CN1313615A - 高导磁率圆环形铁芯的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明方法属于功能材料的处理方法。更适用于非晶材料中的纳米晶软磁圆环形铁芯获得较高μ0的热处理方法。本发明方法是20－500℃采用6－12℃/每分钟和500－560℃采用2－6℃/每分钟的分段升温与保温及炉冷的热处理方法,同时还应在多层的样品托架内均匀摆放样品,使每层样品端面之间距离保持在样品高度的0.5－1.5倍。采用本发明方法与现有技术相比较,具有处理方法合理,生产工艺简单,并且能有效提高产品的合格率,对生产批量较大的非晶产品,其热处理效果更好。

Description

高导磁率圆环形铁芯的处理方法
本发明方法属于功能材料的处理方法。特别适用于非晶材料中的纳米晶软磁圆环形铁芯获得较高的μ0的热处理方法。
自从八十年代末所发展起来的铁基纳米晶软磁合金，由于具有很好的高频性能，因此在电力及电子领域中得到了越来越广泛的应用。被用来制做共模电感铁芯时，其特点在于样品尺寸较小，批量大和初始导磁率μ0较高。到目前为止，有关铁基纳米晶合金所获得高μ0热处理方法及影响因素的文章虽然已有介绍，但关于该类铁芯的批量热处理生产方法未见有具体的报导。在现有技术中，对采用纳米晶合金铁芯在热处理和生产时，由于铁芯在晶化处理时，样品的堆放造成晶化放热超出保温温度，使样品的合格率降低，批量报废率增高。另外有采用在样品之间，夹导热金属板来防止晶化时放热超温控制的，该方法虽不易超温，但在样品冷却时、冷速太慢，不利于样品的初始导磁率μ0的提高，而且升降温时间长，样品容易氧化，性能降低，因此由上述内容可知，为防止样品的晶化放热超温而在样品间放置导热板，尤其是批量生产小样品铁芯，对提高产品的质量和产品性能一致性，是不能解决问题的。
本发明的目的是提出一种能够提高非晶产品初始导磁率和非晶产品性能一致性的高导磁率圆环形铁芯的处理方法。
根据本发明目的所提出的高导磁率圆环铁芯的处理方法，应包括非晶材料中的纳米晶合金圆环铁芯热处理制度和在该制度热处理时铁芯样品的摆放方式，我们在考虑到样品的热处理温度在大于500℃后会有一次晶化放热升温现象和慢速升温带来的样品容易氧化导致性能变坏，因此本发明处理方法是在考虑到样品的降温应有足够的散热空间时，应采用快速升温和控制升温以及快速降温和保温的热处理制度，才能达到提高产品的μ0与产品性能一致性好的目的。
根据本发明的目的和上述内容，我们所提出的高导磁率圆环形铁芯的处理方法是，该处理方法包括热处理制度和样品摆放方式，其特征有：(1)热处理制度是室温至500℃采用6-12℃/每分钟的升温方式，500-560℃采用2-6℃/每分钟的升温方式，保温时间为15-30分钟，保温后随炉冷却；(2)样品的摆放应采用样品端面上下均匀平放在样品托架内，每一层样品之间为圆周面切线相接触摆放。在多层样品托架处理时，装炉应保证上、下层样品端面之间距离为样品高度的0.5-1.5倍。因为样品层间过高，虽然对热处理效果有益，但有效热处理空间浪费大，而样品层间距离太小，则晶化放热的热量不易散开，容易造成样品冲温过烧现象。采用本发明处理方法中其它特征还有用于热处理的样品托架是采用厚度为1.2-2mm的金属板制成，样品托架还可以采用带散热孔的金属板制成。
采用本发明高导磁圆环形铁芯的处理方法，主要是针对非晶软磁材料，在热处理时，因晶化易产生冲温或过烧现象而设计的，热处理制度和样品摆放及样品托架。样品托架的尺寸可根据热处理炉内均温区的大小而设计成至少一层或多层的托架，托架钢板的厚度不易太厚，因为托架钢板太厚容易造成样品的散热速度降低，如果托架钢板太薄，在热处理时容易变形不能承重。
为了更好的改善样品托架内样品的均匀升降温，还可以将样品托架制成带有多样散热孔的形式，然后采用本发明圆环形铁芯的热处理制度和样品摆放方法，就可提高产品合格率和性能指标。
采用本发明方法与现有技术相比较，具有处理方法合理，生产工艺简单，并且能有效提高产品的合格率，性能指标和产品性能的一致性。尤其对生产批量较大的非晶高导磁率圆环铁芯的热处理产品，其效果更好。
实施例
本发明方法的实施例是采用Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9成份的非晶薄带进行对比试验，试验样品均采用每层样品铁芯之间为圆周面切线相接触摆放，根据样品的多少可摆放在单层或多层的样品托架上，托架钢板厚度在1.5-2mm。入炉后，热处理时应采用N2做为保护气体。为了方便比较，我们还采用现有技术处理方法，同样采用上述对比材料进行了对比试验，其对比结果均见表1。在表1中，序号1、2、3、4是采用本发明处理方法，根据不同尺寸样品进行不同升温速度，保温时间，层间高度和钢板厚度不同的托架的处理方法。序号5、6为上述非晶薄带的样品采用现有技术热处理方法进行与本发明处理方法对比试验，现有技术是采用N2保护直线升温至500℃后保温30分钟；再升温560℃，保温约25分钟后炉冷，样品托盘为单层样品盒，因样品是堆放多层，这样就容易造成材料晶化时发生冲温或过烧，保温不易控制和产品合格率降低等缺陷。
表1本发明实施例与现有技术的处理方法与性能对比
Figure A0111553500061

Claims (3)

1、一种提高非晶材料的高导磁率圆环形铁芯的处理方法，该处理方法应包括热处理制度和样品摆放的方式，其特征在于：
(1)、热处理制度是采取分段升温，20℃-500℃采用6℃-12℃/每分钟的升温方式，500℃-560℃采用2℃-6℃/每分钟的升温方式，560℃保温时间为15-30分钟后随炉冷却；
(2)、样品的摆放应采用样品端面上、下均匀平放在多层的样品托架内，同一层样品之间为圆周面切线相接触摆放，在多层样品托架的处理时，装炉应保证上、下层样品端面之间距离为样品高度的0.5-1.5倍。
2、一种适用于权利要求1中所述方法的样品托架，其特征在于热处理用样品托架是采用厚度1.2-2mm的金属板制成。
3、根据权利要求2中所述样品托架，其特征在于该样品托架可以采用带散热孔的金属板制成。
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