种软磁合金材料的制备方法，其特征在于：在步骤S8中，成品粉末在成型模具中热压成型的温度为150-180℃，成型时间为30-90s，单颗成型坯体的成型压力为400-500MPa。
10.一种电感产品，其特征在于：该种电感产品采用了权利要求1-3任一项所述的软磁合金材料或该种电感产品使用的材料采用了权利要求4-9任一项所述的制备方法制备而成。
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