CN114628137B - 一种软磁粉末的绝缘包覆方法 - Google Patents

一种软磁粉末的绝缘包覆方法 Download PDF

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Abstract

一种软磁粉末的绝缘包覆方法，包括以下步骤：将磷酸、香蕉水混合均匀，得钝化液；将软磁粉末与钝化液混合，浸泡，将粉料打散，过筛，烘烤，晾凉，得粉料A；将有机硅树脂、香蕉水混合均匀，得防锈液；将所述粉料A与防锈液混合，浸泡，将粉料打散，过筛，烘烤，晾凉，得粉料B；将环氧树脂、固化剂与香蕉水混合均匀，得粘结剂；将所述粉料B与粘结剂混合，浸泡，将粉料打散，造粒，烘烤，晾凉，得粉料C；将所述粉料C筛分，加入润滑剂，混匀，即成。本发明采用三次包覆处理，保证了粉料的均匀性；所粉料具有良好的防锈性，机械强度高，绝缘性高，涡流损耗低；粉料具有良好的成型性，成型后不易开裂。

Description

一种软磁粉末的绝缘包覆方法
技术领域
本发明涉及一种粉末的包覆方法，具体涉及一种粉末的绝缘包覆方法。
背景技术
一体成型电感是将绕制好的线圈本体埋入金属磁性粉末内部压铸而成，具有全方位磁屏蔽，较传统电感更高的电感和更小的漏电感，器件之间不会相互干扰的优点，在电路中可以起到滤波和储能的作用，是电路板上不可缺少的电子元件。主要应用于 DC 模块、工控主板、显卡、平板电脑、笔记本电脑、车载设备、分配电源系统、LED 路灯设备、通讯设备、医疗设备等。
通常一体成型电感应用端首要关注的是器件的强度和可靠性，包括耐蚀性、耐电压击穿、绝缘性，此外还有老化问题，因此对于制备一体成型电感用的软磁粉末来说，绝缘包覆工艺尤为关键。目前市场上一体成型电感使用的软磁粉末主要为羰基铁粉和合金粉，现有的绝缘包覆工艺中，常使用无机包覆和有机包覆结合的方法，但是常常出现涡流损耗大，同时产品容易生锈，机械强度低容易开裂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种软磁粉末的绝缘包覆方法，制作成的粉料绝缘性高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种软磁粉末的绝缘包覆方法，包括以下步骤：
（1）将磷酸、香蕉水混合均匀，得钝化液；将软磁粉末与钝化液混合，浸泡，将粉料打散，过筛，烘烤，晾凉，得粉料A；
（2）将有机硅树脂、香蕉水混合均匀，得防锈液；将所述粉料A与防锈液混合，浸泡，将粉料打散，过筛，烘烤，晾凉，得粉料B；
（3）将环氧树脂、固化剂与香蕉水混合均匀，得粘结剂；将所述粉料B与粘结剂混合，浸泡，将粉料打散，造粒，烘烤，晾凉，得粉料C；
（4）将所述粉料C筛分，加入润滑剂，混匀，即成。
晾凉指自然冷却至室温，所得成品粉料粒度为50-180目。
优选地，所述软磁粉末为铁硅铬合金粉末或羰基铁粉。
优选地，浸泡前后还进行搅拌，浸泡前搅拌5-15min，浸泡后再搅拌10-50min将粉料打散，搅拌的转速为30-60r/min，搅拌时的温度为15-30℃。
优选地，步骤（1）中，所述磷酸的质量为软磁粉末质量的0.1-0.5%、香蕉水的质量为软磁粉末质量的12-18%。
优选地，步骤（1）中，所述浸泡的时间为1~8小时。
优选地，步骤（1）中，所述过筛为过50目筛。
优选地，步骤（1）中，所述烘烤的温度为40-100℃，时间为30-90min。
优选地，步骤（2）中，所述有机硅树脂的质量为软磁粉末质量的0.3-1.5%、香蕉水的质量为软磁粉末质量的12-18%。
优选地，步骤（2）中，所述浸泡的时间为1~4小时。
优选地，步骤（2）中，所述过筛为过50目筛。
优选地，步骤（2）中，所述烘烤的温度为50-110℃，时间为1-4h。
优选地，步骤（3）中，所述环氧树脂的质量为软磁粉末质量的2-2.5%、所述固化剂的质量为软磁粉末质量的0.4-0.5%、香蕉水的质量为软磁粉末质量的12-18%。
优选地，步骤（3）中，所述环氧树脂为环氧值为0.09-0.14的改性环氧树脂，所述固化剂为间二甲苯胺复合物。
优选地，步骤（3）中，所述浸泡的时间为1~4小时。
优选地，步骤（3）中，所述造粒采用50目筛网。
优选地，步骤（3）中，所述烘烤的温度为50-110℃，时间为1-4h。
优选地，步骤（4）中，所述润滑剂为硬脂酸锌，用量为软磁粉末质量的0.25~0.35％。
本发明有益效果：
（1）本发明采用三次包覆处理，保证了粉料的均匀性；
（2）所得粉料具有良好的防锈性，机械强度高，绝缘性高，涡流损耗低；
（3）粉料具有良好的成型性，成型后不易开裂；
（4）制备过程中污染低。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明各实施例使用的固化剂为间二甲苯胺复合物（间二甲苯胺类固化剂）。其他原料均通过常规商业途径获得。
各实施例虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
实施例一
本实施例软磁粉末的绝缘包覆方法：
（1）称取铁硅铬软磁粉末，将粉末质量0.1%的磷酸和粉末质量15%的香蕉水混合均匀，得钝化液，将粉料和钝化液倒入搅拌机，搅拌10min（30r/min，15℃），随后浸泡2h，持续搅拌50min（30r/min，30℃）至粉料松散，并过50目筛使其分散；放入烤箱中进行70℃低温烘烤1h，取出晾凉，得粉料A；
（2）称取铁硅铬软磁粉末质量0.3%的有机硅树脂和铁硅铬软磁粉末质量15%的香蕉水混合均匀，得防锈液，将粉料A和防锈液倒入搅拌机，搅拌15min（30r/min，30℃），随后浸泡1h，持续搅拌10min（60r/min，30℃）至粉料松散，并过50目筛使其分散；放入烤箱中进行70℃低温烘烤1h，取出晾凉，得粉料B；
（3）称取铁硅铬软磁粉末质量2%的改性环氧树脂（环氧值为0.09）、铁硅铬软磁粉末质量0.4%的固化剂、铁硅铬软磁粉末质量15%的香蕉水，混合均匀，得粘接剂，将粉料B和粘接剂倒入搅拌机，搅拌5min（30r/min，30℃），随后浸泡1h，持续搅拌50min（30r/min，15℃）至粉料松散；倒入造粒机中进行造粒，造粒筛网选用50目不锈钢筛网；随后放进烤箱中进行60℃低温烘烤1h，取出晾凉，得粉料C；
（4）将粉料C倒入振动筛中筛分，随后加入铁硅铬软磁粉末质量0.3%的硬脂酸锌（润滑剂），混合均匀，得到绝缘包覆粉料。
实施例二
本实施例软磁粉末的绝缘包覆方法：
（1）称取铁硅铬软磁粉末，将粉末质量0.3%的磷酸和粉末质量15%的香蕉水混合均匀，得钝化液，将粉料和钝化液倒入搅拌机，搅拌10min（30r/min，15℃），随后浸泡4h，持续搅拌30min（30r/min，20℃）至粉料松散，并过50目筛使其分散；放入烤箱中进行70℃低温烘烤1h，取出晾凉，得粉料A；
（2）称取铁硅铬软磁粉末质量0.6%的有机硅树脂和铁硅铬软磁粉末质量15%的香蕉水混合均匀，得防锈液，将粉料A和防锈液倒入搅拌机，搅拌10min（60r/min，15℃），随后浸泡2h，持续搅拌10min（60r/min，30℃）至粉料松散，并过50目筛使其分散；放入烤箱中进行70℃低温烘烤1h，取出晾凉，得粉料B；
（3）称取铁硅铬软磁粉末质量2.5%的改性环氧树脂（环氧值为0.14）、铁硅铬软磁粉末质量0.5%的固化剂、铁硅铬软磁粉末质量15%的香蕉水，混合均匀，得粘接剂，将粉料B和粘接剂倒入搅拌机，搅拌10min（30r/min，30℃），随后浸泡2h，持续搅拌40min（30r/min，30℃）至粉料松散；倒入造粒机中进行造粒，造粒筛网选用50目不锈钢筛网；随后放进烤箱中进行60℃低温烘烤1h，取出晾凉，得粉料C；
（4）将粉料C倒入振动筛中筛分，随后加入铁硅铬软磁粉末质量0.3%的硬脂酸锌（润滑剂），混合均匀，得到绝缘包覆粉料。
实施例三
本实施例软磁粉末的绝缘包覆方法：
（1）称取铁硅铬软磁粉末，将粉末质量0.5%的磷酸和粉末质量15%的香蕉水混合均匀，得钝化液，将粉料和钝化液倒入搅拌机，搅拌5min（60r/min，15℃），随后浸泡8h，持续搅拌50min（30r/min，15℃）至粉料松散，并过50目筛使其分散；放入烤箱中进行70℃低温烘烤1h，取出晾凉，得粉料A；
（2）称取铁硅铬软磁粉末质量1.5%的有机硅树脂和铁硅铬软磁粉末质量15%的香蕉水混合均匀，得防锈液，将粉料A和防锈液倒入搅拌机，搅拌10min（60r/min，30℃），随后浸泡3h，持续搅拌10min（60r/min，30℃）至粉料松散，并过50目筛使其分散；放入烤箱中进行70℃低温烘烤1h，取出晾凉，得粉料B；
（3）称取铁硅铬软磁粉末质量2.5%的改性环氧树脂（环氧值为0.14）、铁硅铬软磁粉末质量0.5%的固化剂、铁硅铬软磁粉末质量15%的香蕉水，混合均匀，得粘接剂，将粉料B和粘接剂倒入搅拌机，搅拌10min（60r/min，15℃），随后浸泡3h，持续搅拌10min（30r/min，15℃）至粉料松散；倒入造粒机中进行造粒，造粒筛网选用50目不锈钢筛网；随后放进烤箱中进行60℃低温烘烤1h，取出晾凉，得粉料C；
（4）将粉料C倒入振动筛中筛分，随后加入铁硅铬软磁粉末质量0.3%的硬脂酸锌（润滑剂），混合均匀，得到绝缘包覆粉料。
对比例一
本对比例与实施例三相比，用丙酮代替香蕉水作为溶剂，并且不使用有机硅树脂。
本对比例软磁粉末的绝缘包覆方法：
（1）称取铁硅铬软磁粉末，将粉末质量0.5%的磷酸和粉末质量15%的丙酮混合均匀，得钝化液，将粉料和钝化液倒入搅拌机，搅拌5min（60r/min，15℃），随后浸泡8h，持续搅拌50min（30r/min，15℃）至粉料松散，并过50目筛使其分散；放入烤箱中进行70℃低温烘烤1h，取出晾凉，得粉料A；
（2）称取铁硅铬软磁粉末质量2.5%的改性环氧树脂（环氧值为0.14）、铁硅铬软磁粉末质量0.5%的固化剂、铁硅铬软磁粉末质量15%的丙酮，混合均匀，得粘接剂，将粉料A和粘接剂倒入搅拌机，搅拌10min（60r/min，15℃），随后浸泡3h，持续搅拌10min（30r/min，15℃）至粉料松散；倒入造粒机中进行造粒，造粒筛网选用50目不锈钢筛网；随后放进烤箱中进行60℃低温烘烤1h，取出晾凉，得粉料B；
（3）将粉料B倒入振动筛中筛分，随后加入铁硅铬软磁粉末质量0.3%的硬脂酸锌（润滑剂），混合均匀，得到绝缘包覆粉料。
对比例二
本对比例采用丙酮代替香蕉水作为溶剂，并且不使用有机硅树脂。
本对比例软磁粉末的绝缘包覆方法：
（1）称取铁硅铬软磁粉末，将粉末质量0.8%的磷酸和粉末质量15%的丙酮混合均匀，得钝化液，将粉料和钝化液倒入搅拌机，搅拌5min（60r/min，15℃），随后浸泡8h，持续搅拌50min（30r/min，15℃）至粉料松散，并过50目筛使其分散；放入烤箱中进行70℃低温烘烤1h，取出晾凉，得粉料A；
（2）称取铁硅铬软磁粉末质量2.5%的改性环氧树脂（环氧值为0.14）、铁硅铬软磁粉末质量0.5%的固化剂、铁硅铬软磁粉末质量15%的丙酮，混合均匀，得粘接剂，将粉料A和粘接剂倒入搅拌机，搅拌10min（60r/min，15℃），随后浸泡3h，持续搅拌10min（30r/min，15℃）至粉料松散；倒入造粒机中进行造粒，造粒筛网选用50目不锈钢筛网；随后放进烤箱中进行60℃低温烘烤1h，取出晾凉，得粉料B；
（3）将粉料B倒入振动筛中筛分，随后加入铁硅铬软磁粉末质量0.3%的硬脂酸锌（润滑剂），混合均匀，得到绝缘包覆粉料。
产品性能检测：
将绝缘包覆好的粉末2.00±0.05g 加入外径14mm内径8mm的模具，在压力7MPA的条件进行压制成环。成型后的磁环在160℃固化2小时。采用0.6mm的高温铜线对固化的磁环进行绕制，内圈14圈、外圈14.5圈。在100k/HZ，1v的测试条件下及进行测量，并经过计算获得磁导率、涡流损耗。样品的绝缘耐压测试采用专用绝缘耐压测试仪，耐腐蚀性采用24小时盐雾试验（盐溶液浓度5%）；测试结果如表1所示。
表1 实施例一、二、三和对比例一、二所得产品的新能测试结果
磁导率 涡流损耗 绝缘性能 机械强度 防锈性
实施例一 30 -20% 1G 7MPa 外表光泽，无锈点
实施例二 26 -16% 1G 7MPa 外表关泽，无锈点
实施例三 22 -14% 1G 8MPa 外表关泽，无锈点
对比例一 28 -25% 180M 4MPa 外表有锈点
对比例二 25 -20% 190M 4MPa 外表有锈点
与对比例一、二相比，本发明实施例一、二、三在防锈性能、绝缘性能和机械强度方面明显提高，涡流损耗有所降低，磁导率基本持平，表明采用本发明的技术方案，能够获得性能更加优良的软磁粉末，用于生产一体成型电感时具有明显的优势。通过本发明实施例一、二、三与对比例一、二在方案上的差别也可以看出，不使用防锈液后，不但造成了防锈效果下降，对产品的其他性能也产生了不利影响。

Claims (11)

1.一种软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将磷酸、香蕉水混合均匀，得钝化液；将软磁粉末与钝化液混合，浸泡，将粉料打散，过筛，烘烤，晾凉，得粉料A；
（2）将有机硅树脂、香蕉水混合均匀，得防锈液；将所述粉料A与防锈液混合，浸泡，将粉料打散，过筛，烘烤，晾凉，得粉料B；
（3）将环氧树脂、固化剂与香蕉水混合均匀，得粘结剂；将所述粉料B与粘结剂混合，浸泡，将粉料打散，造粒，烘烤，晾凉，得粉料C；
（4）将所述粉料C筛分，加入润滑剂，混匀，即成；
所述软磁粉末为铁硅铬合金粉末或羰基铁粉；
步骤（2）中，所述有机硅树脂的质量为软磁粉末质量的0.3-1.5%、香蕉水的质量为软磁粉末质量的12-18%。
2.根据权利要求1所述的软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，浸泡前后还进行搅拌，浸泡前搅拌5-15min，浸泡后搅拌10-50min，搅拌的转速为30-60r/min，搅拌时的温度为15-30℃。
3.根据权利要求1所述的软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，步骤（1）中，所述磷酸的质量为软磁粉末质量的0.1-0.5%、香蕉水的质量为软磁粉末质量的12-18%。
4.根据权利要求1或3所述的软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，步骤（1）中，所述浸泡的时间为1~8小时；所述过筛为过50目筛；所述烘烤的温度为40-100℃，时间为30-90min。
5.根据权利要求1所述的软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，步骤（2）中，所述浸泡的时间为1~4小时；所述过筛为过50目筛；所述烘烤的温度为50-110℃，时间为1-4h。
6.根据权利要求4所述的软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，步骤（2）中，所述浸泡的时间为1~4小时；所述过筛为过50目筛；所述烘烤的温度为50-110℃，时间为1-4h。
7.根据权利要求1所述的软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，步骤（3）中，所述环氧树脂的质量为软磁粉末质量的2-2.5%、所述固化剂的质量为软磁粉末质量的0.4-0.5%、香蕉水的质量为软磁粉末质量的12-18%；所述环氧树脂为环氧值为0.09-0.14的改性环氧树脂，所述固化剂为间二甲苯胺复合物。
8.根据权利要求1、2、3、5、7中任一项所述的软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，步骤（3）中，所述浸泡的时间为1~4小时；所述造粒采用50目筛网；所述烘烤的温度为50-110℃，时间为1-4h。
9.根据权利要求4所述的软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，步骤（3）中，所述浸泡的时间为1~4小时；所述造粒采用50目筛网；所述烘烤的温度为50-110℃，时间为1-4h。
10.根据权利要求6所述的软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，步骤（3）中，所述浸泡的时间为1~4小时；所述造粒采用50目筛网；所述烘烤的温度为50-110℃，时间为1-4h。
11.根据权利要求1、2、3、5、7中任一项所述的软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，步骤（4）中，所述润滑剂为硬脂酸锌，用量为软磁粉末质量的0.25~0.35％。
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