CN114628142A - 一种磁场粉末成型磁芯生产方法 - Google Patents

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张智义
罗理
陈春梅
姜福健
苏春霞
李亚东
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Abstract

本发明涉及一种磁场粉末成型磁芯生产方法，1)采用气雾化或水雾化制备雾化铁粉，铁粉成分按质量百分比：C≤0.008％；Si：0.5％～7.0％；Mn：0.2％～1.0％；P≤0.08％：S≤0.008％：Als：0.2％～1.5％；其余为Fe及不可避免的杂质；铁粉粒径：30～150微米；2)铁粉绝缘包覆处理：将铁粉经浓度10％～50％的磷酸二氢铝水溶液浸泡后80℃～120℃烘干；3)压制磁芯：将经包覆处理后的铁粉加入模具，施加0.5～5T磁场，同时对模具施加1～10Hz机械振动，使铁粉按磁力线进行排列，然后压制成型；4)磁芯退火：将压制成型的磁芯在700℃～800℃温度下退火20～40min，保护气氛为氢气。制备的磁芯具有使用频率范围宽，铁损低，饱和磁感应强度高。

Description

一种磁场粉末成型磁芯生产方法
技术领域
本发明涉及磁性材料，特别涉及一种磁场粉末成型磁芯生产方法。
背景技术
铁粉基软磁材料铁芯提高电磁性能方法：1、向铁粉中加入硅铝等合金元素增加铁芯电阻率，降低涡流损耗。可是，合金添加剂也降低饱和磁感。2、降低铁粉中的硫碳等有害元素含量，提高铁粉纯净度，提高铁芯的磁导率，但残余元素含量并不能完全去除，存在一定的降度；3、增加铁芯压制强度可以提高密度，使铁芯密度接近纯铁密度，减少气隙，从而提高磁导率。减少气隙同时也降低了铁粉之间的绝缘性，增加了涡流损耗；4、在铁粉之间增加绝缘层也可以降低涡流损耗。绝缘层可以是有机树脂材料或无机材料，绝缘层可以有效地降低涡流损耗，但绝缘层的作用像气隙一样不导磁，因而也降低了磁导率；
以上方法的在一定程度上提高了铁芯性能，但每个方法均有一定的限度，只有采用全新方法可以进一步提高铁芯性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种磁场粉末成型磁芯生产方法，生产的磁芯使用频率范围宽，铁损低，饱和磁感应强度高，较高的机械强度。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种磁场粉末成型磁芯生产方法，包括：
1)采用气雾化或水雾化制备雾化铁粉，铁粉成分按质量百分比：C≤0.008％；Si：0.5％～7.0％；Mn：0.2％～1.0％；P≤0.08％：S≤0.008％：Als：0.2％～1.5％；其余为Fe及不可避免的杂质；铁粉粒径：30～150微米；
2)铁粉绝缘包覆处理：将铁粉经浓度10％～50％的磷酸二氢铝水溶液浸泡后80℃～120℃烘干；
3)压制磁芯：将经包覆处理后的铁粉加入模具，施加0.5～5T磁场，同时对模具施加1～10Hz机械振动，使铁粉按磁力线进行排列，然后压制成型；
4)磁芯退火：将压制成型的磁芯在700℃～800℃温度下退火20～40min，保护气氛为氢气。
步骤3)采用压机压制，压机压力600～800MPa。
制备的磁芯，磁芯密度为：6.3～7.5g/cm3；磁导率为30～120；在100kHz，50mT条件下损耗为200～400mW/cm3；饱和磁感应强度为0.5～1.6T。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用绝缘处理的硅钢铁粉，在磁场下，使铁粉转动导磁，粉末颗粒进行择优排列后挤压成型。制备的磁芯具有使用频率范围宽(频率范围0～100KHz)，铁损低，饱和磁感应强度高，在100kHz，50mT条件下损耗为200～400mW/cm3；饱和磁感应强度为0.5～1.6T，较高的机械强度等优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明：
以下实施例对本发明进行详细描述。这些实施例仅是对本发明的最佳实施方案进行描述，并不对本发明的范围进行限制。
一种磁场粉末成型磁芯生产方法，采用雾化法制成铁粉，铁粉采用磷酸二氢铝包覆，压制磁芯过程中，施加磁场，同时采用机械振动，使铁粉按磁力线进行排列。然后在压机上压制成型。具体包括：
1)采用气雾化或水雾化制备雾化铁粉，铁粉成分按质量百分比：C≤0.008％；Si：0.5％～7.0％；Mn：0.2％～1.0％；P≤0.08％：S≤0.008％：Als：0.2％～1.5％；其余为Fe及不可避免的杂质；铁粉粒径：30～150微米；铁粉中的硅铝元素可以提高磁芯磁导率，降低磁滞损耗和涡流损耗，合金含量太高对磁感强度不利。铁粉粒径控制在一定范围内，粒径太大增加涡流损耗，粒径太大单个铁粉中的晶粒多，晶粒间排列随机。粒径太小，不利于后继磁场择优排列。
2)铁粉绝缘包覆处理：将铁粉经浓度10％～50％的磷酸二氢铝水溶液浸泡后80℃～120℃烘干；采用磷酸二氢铝包覆可以充分利于其高温下的优良的附着性能，在磁感退火过程不损失绝缘性能，良好的的绝缘进一步降低磁芯涡流损耗。另外，磷酸二氢铝700～750℃高温处理后，具有较强的粘着性，利于磁芯成型。
3)压制磁芯：采用压机将经包覆处理后的铁粉加入模具，施加0.5～5T磁场，同时对模具施加1～10Hz机械振动，使铁粉按磁力线进行排列；然后压制成型；压机压力600～800MPa。
施加机械振动可以促进铁粉在磁感中的转动，达到择优排列。
4)磁芯退火：将压制成型的磁芯在700℃～800℃温度下退火20～40min，保护气氛为氢气。
实施例1
一种磁场粉末成型磁芯生产方法，包括：
1、采用气雾化制备雾化铁粉：铁粉成分(质量百分比)：C：0.002％；Si：6.5％；Mn：0.3％；P：0.02％：S：0.003％：Als：0.3％；其余为Fe及不可避免的杂质。铁粉经筛分后，得到铁粉粒径为：50～100微米。
2、铁粉包覆处理：将铁粉经浓度30％的磷酸二氢铝水溶液浸泡后经100℃烘干；
3、将经包覆处理后的铁粉在压机上压制成磁芯，在铁粉加入模具时，施加1.5T磁场，在加入铁粉过程中模具施加3Hz机械振动，使铁粉按磁力线重新排列。压机压力700MPa，磁芯高度40mm。
4、磁芯退火：将压制成型的磁芯在750℃温度下退火30min，保护气氛为氢气。
本方法制备磁芯，磁芯密度为：6.8g/cm3。磁导率为95；在100kHz，50mT条件下损耗为300mW/cm3；饱和磁感应强度为0.8T。
实施例2
一种磁场粉末成型磁芯生产方法，包括：
1、采用气雾化制备雾化铁粉：铁粉成分(质量百分比)：C：0.003％；Si：3.5％；Mn：0.4％；P：0.03％：S：0.002％：Als：0.4％；其余为Fe及不可避免的杂质。铁粉经筛分后，得到铁粉粒径为：50～100微米。
2、铁粉包覆处理：将铁粉经30％的磷酸二氢铝水溶液浸泡后经105℃烘干；
3、将经包覆处理后的铁粉在压机上压制成磁芯，在铁粉加入模具时，施加1.2T磁场，在加入铁粉过程中模具施加3Hz机械振动，使铁粉按磁力线重新排列。压机压力650MPa，磁芯高度40mm。
4、磁芯退火：将压制成型的磁芯在740℃温度下退火30min，保护气氛为氢气。
本方法制备磁芯，磁芯密度为：6.7g/cm3。磁导率为100；在100kHz，50mT条件下损耗为330mW/cm3；饱和磁感应强度为0.9T。

Claims (2)

1.一种磁场粉末成型磁芯生产方法，其特征在于，包括：
1)采用气雾化或水雾化制备雾化铁粉，铁粉成分按质量百分比：C≤0.008％；Si：0.5％～7.0％；Mn：0.2％～1.0％；P≤0.08％：S≤0.008％：Als：0.2％～1.5％；其余为Fe及不可避免的杂质；铁粉粒径：30～150微米；
2)铁粉绝缘包覆处理：将铁粉经浓度10％～50％的磷酸二氢铝水溶液浸泡后80℃～120℃烘干；
3)压制磁芯：将经包覆处理后的铁粉加入模具，施加0.5～5T磁场，同时对模具施加1～10Hz机械振动，使铁粉按磁力线进行排列，然后压制成型；
4)磁芯退火：将压制成型的磁芯在700℃～800℃温度下退火20～40min，保护气氛为氢气。
2.根据权利要求1所述的一种磁场粉末成型磁芯生产方法，其特征在于，步骤3)采用压机压制，压机压力600～800MPa。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1484578A (zh) * 2001-01-29 2004-03-24 住友特殊金属株式会社 粉末成型方法
CN107424706A (zh) * 2017-04-28 2017-12-01 武汉钢铁有限公司 硅钢磁粉芯及其制备方法

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