CN113990596A - 一种软磁合金材料、制备方法及模压电感 - Google Patents

一种软磁合金材料、制备方法及模压电感 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种软磁合金材料、制备方法及模压电感，其中软磁合金材料包括气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末、细微米级FeSiCr粉末、胶水溶剂及硬脂酸锌粉末；所述制备方法包括：粉末搅拌、固化剂溶解、配备胶水溶剂、搅拌捏合、一次造粒、二次造粒、干粉筛选、成品粉末；所述模压电感采用了所述的软磁合金材料或模压电感采用的材料使用了所述的制备方法制备而成。该种软磁合金材料、制备方法及模压电感能够提高产品密度、强度，改善产品掉块及掉粉的现象，提升产品的抗饱和性能，在实际应用时，产品的初始导磁率更高、能耗更低、磁感强度更强。

Description

一种软磁合金材料、制备方法及模压电感
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、制备方法及模压电感。
背景技术
近些年软磁合金材料在模压电感中使用，由于具有低损耗、抗饱和、耐冲击、及良好的抗电磁干扰等特性在在汽车电子、网络通讯、人工智能、5G、消费电子产品等众多领域市场备受欢迎。
目前行业中模压电感主要使用气雾化及水雾化两种工艺粉末，其气雾化粉末具有高饱和、低损耗、高堆积密度、及较好的流动性等性能，但由于粉末球形度较好，其粉末的可压铸性差、粉体间成型结合力差、导致产品表面容易产生掉块、缺边缺角等问题；水雾化粉末呈异形形状，相对压缩性好、粉体间成型结合力好，但由于可致密性差，成型密度低，导致产品饱和磁感应强度差、磁导率低、致使产品体积相对较大；趋于电子信息行业发展，对于如何提升现有工艺金属软磁合金材料可成型密度及综合性能的提升成为近年来研究重点。
综上，现有的模压电感产品主要存在压铸性能差、粉体成型结合力小、产品容易产品掉块、缺边角或产品磁感强度差、导磁力低、体积大等问题，所述种种问题严重限制了本领域进一步推广应用。
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问题。
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、制备方法及模压电感，解决了现有技术存在的压铸性能差、粉体成型结合力小、产品容易产品掉块、缺边角或产品磁感强度差、导磁力低、体积大等问题。
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，包括气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末、细微米级FeSiCr粉末、胶水溶剂及硬脂酸锌粉末，各组分的质量百分比为：
气雾化FeSiCr粉末52.3％-78.6％；
水雾化FeSiCr粉末10％-25％；
微米级FeSiCr粉末10％-20％；
胶水溶剂1.4％-2.7％；
硬脂酸锌粉末0.1％-0.3％。
作为上述技术方案的改进，所述气雾化气雾化FeSiCr粉末的粒径为12μm-18μm；所述水雾化FeSiCr粉末的粒径为13μm-18μm；所述微米级FeSiCr粉末的粒径为2μm-3μm；
所述胶水溶剂包括热固型环氧树脂及氨类固化剂，其中热固型环氧树脂与固化剂的质量比为30:1。
基于上述的软磁合金材料，本发明还提供了一种软磁合金材料的制备方法，包括以下的步骤：
S1，粉末搅拌，按比例称取气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末及细微米级FeSiCr粉末进行混合搅拌，得到混合粉末；
S2，固化剂溶解，称取固化剂，在固化剂中加入适量丙酮溶剂进行搅拌溶解；
S3，配备胶水溶剂，称取环氧树脂，将环氧树脂加入到步骤S2得到的溶剂中并进行搅拌溶解，得到配比好的胶水溶剂；
S4，搅拌捏合，将步骤S1得到的混合粉末与步骤S3得到的胶水溶剂倒入捏合机中进行搅拌捏合，使粉末与溶剂充分包覆混合，得到湿粉；
S5，一次造粒，对步骤S4得到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，获得干粉；
S6，二次造粒，对步骤S5得到的干粉进行二次造粒；
S7，干粉筛选，将经过二次造粒得到的粉末进行过筛处理，得到筛后干粉；
S8，成品粉末，将经过步骤S7处理后得到的筛后干粉加入硬脂酸锌粉末，得到成品粉末，对成品粉末进行保存使用。
作为上述技术方案的改进，在步骤S1中，气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末及细微米级FeSiCr粉末按照7:2:1的比例称取，称取后混合搅拌的时间为1min。
作为上述技术方案的进一步改进，步骤S2中，称取的固化剂为固体固化剂，步骤S3中，称取的环氧树脂为液体胶水，环氧树脂与固化剂按照质量比30:1进行配比。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S4中，步骤S1得到的混合粉末与步骤S3得到的胶水溶剂在捏合机中搅拌捏合的时间为25-35min。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S5中，湿粉通过粉末造粒机进行一次造粒，一次造粒后的粉体采用烤箱进行烘烤，烘烤的温度为60-85℃，烘烤的时间为0.8-1.5h。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S6中，经过步骤S5烘烤处理的粉末经常温降温，降温后使用粉末造粒机进行二次造粒；在步骤S7中，采用振筛机对经过二次造粒的粉末进行50-150目过筛。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S8中，按照质量百分比0.1％-0.3％加入硬脂酸锌，成品粉末的保存温度室温为20±5℃。
本发明还提供一种模压电感，所述模压电感采用了所述的软磁合金材料或模压电感采用的材料使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、制备方法及模压电感，该种软磁合金材料采用气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末及微米级FeSiCr粉末进行配比使用，能够有效提升应用该种材料的电感产品的强度，改善产品掉粉、掉块的现象，提升粉体间的压铸性能，产品的成型密度更高，在实际应用时，电感产品具有抗饱和性高、损耗低、磁感强度高、导磁性能强的优点，电感的性能更加优越，使用体验更佳，有助于进一步推广应用。
综上，该种软磁合金材料、制备方法及模压电感解决了现有技术存在的压铸性能差、粉体成型结合力小、产品容易产品掉块、缺边角或产品磁感强度差、导磁力低、体积大等问题。
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是本发明装配示意图。
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：
具体参照图1，
一种软磁合金材料，包括气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末、细微米级FeSiCr粉末、胶水溶剂及硬脂酸锌粉末，各组分的质量百分比为：
气雾化FeSiCr粉末52.3％-78.6％；
水雾化FeSiCr粉末10％-25％；
微米级FeSiCr粉末10％-20％；
胶水溶剂1.4％-2.7％；
硬脂酸锌粉末0.1％-0.3％。
本技术方案中，所述气雾化气雾化FeSiCr粉末的粒径为12μm:；所述水雾化FeSiCr粉末的粒径为13μm；所述微米级FeSiCr粉末的粒径为2μm；
所述胶水溶剂包括热固型环氧树脂及氨类固化剂，其中热固型环氧树脂与固化剂的质量比为30:1。
参照图1，基于上述的软磁合金材料，本发明还提供了一种软磁合金材料的制备方法，包括以下的步骤：
S1，粉末搅拌，按比例称取气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末及细微米级FeSiCr粉末进行混合搅拌，得到混合粉末；
S2，固化剂溶解，称取固化剂，在固化剂中加入适量丙酮溶剂进行搅拌溶解；
S3，配备胶水溶剂，称取环氧树脂，将环氧树脂加入到步骤S2得到的溶剂中并进行搅拌溶解，得到配比好的胶水溶剂；
S4，搅拌捏合，将步骤S1得到的混合粉末与步骤S3得到的胶水溶剂倒入捏合机中进行搅拌捏合，使粉末与溶剂充分包覆混合，得到湿粉；
S5，一次造粒，对步骤S4得到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，获得干粉；
S6，二次造粒，对步骤S5得到的干粉进行二次造粒；
S7，干粉筛选，将经过二次造粒得到的粉末进行过筛处理，得到筛后干粉；
S8，成品粉末，将经过步骤S7处理后得到的筛后干粉加入硬脂酸锌粉末，得到成品粉末，对成品粉末进行保存使用。
本实施例中，在步骤S1中，气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末及细微米级FeSiCr粉末按照7:2:1的比例称取，称取后混合搅拌的时间为1min。
在步骤S2中，称取的固化剂为固体固化剂，步骤S3中，称取的环氧树脂为液体胶水，环氧树脂与固化剂按照质量比30:1进行配比。
在步骤S4中，步骤S1得到的混合粉末与步骤S3得到的胶水溶剂在捏合机中搅拌捏合的时间为25min。
在步骤S5中，湿粉通过粉末造粒机进行一次造粒，一次造粒后的粉体采用烤箱进行烘烤，烘烤的温度为60℃，烘烤的时间为0.8h。
在步骤S6中，经过步骤S5烘烤处理的粉末经常温降温，降温后使用粉末造粒机进行二次造粒；在步骤S7中，采用振筛机对经过二次造粒的粉末进行50目过筛。
在步骤S8中，按照质量百分比0.1％加入硬脂酸锌，成品粉末的保存温度室温为15℃。
本发明还提供了一种模压电感，所述模压电感采用了上述的软磁合金材料或模压电感采用的材料使用了上述的制备方法制备而成。
实施例2：
一种软磁合金材料，包括气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末、细微米级FeSiCr粉末、胶水溶剂及硬脂酸锌粉末，各组分的质量百分比为：
气雾化FeSiCr粉末52.3％-78.6％；
水雾化FeSiCr粉末10％-25％；
微米级FeSiCr粉末10％-20％；
胶水溶剂1.4％-2.7％；
硬脂酸锌粉末0.1％-0.3％。
本技术方案中，所述气雾化气雾化FeSiCr粉末的粒径为15μm；所述水雾化FeSiCr粉末的粒径为16μm；所述微米级FeSiCr粉末的粒径大约为2.5μm；
所述胶水溶剂包括热固型环氧树脂及氨类固化剂，其中热固型环氧树脂与固化剂的质量比为30:1。
基于上述的软磁合金材料，本发明还提供了一种软磁合金材料的制备方法，包括以下的步骤：
S1，粉末搅拌，按比例称取气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末及细微米级FeSiCr粉末进行混合搅拌，得到混合粉末；
S2，固化剂溶解，称取固化剂，在固化剂中加入适量丙酮溶剂进行搅拌溶解；
S3，配备胶水溶剂，称取环氧树脂，将环氧树脂加入到步骤S2得到的溶剂中并进行搅拌溶解，得到配比好的胶水溶剂；
S4，搅拌捏合，将步骤S1得到的混合粉末与步骤S3得到的胶水溶剂倒入捏合机中进行搅拌捏合，使粉末与溶剂充分包覆混合，得到湿粉；
S5，一次造粒，对步骤S4得到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，获得干粉；
S6，二次造粒，对步骤S5得到的干粉进行二次造粒；
S7，干粉筛选，将经过二次造粒得到的粉末进行过筛处理，得到筛后干粉；
S8，成品粉末，将经过步骤S7处理后得到的筛后干粉加入硬脂酸锌粉末，得到成品粉末，对成品粉末进行保存使用。
本实施例中，在步骤S1中，气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末及细微米级FeSiCr粉末按照7:2:1的比例称取，称取后混合搅拌的时间为1min。
在步骤S2中，称取的固化剂为固体固化剂，步骤S3中，称取的环氧树脂为液体胶水，环氧树脂与固化剂按照质量比30:1进行配比。
在步骤S4中，步骤S1得到的混合粉末与步骤S3得到的胶水溶剂在捏合机中搅拌捏合的时间为30min。
在步骤S5中，湿粉通过粉末造粒机进行一次造粒，一次造粒后的粉体采用烤箱进行烘烤，烘烤的温度为75℃，烘烤的时间为1.2h。
在步骤S6中，经过步骤S5烘烤处理的粉末经常温降温，降温后使用粉末造粒机进行二次造粒；在步骤S7中，采用振筛机对经过二次造粒的粉末进行100目过筛。
在步骤S8中，按照质量百分比0.2％加入硬脂酸锌，成品粉末的保存温度室温为20℃。
本发明还提供了一种模压电感，所述模压电感采用了上述的软磁合金材料或模压电感采用的材料使用了上述的制备方法制备而成。
实施例3：
一种软磁合金材料，包括气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末、细微米级FeSiCr粉末、胶水溶剂及硬脂酸锌粉末，各组分的质量百分比为：
气雾化FeSiCr粉末52.3％-78.6％；
水雾化FeSiCr粉末10％-25％；
微米级FeSiCr粉末10％-20％；
胶水溶剂1.4％-2.7％；
硬脂酸锌粉末0.1％-0.3％。
本技术方案中，所述气雾化气雾化FeSiCr粉末的粒径为18μm；所述水雾化FeSiCr粉末的粒径为18μm；所述微米级FeSiCr粉末的粒径为3μm；
所述胶水溶剂包括热固型环氧树脂及氨类固化剂，其中热固型环氧树脂与固化剂的质量比为30:1。
基于上述的软磁合金材料，本发明还提供了一种软磁合金材料的制备方法，包括以下的步骤：
S1，粉末搅拌，按比例称取气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末及细微米级FeSiCr粉末进行混合搅拌，得到混合粉末；
S2，固化剂溶解，称取固化剂，在固化剂中加入适量丙酮溶剂进行搅拌溶解；
S3，配备胶水溶剂，称取环氧树脂，将环氧树脂加入到步骤S2得到的溶剂中并进行搅拌溶解，得到配比好的胶水溶剂；
S4，搅拌捏合，将步骤S1得到的混合粉末与步骤S3得到的胶水溶剂倒入捏合机中进行搅拌捏合，使粉末与溶剂充分包覆混合，得到湿粉；
S5，一次造粒，对步骤S4得到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，获得干粉；
S6，二次造粒，对步骤S5得到的干粉进行二次造粒；
S7，干粉筛选，将经过二次造粒得到的粉末进行过筛处理，得到筛后干粉；
S8，成品粉末，将经过步骤S7处理后得到的筛后干粉加入硬脂酸锌粉末，得到成品粉末，对成品粉末进行保存使用。
本实施例中，在步骤S1中，气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末及细微米级FeSiCr粉末按照7:2:1的比例称取，称取后混合搅拌的时间为1min。
在步骤S2中，称取的固化剂为固体固化剂，步骤S3中，称取的环氧树脂为液体胶水，环氧树脂与固化剂按照质量比30:1进行配比。
在步骤S4中，步骤S1得到的混合粉末与步骤S3得到的胶水溶剂在捏合机中搅拌捏合的时间为35min。
在步骤S5中，湿粉通过粉末造粒机进行一次造粒，一次造粒后的粉体采用烤箱进行烘烤，烘烤的温度为85℃，烘烤的时间为1.5h。
在步骤S6中，经过步骤S5烘烤处理的粉末经常温降温，降温后使用粉末造粒机进行二次造粒；在步骤S7中，采用振筛机对经过二次造粒的粉末进行150目过筛。
在步骤S8中，按照质量百分比0.3％加入硬脂酸锌，成品粉末的保存温度室温为25℃。
本发明还提供了一种模压电感，所述模压电感采用了上述的软磁合金材料或模压电感采用的材料使用了上述的制备方法制备而成。
本发明提供的技术方案中，软磁合金材料通过气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末掺杂配合，能够提升粉体间成型结合力、从而改善解决产品表体强度、掉粉掉块的现象；另外，同时使用微米级FeSiCr粉末进行配比使用，实现粉体间可压铸性好、成型密度高的粉末配方，从而提升产品抗饱和性高、损耗低、性能良好的压铸型材料及其制备方法，趋于综合性能良好，可广泛应用在模压式电感产品工艺中。
使用该种软磁合金材料的电感产品具有密度高、初始导磁率高、磁强强度高、能耗低的优点。
性能测试对比：
表1为三个本技术方案的对比例的主要技术参数表；
表2为三个本技术方案的实验例的主要参数对比表。
其中，对比例为常规水雾化铁硅铬FeSiCr材料制作的产品。
表1
Figure BDA0003275879630000111
表2
Figure BDA0003275879630000112
通过表1与表2的参数对比得知，在相同压力参数的情况下，本技术方案的三个实验例得到的电感产品的密度更高、初始导磁率更高、能耗更低、磁感强度更强，因而获得的产品的性能更加优越，产品的市场竞争力及使用体验更佳，有助于进一步大规模推广应用。
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：包括气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末、细微米级FeSiCr粉末、胶水溶剂及硬脂酸锌粉末，各组分的质量百分比为：
气雾化FeSiCr粉末52.3％-78.6％；
水雾化FeSiCr粉末10％-25％；
微米级FeSiCr粉末10％-20％；
胶水溶剂1.4％-2.7％；
硬脂酸锌粉末0.1％-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：所述气雾化气雾化FeSiCr粉末的粒径为12μm-18μm；所述水雾化FeSiCr粉末的粒径为13μm-18μm；所述微米级FeSiCr粉末的粒径为2μm-3μm；
所述胶水溶剂包括热固型环氧树脂及固化剂，其中热固型环氧树脂与固化剂的质量比为30:1。
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，粉末搅拌，按比例称取气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末及细微米级FeSiCr粉末进行混合搅拌，得到混合粉末；
S2，固化剂溶解，称取固化剂，在固化剂中加入适量丙酮溶剂进行搅拌溶解；
S3，配备胶水溶剂，称取环氧树脂，将环氧树脂加入到步骤S2得到的溶剂中并进行搅拌溶解，得到配比好的胶水溶剂；
S4，搅拌捏合，将步骤S1得到的混合粉末与步骤S3得到的胶水溶剂倒入捏合机中进行搅拌捏合，使粉末与溶剂充分包覆混合，得到湿粉；
S5，一次造粒，对步骤S4得到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，获得干粉；
S6，二次造粒，对步骤S5得到的干粉进行二次造粒；
S7，干粉筛选，将经过二次造粒得到的粉末进行过筛处理，得到筛后干粉；
S8，成品粉末，将经过步骤S7处理后得到的筛后干粉加入硬脂酸锌粉末，得到成品粉末，对成品粉末进行保存使用。
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S1中，气雾化FeSiCr粉末、水雾化FeSiCr粉末及细微米级FeSiCr粉末按照7:2:1的比例称取，称取后混合搅拌的时间为1min。
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：步骤S2中，称取的固化剂为固体固化剂，步骤S3中，称取的环氧树脂为液体胶水，环氧树脂与固化剂按照质量比30:1进行配比。
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S4中，步骤S1得到的混合粉末与步骤S3得到的胶水溶剂在捏合机中搅拌捏合的时间为25-35min。
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S5中，湿粉通过粉末造粒机进行一次造粒，一次造粒后的粉体采用烤箱进行烘烤，烘烤的温度为60-85℃，烘烤的时间为0.8-1.5h。
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S6中，经过步骤S5烘烤处理的粉末经常温降温，降温后使用粉末造粒机进行二次造粒；在步骤S7中，采用振筛机对经过二次造粒的粉末进行50-150目过筛。
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，按照质量百分比0.1％-0.3％加入硬脂酸锌，成品粉末的保存温度室温为20±5℃。
10.一种模压电感，其特征在于：所述模压电感采用了权利要求1或2所述的软磁合金材料或模压电感采用的材料使用了权利要求3-9任一项所述的制备方法制备而成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114472878A (zh) * 2022-02-07 2022-05-13 山东恒瑞磁电科技有限公司 一种一体成型电感软磁粉的制备方法及应用

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