[发明专利]一种μ90铁硅铝磁粉芯的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体为一种软磁铁硅铝μ90磁粉芯的制造方法。

背景技术

铁硅铝磁粉芯具有较高的Bs，在同等体积下可以实现更高电感，以减小器件的体积，且偏磁曲线具有准线性的特征使得磁芯具有软包和特性；均匀分布式气隙可避免局域损耗；同时还具有良好的温度特性和抗机械冲击能力。由于铁硅铝磁粉芯具有以上优点成为开关电源和滤波器等用磁芯的上选材料。

目前铁硅铝磁粉芯的制造方法包括：铁硅铝合金的冶炼--——铁硅铝合金铸锭的粗破碎——热处理——合金粉末细破碎——退火处理——粉末分级配比——粉末绝缘——压制成型——热处理——涂层处理等步骤。于中频感应炉冶炼出硅含量8～12%，铝4～7%，余量为铁的合金铸锭，经过两次破碎和两次热处理制成性能稳定的合金粉末，之后按照一定的粒度混合，用重铬酸钾溶液进行钝化处理，形成包覆膜，再添加绝缘剂、粘结剂、脱模剂等，干燥后放入模具压制成型，进行热处理消除内应力和改善软磁性能，用环氧树脂漆对磁芯进行表面涂层。钝化时使用重铬酸钾溶液，会产生有毒的Cr⁶⁺，污染环境；目前常采用树脂作粘结剂，添加树脂后需要再次干燥，且磁粉芯的热处理温度受树脂特性限制，热处理温度低不利于内应力的去除，同时磁粉芯在使用过程中会产生热老化现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有铁硅铝磁粉芯制造方法中存在的上述技术缺陷，提出一种工艺更为便捷的制造方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种μ90铁硅铝磁粉心的制造方法，包括熔炼、粗破碎、热处理、细破碎、退火处理、粉末分级、粉末绝缘、压制成型、二次热处理和涂层处理步骤，其特征是：

a. 熔炼：在中频感应炉中进行，熔炼温度为1600℃，制成成分为硅含量9.10wt%，铝5.95wt%，余量为铁的合金铸锭；

b. 粗破碎：将合金铸锭破碎成20mm以下的料块；

c. 热处理：粗破碎料块置于氢气保护气氛的还原炉内，1300℃保温2个小时；

d. 细破碎：热处理料块经冷却后用鄂式破碎机破碎成5mm以下颗粒，再用振动球磨机粉碎成80目以下合金粉末；

e. 退火处理：合金粉末置于氢气氛保护的还原炉内，900℃保温90分钟；

f. 粉末分级：分级配比，其中-100目占15%，-200目占70%， -300目占25%；

g. 粉末绝缘：粉料预热至50～120℃加入酸溶液钝化，后加入粘结剂、绝缘剂和脱模剂；

h. 压制成型：成型压力1900MPa，保压时间15～30s；

i. 二次热处理：置于氮氧混合保护气氛中，温度为600～800℃，保温时间为1小时；

j. 涂层处理：在磁粉芯表面喷涂环氧树脂漆。

作为一种优选，粉末绝缘步骤中所述的钝化所加酸溶液为磷酸、尿素和甘油的水溶液，所述磷酸、尿素和甘油的水溶液中磷酸:尿素:甘油:水的质量比为1:4:7.5:12.5，加入量相当于铁硅铝合金粉末质量的3%～8%。

作为一种优选，粉末绝缘步骤中所述的粘结剂为固体无机粘结剂，所述的固体无机粘结剂是五氧化二钒、三氧化二铊、三氧化钼和五氧化二磷中的一种或几种以任意比的混合物，加入量相当于铁硅铝合金粉末质量的0.3%～0.8%。

作为一种优选，粉末绝缘步骤中所述的绝缘剂为滑石粉或云母粉的任一种，加入量相当于铁硅铝合金粉末质量的0.6%。

作为一种优选，粉末绝缘步骤中所述的脱模剂为硬脂酸锌，加入量相当于铁硅铝合金粉末质量的0.5%。

作为一种优选，二次热处理步骤中所述的氮氧混合保护气氛中氧的体积含量为10%～15%，余为氮。

作为进一步的优选，粉末绝缘步骤中所述的钝化所加酸溶液为磷酸、尿素和甘油的水溶液，所述磷酸、尿素和甘油的水溶液中磷酸:尿素:甘油:水的质量比为1:4:7.5:12.5，加入量相当于铁硅铝合金粉末质量的4%。

作为进一步的优选，粉末绝缘步骤中所述的粘结剂为固体无机粘结剂，所述的固体无机粘结剂是五氧化二钒、三氧化二铊、三氧化钼和五氧化二磷中的一种或几种以任意比的混合物，加入量相当于铁硅铝合金粉末质量的0.6%。

作为进一步的优选，二次热处理步骤中所述的氮氧混合保护气氛中氧的体积含量为12%，余为氮。

本发明中，粉末绝缘步骤中所添加粘结剂、绝缘剂和脱模剂均为干粉，必须搅拌混合均匀。

与现有的制造方法相比，本发明具有以下技术效果：