CN1622231A - 高频低导磁系数低损耗磁粉芯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粉末冶金领域,尤其是一种高频低导磁系数μ低损耗磁粉芯及其制备方法,其特征在于:它的成分为二元系铁镍合金添加Mo,Ni的含量取为75~82%,Mo的添加量为1~3%,余量为Fe,熔炼温度为1600℃,成型压力压力取1000~1200MPa,热处理温度取450~550℃,保温时间取1小时,本发明的高频低导磁系数μ低损耗磁磁粉芯的物理性能和磁性能优良。100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化小于0.3%;30kHz时,导磁系数μ=60±5,Q=100~120;磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.5w/kg,满足了高频领域高性能电子器件的要求。
Description
技术领域:
本发明涉及粉末冶金领域,尤其是一种高频低导磁系数μ低损耗磁粉芯及其制备方法。
背景技术:
软磁铁氧体被广泛用于高频领域,但存在着磁通密度低的缺点。针对上述问题,近年来提出了使用酚醛树脂或者环氧树脂作粘结剂的压粉磁芯,将软磁粉末用有机系粘结剂包覆,随可降低涡流损耗,但是磁芯的热处理温度却受到构成粘结剂的树脂特性的限制,不能很好地消除成型时软磁粉末的内应力,导致磁粉芯的矫顽力增大,从而造成在高频范围内铁损增大,使树脂粘结磁粉芯的高频应用受到限制。当前,科技进步需要各种高性能的电子器件,因此对磁粉芯也提出了更高的要求。为达到高的磁导率、低的损耗、良好的频率特性和温度稳定性,需要不断采用新的材料和新的工艺。采用钼坡莫合金粉制成的磁粉芯具有优良的磁性能,在电子器件的小型化等方面取得了应用。
发明的内容:
本发明的目的是生产制备一种磁粉芯,它能够满足高性能电子器件的要求,尤其是电子器件的小型化的要求,它具有高的磁导率、低的损耗、良好的频率特性和温度稳定性。
本发明的技术方案是:
1.成分设计:二元系铁镍合金添加Mo,Ni的含量取为75~82%,Mo的添加量为1~3%,余量为Fe。
2.制备方法:
a.合金熔炼 合金熔炼在氧化镁坩埚开式中频感应炉中进行,熔炼温度为1600℃;
b.制粉 合金融炼好后直接进行氮气喷雾制粉;喷雾粉末过80目筛后进行退火处理;
c.粉末还原 采用氢气还原,氢气露点控制在-60℃以下;
d.粉末绝缘包覆 将添加有绝缘液的粉末转入烘干箱中烘干,烘干温度150~200℃;
向干燥后的粉末加入0.5%的水玻璃作粘结剂。加入水玻璃的磁粉需第二次烘干,烘干温度为150~200℃;
e.成型 磁粉芯的成型压力取1000~1200MPa,保压时间>2分钟;
f.热处理 首先向炉内通入N2气或Ar气,以排除炉内空气,热处理温度取450~550℃,保温时间取1小时;
g.稳定化处理 将热处理后的样品在真空下浸水玻璃后再进行稳定的处理;稳定化处理在空气中进行,处理温度为200℃,处理时间2~3小时。
h.绝缘液由重铬酸镁、磷酸、尿素和甘油的水溶液组成。
本发明的优点和积极效果:
1.在成分配比中,高性能磁粉芯在坡莫合金中加入1~3%wtMo,从而降低合金的涡流损耗,提高合金材料的使用频率。Mo的添加除提高铁镍合金的电阻外,还可使铁镍合金的K和λ值更接近于0的理想情况,从而使合金材料的导磁系数得到进一步的提高。
2.在绝缘处理中,采用的绝缘液由重铬酸镁、磷酸、尿素和甘油的水溶液组成。该绝缘液与通常使用的绝缘剂不同,它是一种不含任何固体微粒的化学溶液,它具有良好的浸润性和成膜性。因此由该绝缘液制成的磁粉芯,易于获得高的绝缘性能和高的磁通密度。磁粉芯粉末间的绝缘层是一种含有Cr、P元素的玻璃相结构,它具有高的耐热温度,从而使磁粉芯的热处理温度得以提高,这有利于消除成型时粉末内部产生的应力,使磁粉芯的铁损减少,磁粉芯的使用频率得以提高。
3.本发明的高频低导磁系数μ低损耗磁粉芯的物理性能和磁性能优良。100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化小于0.3%;30kHz时,导磁系数μ=60,Q=100~120;磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.5w/kg,满足了高频领域高性能电子器件的要求。
附图说明:
图1:高频低导磁系数μ低损耗磁粉芯制备工艺流程示意图。
图1描述了本发明高频低导磁系数μ低损耗磁粉芯制备工艺过程。
1.成分设计。二元系铁镍合金添加Mo,Ni的含量取为75~82%,Mo的添加量为1~3%,余量为Fe。
二元系铁镍合金的研究资料表明,铁镍合金的各向异性常数K1和磁致伸缩系数λ111分别在75%Ni和80%Ni处通过0点。铁磁学理论指出,为使软磁合金取得最大导磁率,软磁合金的成分应取在K和λ都趋近于0的成分上。本发明中的Ni的含量取为75~82%,为的是使合金获得高的导磁系数。二元铁镍合金在高频下具有较大的损耗,Mo的添加可提高铁镍合金材料的电阻系数,从而降低了合金的涡流损耗,提高了合金材料的使用频率。Mo的添加除提高铁镍合金的电阻外,还可使铁镍合金的K和λ值更接近于0的理想情况,从而使合金材料的导磁系数得到进一步的提高。本实验中Mo的添加量为1~3%。余量为Fe。
2.制备方法 采用粉末冶金法制造高频低导磁系数μ低损耗磁粉芯,其工艺路线及技术关键如下:
a.合金熔炼。合金熔炼在氧化镁坩埚开式中频感应炉中进行,熔炼温度为1600℃,熔炼时使用镁砂坩埚,使用新镁砂坩埚时应先用铁镍合金洗炉。
b.制粉。合金融炼好后直接进行氮气喷雾制粉。喷雾粉末过80目筛后进行退火处理。
c.粉末还原。雾化粉末由于采用水冷,一般含氧量在2%以上,为降低粉末氧含量采用氢气还原。为保证粉末还原质量,氢气露点应控制在-60℃以下。
d.粉末绝缘包覆。粉末绝缘处理工艺如下:
第一步,将制粉工艺获得的还原粉末过筛分级。
第二步,向粉末中添加绝缘液。添加绝缘液的多少,由粉末的吸湿性及磁粉芯的导磁率而定。
第三步,将添加有绝缘液的粉末用水浴初步烘干后再转入烘干箱中烘干。烘干温度150~200℃。
第四步,向干燥后的粉末加入0.5%的水玻璃作粘结剂。加入水玻璃的磁粉需第二次烘干,烘干温度为150~200℃。
e.成型。加压成型是磁粉芯制作的重要工序,由于磁粉芯制作没有烧结工艺,因此磁粉芯高密度的获得完全取决于成型工艺的好坏。磁粉芯的成型压力取1000~1200MPa(10~12T/cm2)。由于成型压力高,磁粉芯成型模具由三瓣组合。
第一步,称量绝缘处理好的粉末。
第二步,清洁模具并涂上润滑剂。润滑剂为硬脂酸的四氯化碳溶液。
第三步,将称好的粉末加入模具中,并用压力机加压成型。保压时间不得少于2分钟。
第四步,脱模,并检查产品是否有开裂。
f.热处理。采用本工艺制取磁粉芯时,热处理工艺只能在非还原性保护气氛中进行。热处理工艺步骤如下:
第一步,将要处理的磁粉芯装入热处理炉中。
第二步,首先向炉内通入N2气或Ar气,以排除炉内空气。
第三步,打开热处理炉的电源,热处理炉开始自动升温,升到规定的热处理温度后,炉子开始自动保温。热处理温度取450~550℃,保温时间取1小时。
第四步,保温结束后将装有产品的不锈钢舟推入水冷套中快速冷却,产品完全冷却后便可出炉检查。
g.稳定化处理。将热处理后的样品在真空下浸水玻璃后再进行稳定的处理。稳定化处理在空气中进行,处理温度为200℃,处理时间2~3小时。
具体实施方式:
结合附图与实施例作进一步说明。
实施例的各样品成分不同、成形压力和热处理工艺不一样,其它各工艺相同。
实施例1.成分为Fe:17%,Ni:81%,Mo:2%。成形压力为1000Mpa;热处理温度为500℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6300Gs;
剩余磁感应强度Br<150Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=63.52,Q=110.6
4)磁粉芯的αT<0.000145/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.5w/kg
实施例2.成分为Fe:18%,Ni:81%,Mo:1%。成形压力为1000Mpa;热处理温度为450℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6400Gs;
剩余磁感应强度Br<145Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=62.78,Q=108.4
4)磁粉芯的αT<0.000145/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.5w/kg
实施例3.成分为Fe:17%,Ni:80%,Mo:3%。成形压力为1000Mpa;热处理温度为450℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6350Gs;
剩余磁感应强度Br<150Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=61.36,Q=114.8
4)磁粉芯的αT<0.000145/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.7w/kg
实施例4.成分为Fe:22%,Ni:75%,Mo:3%。成形压力为1000Mpa;热处理温度为450℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6350Gs;
剩余磁感应强度Br<146Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=61.24,Q=104.6
4)磁粉芯的αT<0.000146/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.3w/kg
实施例5.成分为Fe:20%,Ni:78%,Mo:2%。成形压力为1000Mpa;热处理温度为450℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6340Gs;
剩余磁感应强度Br<148Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=60.42,Q=108.5
4)磁粉芯的αT<0.000148/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.3w/kg
实施例6.成分为Fe:18%,Ni:81%,Mo:1%。成形压力为1200Mpa;热处理温度为450℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6340Gs;
剩余磁感应强度Br<152Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=64.24,Q=116.8
4)磁粉芯的αT<0.000143/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.2w/kg
实施例7.成分为Fe:19%,Ni:79%,Mo:2%。成形压力为1100Mpa;热处理温度为500℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6340Gs;
剩余磁感应强度Br<154Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=64.52,Q=112.6
4)磁粉芯的αT<0.000142/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.0w/kg
实施例8.成分为Fe:17%,Ni:81%,Mo:2%。成形压力为1200Mpa;热处理温度为550℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6300Gs;
剩余磁感应强度Br<150Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=63.84,Q=106.8
4)磁粉芯的αT<0.000145/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.5w/kg
实施例9.成分为Fe:16%,Ni:82%,Mo:2%。成形压力为1100Mpa;热处理温度为500℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6330Gs;
剩余磁感应强度Br<145Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=61.58,Q=107.4
4)磁粉芯的αT<0.000148/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.6w/kg
实施例10.成分为Fe:16%,Ni:81%,Mo:3%。成形压力为1100Mpa;热处理温度为500℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6350Gs;
剩余磁感应强度Br<148Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=62.56,Q=110.4
4)磁粉芯的αT<0.000146/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.6w/kg
实施例11.成分为Fe:19%,Ni:79%,Mo:2%。成形压力为1200Mpa;热处理温度为450℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6360Gs;
剩余磁感应强度Br<146Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=64.28,Q=110.6
4)磁粉芯的αT<0.000143/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.4w/kg
实施例12.成分为Fe:18%,Ni:80%,Mo:2%。成形压力为1000Mpa;热处理温度为550℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6310Gs;
剩余磁感应强度Br<152Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=63.22,Q=104.6
4)磁粉芯的αT<0.000145/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.4w/kg
Claims (4)
1.一种高频低导磁系数μ低损耗磁粉芯,其特征在于:它的成分为二元系铁镍合金添加Mo,Ni的含量取为75~82%,Mo的添加量为1~3%,余量为Fe。
2.一种高频低导磁系数μ低损耗磁粉芯的制备方法,其特征在于:
a.合金熔炼 合金熔炼在氧化镁坩埚开式中频感应炉中进行,熔炼温度为1600℃;
b.制粉 合金融炼好后直接进行氮气喷雾制粉;喷雾粉末过80目筛后进行退火处理;
c.粉末还原 采用氢气还原,氢气露点控制在-60℃以下;
d.粉末绝缘包覆 将添加有绝缘液的粉末转入烘干箱中烘干,烘干温度150~200℃;
向干燥后的粉末加入0.5%的水玻璃作粘结剂。加入水玻璃的磁粉需第二次烘干,烘干温度为150~200℃;
e.成型 磁粉芯的成型压力取1000~1200MPa,保压时间不得少于2分钟;
f.热处理 首先向炉内通入N2气或Ar气,以排除炉内空气,热处理温度取450~550℃,保温时间取1小时;
g.稳定化处理 将热处理后的样品在真空下浸水玻璃后再进行稳定的处理;稳定化处理在空气中进行,处理温度为200℃,处理时间2~3小时。
h.绝缘液由重铬酸镁、磷酸、尿素和甘油的水溶液组成。
3.根据权利要求1、2所述的高频低导磁系数μ低损耗磁粉芯及其制备方法,其特征在于:
成分为Fe:17%,Ni:81%,Mo:2%。成形压力为1000Mpa;
热处理温度为500℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6300Gs;
剩余磁感应强度Br<150Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=63.52,Q=110.6
4)磁粉芯的αT<0.000145/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.5w/kg
4.根据权利要求1、2所述的高频低导磁系数μ低损耗磁粉芯及其制备方法,其特征在于:
成分为Fe:17%,Ni:81%,Mo:2%。成形压力为1200Mpa;热处理温度为550℃,1小时。所得磁粉芯的物理特性及磁性能:
1)直流磁特性参数
磁粉芯在200Oe下,磁感应强度B200>6300Gs;
剩余磁感应强度Br<150Gs
2)频率特性:100kHz下磁粉芯导磁系数导磁系数μ值变化不得大于0.3%
3)30kHz时:导磁系数μ=63.84,Q=106.8
4)磁粉芯的αT<0.000145/℃(RT-100℃)
5)磁粉芯的损耗P0.5/40K<12.5w/kg
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CN 200310116696 CN1622231A (zh) | 2003-11-27 | 2003-11-27 | 高频低导磁系数低损耗磁粉芯及其制备方法 |
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CN 200310116696 CN1622231A (zh) | 2003-11-27 | 2003-11-27 | 高频低导磁系数低损耗磁粉芯及其制备方法 |
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CN (1) | CN1622231A (zh) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107731439A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-02-23 | 靖江市海源新材料科技有限公司 | 一种压粉铁芯材料及其制造方法 |
CN109663908A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-04-23 | 深圳市迈翔科技有限公司 | 一种金属软磁粉末绝缘颗粒的制造方法 |
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2003
- 2003-11-27 CN CN 200310116696 patent/CN1622231A/zh active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN109663908A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-04-23 | 深圳市迈翔科技有限公司 | 一种金属软磁粉末绝缘颗粒的制造方法 |
CN112251648A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-22 | 绵阳西磁科技有限公司 | 一种高磁导率低损耗FeNiMo磁粉心及其制备方法 |
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C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |