CN114472909B - 一种一体成型电感合金原料粉制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电感合金原料粉制备装置，包括雾化室，雾化室内部设有保温炉，保温炉内储存有熔融合金液，保温炉顶部设有端盖，端盖上设有进气管保温炉内中央设有合金液上升通道，合金液上升通道通道穿过端盖连接上方的陶瓷保温环，陶瓷保温环上方设有陶瓷高速旋转盘，旋转盘内部有合金液通道，旋转盘的边缘设有多个出液口，制粉时，在气体压力下合金液从上升通道上升，进入高速旋转盘，在离心力作用下从出液口被甩出，同时气雾化喷枪喷出高速氮气气流对其进行高速冲击，合金液薄膜被迅速冷却并雾化形成合金粉落下，本发明结合了离心雾化和气雾法制粉的优点，增加了合金液在雾化室中的停留时间，并使其与雾化气体充分接触，提高了制粉效率。
Description
技术领域
本发明涉及电感合金粉制备技术领域，尤其涉及一种一体成型电感合金原料粉制备装置。
背景技术
一体成型电感包括座体和绕组本体，座体为将绕组本体埋入金属磁性粉末内部压铸而成，其结构特征满足电子产品不断小型化的发展要求，广泛应用于电脑主板、显卡、工控机、服务器上、手机、平板电脑及汽车电子产品中；一体成型电感具有高饱和磁通密度(Bs)，在电路中的主要的作用是滤波、振荡、延迟、陷波等，还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用，目前一体成型微型电感已经成为高端电子制造行业中关键器件。
在目前一体成型电感的制备过程中，所用的FeSiCr合金粉经过特殊处理，绝缘电阻高，不易生锈，一体成型电感产品表面无需喷涂，以此合金粉为原料制备的低温(小于200℃)固化的一体成型电感已经广泛用于计算机、电视机、功率电源、数码相机、汽车电子等领域，极大地满足了大电流条件下的电感要求。
通常使用的FeSiCr软磁粉末通常采用破碎法和雾化法制备，雾化法是指将坩埚中的高温熔液引入喷雾室，在高压高速的气体作用下进行雾化，将高温熔液冲击破碎成细小金属熔滴，细小金属熔滴在下落冷却过程中表面张力作用下，凝固成球形或亚球形合金粉末。传统的雾化制粉法包含气雾化法、水雾化法以及离心雾化法等。但是雾化法所制备粉末的尺寸分散度大，必须通过多次筛分才能得到满足粒径要求的粉末。因而现有技术在传统工艺基础上进行了各种改进，如中国发明专利CN 111804925 B公开了一种基于VIGA工艺制备GRCop-42球形粉的方法及装置，在中间包的漏眼下方设置双气道旋转薄膜喷嘴装置，双气道旋转薄膜喷嘴装置正对漏眼处设置有旋转盘，旋转盘通过离心力可将合金熔体分散为合金薄膜，增加了合金熔体的表面能。更容易与高速气流进行能量交换，以意图制得高比表面积、粒径小且集中、球形度和收得比均高的粉末。CN 109093127 B采用均匀液滴逐一雾化法，也结合了气雾法和离心雾化法等方式，实现超微细化。但上述专利也均存在金属溶液在重力作用下，与雾化介质接触时间短，雾化不够充分的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种一体成型电感合金原料粉制备装置。
本发明完整的技术方案包括：
一种电感合金原料粉制备装置，所述装置包括雾化室，雾化室内部设有带加热装置的保温炉，保温炉内储存有熔融的电感合金液，保温炉顶部设有端盖，使保温炉内部形成一个封闭的环境，端盖上设有进气管，进气管连接高压气源，保温炉内中央设有合金液上升通道，合金液上升通道通道穿过端盖连接上方的陶瓷保温环，陶瓷保温环上方设有陶瓷高速旋转盘，旋转盘内部有合金液通道，合金液通道的截面积从中心到边缘逐步减小，旋转盘的边缘设有多个沿装置中心轴线对称分布的出液口，出液口11的轴线与水平方向的夹角α为18°～22°；高速旋转盘下方设有多个气雾化喷枪8，喷枪的喷嘴位置对准合金液甩出的位置，喷枪轴线与水平方向的夹角θ为38°～42°；
制粉时，高压气源启动，将压缩空气从进气管输送至保温炉内，在气体压力下合金液从上升通道上升，并通过保温环中的通道进入高速旋转盘，高速旋转盘在电机带动下进行高速旋转，其内部的合金液在离心力作用下从出液口被甩出，形成合金液薄膜，同时气雾化喷枪喷出高速氮气气流对其进行高速冲击，合金液薄膜被迅速冷却并雾化形成合金粉落下，通过雾化室下方的出粉口送出雾化室。
出液口的数量为15～20个。
喷枪沿气雾化设备的中轴线环形对称设置，数量为10～12个。
出液口为狭长的缝状。
出液口宽度应不大于长度的1/8。
氮气温度为-100至-20℃。
雾化室装配有真空系统，在制粉时对雾化室进行抽真空。
氮气气流方向与合金液薄膜方向之间夹角为20°。
本发明的有益效果是：结合了离心雾化和气雾法制粉的优点，并对现有的转盘离心方式进行了改进，采用气体加压，使合金液上升并被向上呈一定角度甩出，增加了合金液在雾化室中的停留时间，同时下方的喷枪也呈一定角度向上喷射，给合金液薄膜一个向上的力，进一步能增加了合金液在雾化室中的停留时间，并使其与雾化气体充分接触，实现合金液的充分雾化、将合金的利用率从现有的95％左右提高至98.4％，同时实现了粉末的超细化，且粒径集中。
附图说明
图1为本发明电感合金制备装置的结构示意图。
图2为旋转盘出液口与气雾化喷枪位置示意图。
图3为出液口横截面示意图。
图中：1-雾化室，2-保温炉，3-合金液，4-上升通道，5-陶瓷保温环，6-旋转盘，7-进气管，8-气雾化喷枪，9-合金液薄膜，10-出粉口，11-出液口。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请的实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本申请。
一种一体成型电感合金原料粉制备装置，采用气雾法来制备，所用的设备如图1所示，包括雾化室1，雾化室1内部设有带加热装置的保温炉2，保温炉内储存有熔融的电感合金液3，保温炉顶部设有端盖，使保温炉内部形成一个封闭的环境，端盖上设有进气管7，进气管7连接高压气源，保温炉内设有合金液上升通道4，通道穿过端盖连接上方的陶瓷保温环5，陶瓷保温环上方设有陶瓷高速旋转盘6，旋转盘6内部有合金液通道，合金液通道的截面积从中心到边缘逐步减小，旋转盘6的边缘设有多个沿中心轴线对称分布的出液口11。出液口11的数量为15～20个。高速旋转盘下方设有多个气雾化喷枪8，喷枪的喷嘴位置对准合金液甩出的位置，喷枪沿气雾化设备的中轴线环形对称设置，数量为10～12个。
制粉时，高压气源启动，将压缩空气从进气管7输送至保温炉2内，在气体压力下合金液从上升通道4上升，并通过保温环5中的通道进入高速旋转盘6，高速旋转盘在电机带动下进行高速旋转，其内部的合金液在离心力作用下从出液口11被甩出，形成合金液薄膜9，同时气雾化喷枪喷出高速氮气气流对其进行高速冲击，合金液薄膜被迅速冷却并雾化形成合金粉落下，通过雾化室下方的出粉口10送出雾化室。
在一种优选的实施方式中，旋转盘6内部的合金液通道的截面积从中心到边缘逐步减小，使合金液在出液口11处的压力增大，有利于其喷射出并形成合金薄膜。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，出液口11的出口方向向上，以利于合金液甩出时向上呈一定角度，增加在雾化室的停留时间，优选的，出液口11的轴线与水平方向的夹角α为18°～22°，同时喷枪8的气流方向也向上呈一定角度，且与出液口的方向形成一个合理的角度，以使得高速气流能够更有效的对合金薄膜进行冲击，经过实验，选择使喷枪轴线与水平方向的夹角θ为38°～42°。出液口11的轴线与喷枪轴线的夹角为20°。
在一种优选的实施方式中，为有利于合金液甩出时被更好的形成合金液薄膜，出液口11设计成狭长的缝状结构，如图2所示，优选的，其宽度应不大于长度的1/8。
在一种优选的实施方式中，雾化室还可以装配有真空系统，在制粉时对雾化室进行抽真空，以防止雾化制粉过程中合金被氧化。
利用上述装置对进行电感合金粉制备的方法具体为：
(1)选择FeSiCr合金原料进行熔炼，原料组分为Si：3.2～4.5wt％，Cr：4.0～5.5wt％，Ni：0.1～0.15wt％，V：0.05～0.08wt％，余量为Fe；将原料上述配比后进行熔炼得到合金液。
(2)将合金液转移到保温炉中并加热保温，随后对雾化室关闭并抽真空到0.2Mbar。
(3)启动高压气源，将压缩空气从进气管输送至保温炉内，在气体压力下合金液从上升通道上升进入高速旋转盘内的合金液通道。
(4)电机带动高速旋转盘进行旋转，转速为400～1000rpm，带动内部合金液从出液口被甩出，甩出方向与水平方向夹角为38°～42°，形成合金液薄膜。
(5)气雾化喷枪喷出高速氮气气流对合金液薄膜进行高速冲击，可选的，氮气温度为-100至-20℃，气流方向与合金液薄膜方向夹角为20°，合金液薄膜被迅速冷却并雾化形成合金粉落下。
(6)对制得的合金粉进行收集、筛分、包装储存。
以上申请的仅为本申请的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请创造构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (2)
1.一种电感合金原料粉制备装置，其特征在于，所述装置包括雾化室，雾化室内部设有带加热装置的保温炉，保温炉内储存有熔融的电感合金液，保温炉顶部设有端盖，使保温炉内部形成一个封闭的环境，端盖上设有进气管，进气管连接高压气源，保温炉内中央设有合金液上升通道，合金液上升通道穿过端盖连接上方的陶瓷保温环，陶瓷保温环上方设有陶瓷高速旋转盘，旋转盘内部有合金液通道，合金液通道的截面积从中心到边缘逐步减小，旋转盘的边缘设有多个沿装置中心轴线对称分布的出液口，出液口的数量为15～20个，出液口为狭长的缝状，出液口宽度不大于长度的1/8；
出液口( 11) 的轴线与水平方向的夹角α为18°～22°；高速旋转盘下方设有多个气雾化喷枪( 8) ，喷枪的喷嘴位置对准合金液甩出的位置，喷枪沿气雾化设备的中轴线环形对称设置，数量为10～12个，
喷枪轴线与水平方向的夹角θ为38°～42°；
制粉时，高压气源启动，将压缩空气从进气管输送至保温炉内，在气体压力下合金液从上升通道上升，并通过保温环中的通道进入高速旋转盘，高速旋转盘在电机带动下进行高速旋转，其内部的合金液在离心力作用下从出液口被甩出，形成合金液薄膜，同时气雾化喷枪喷出高速氮气气流对其进行高速冲击，氮气温度为-100至-20℃，氮气气流方向与合金液薄膜方向之间夹角为20°，合金液薄膜被迅速冷却并雾化形成合金粉落下，通过雾化室下方的出粉口送出雾化室。
2.根据权利要求1所述的一种电感合金原料粉制备装置，其特征在于，雾化室装配有真空系统，在制粉时对雾化室进行抽真空。
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