[发明专利]Fe基非晶粉末及其制备线圈内嵌式一体成型电感的方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，特别涉及一种Fe基非晶粉末、以及由此Fe基非晶粉末制备线圈内嵌式一体成型电感的方法。 

背景技术

线圈内嵌式一体成型电感是近年来随着电源趋向于高频、低电压、大电流的发展方向而兴起的一种新型功率电感，特别是在笔记本电脑、平板电脑和服务器电源中高速、大容量CPU的电源电路中要求电感能承载高频和大电流的要求。此类电感要求磁心材料具有较高的饱和磁感Bs以满足大电流下工作不会引起电感饱和，同时还要求磁心材料具有较高的电阻率以适应MHz下的高频工作状态。 

用作表贴电感铁氧体软磁材料虽然功耗较低，适合在高频下工作，但由于饱和磁通密度（Bs）低，在通过大电流时易饱和。为防止饱和而对铁氧体磁心磁路开气隙，但会带来有效磁导率下降的问题。同时气隙也会造成电磁辐射和局部磁损耗的增加，所以此类电感选择采用金属软磁粉末制备，粉末颗粒间形成有绝缘层从而使气隙均匀分布。由此，可使高频时急剧增加的涡流损耗降到最小，并且可在整体上保持气隙，从而可实现在较大电流时具有极佳的直流叠加特性。 

目前，线圈内嵌式一体成型电感一般采用羰基铁粉、FeSiCr等传统软磁合金粉末作为磁心材料，但此类材料的磁心损耗较高，在 高频、大电流下引起的电感温升较高，而采用Fe基非晶雾化粉末虽然可以降低磁心损耗，但这类Fe基非晶合金成分要求为大块非晶成分，制备工艺难度系数较大，难以大规模产业化应用。 

采用单辊快淬法制备Fe基非晶薄带已成功实现产业化生产，具有高饱和磁通密度、低矫顽力、高经济性、加工成本可降低及在将Fe基非晶薄带破碎成粉末的情况下可制得复杂形状的产品，但是常规的破碎方法获得的非晶粉末粒径较粗（>50μm），适合用作传统绕线式电感的磁心，但用于线圈内嵌式一体成型电感中在同线圈一体模压成型的过程中容易划伤线圈表面绝缘层导致短路。 

发明内容

本发明的目的是提供了一种用于制备线圈内嵌式一体成型电感的Fe基非晶粉末及其电感制备方法，使用该Fe基非晶粉末可得到具有优异高频特性的线圈内嵌式一体成型电感。 

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

一种用于制备线圈内嵌式一体成型电感的Fe基非晶粉末，它是粒度小于600目的超细Fe基非晶粉末，外表包覆有具有绝缘性能的粘结剂，由如下步骤制得： 

a.对单辊快淬法制得的Fe基非晶薄带进行脆化热处理； 

b.对所述Fe基非晶薄带采用机械磨与气流磨，进行复合式破碎，获得Fe基非晶粉末； 

c.对所述Fe基非晶粉末进行筛分，选取小于600目的粉末，制得所述超细Fe基非晶粉末； 

d.对超细Fe基非晶粉末在真空下进行去应力退火； 

e.将退火后的超细Fe基非晶粉末与粘结剂混合进行绝缘包覆造粒。 

步骤a中，所述Fe基非晶薄带的化学成分包括Fe和至少两种类金属元素，所述类金属元素包括：Si、B、P、C。 

步骤e中，所述粘结剂选自环氧树脂、聚酰亚胺、酚醛树脂和氰酸酯中的至少一种，含量为5～10wt.%。 

步骤e中，还加入含量为0.5-0.6wt.%的润滑剂，所述润滑剂选自硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙、酰胺蜡微粉中的至少一种。 

一种制备Fe基非晶粉末线圈内嵌式一体成型电感的方法，该方法包括如下步骤： 

1）对单辊快淬法制得的Fe基非晶薄带进行脆化热处理； 

2）对所述Fe基非晶薄带采用机械磨与气流磨，进行复合式破碎，获得Fe基非晶粉末； 

3）对所述Fe基非晶粉末进行筛分，选取小于600目的粉末，制得所述超细Fe基非晶粉末； 

4）对得到的超细Fe基非晶粉末在真空下进行去应力退火； 

5）将退火后的超细Fe基非晶粉末与粘结剂混合进行绝缘包覆造粒； 

6）将绝缘包覆造粒后的粉末同润滑剂混合后与线圈进行一体模压成型； 

7）对所述模压成型后的电感进行固化处理； 

8）对固化处理后的一体成型电感进行绝缘涂布处理，获得所述线圈内嵌式一体成型电感。 

步骤4）中，去应力退火温度为300～450℃，时间为0.5～3h。 

步骤5)中，所述粘结剂选自环氧树脂、聚酰亚胺、酚醛树脂和氰酸脂中的任意一种，含量为5～10wt.%。 

步骤5）中，还加入含量为0.5-0.6wt.%的润滑剂，所述润滑剂选 自硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙、酰胺蜡微粉中的至少一种。