[发明专利]一种铁硅磁粉芯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于软磁材料技术领域，具体涉及一种铁硅磁粉芯及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步，电子产品向高精度、高灵敏度和大容量、小型化的要求发展，对应用于各类电子产品中的金属磁粉芯也提出了更高的要求。铁硅磁粉芯由于采用粉末冶金工艺制备而成，其电阻率远高于硅钢等合金软磁材料，因此其涡流损耗较小，可工作于较高频率；同时，其优异的直流叠加特性和低损耗刚好填补了铁粉芯和其它合金磁粉芯的空隙。

目前，铁硅合金粉末的制备工艺主要有水雾化、气雾化和机械破碎法三种。铁硅合金随着硅含量的增加，出现合金结构有序化，合金变得硬而脆，使得机加工性能急剧恶化，难以用传统方法轧制成型。水雾化粉末由于其形状不规则，表面凹凸不平，不易包覆，粉末棱角形态特征又使粉末压制时相互粘连，绝缘膜较易破坏，涡流损耗较高；气雾化粉颗粒呈球形，表面含氧量少。

中国专利CN102294474B公开了一种铁硅材料及u50铁硅磁粉芯的制备方法，通过添加少量的Nb和V来改善合金的磁性能。Nb和V元素的加入主要目的是在热处理过程中抑制铁硅合金的组织的长大，并不能有效提高铁硅磁粉芯的直流叠加特性。中国专利CN102360660A公开了一种磁导率u=50的铁硅合金磁粉芯及其制备方法，采用磷酸为钝化剂，通过酚醛树脂为粘结剂制得磁导率为50的铁硅磁粉芯。由于铁硅合金粉在采用磷酸作钝化剂的过程中，会与磷酸反应生成红色的铁的氧化物，这种红色物质为半导体，使粉末颗粒与颗粒之间不能有效的隔离开来，使其损耗较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁硅磁粉芯的制备方法，利用此方法制备得的铁硅磁粉芯具有直流叠加特性好，磁损耗低，成型性好等特点，本发明还提供采用该方法得到的铁硅磁粉芯。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种铁硅磁粉芯的制备方法，包括以下步骤：

1）取铁硅粉，加入0.01～1%的高锰酸盐作为钝化剂，然后加热水稀释混匀后炒干；

2）向钝化好的铁硅粉中加入0.5～3%的粘结剂，混合均匀后炒干；

3）向步骤2）得到的铁硅粉中加入0.6～1%的硬脂酸盐，混合均匀后干压成密度≥6.4g/cm³的生坯；

4）将生坯在200～400℃保温1～5h后，再升温至600～800℃保温0.5～1h，冷却，以5～10℃/min的冷却速度冷却至室温，

所述铁硅粉由下述重量配比的成分组成：Si5～7%，Ni或Co0.1～1.5%，其余为Fe。

优选地，所述铁硅粉的制备方法是：按比例将Si、Fe、Ni或Co置于熔炼炉中，在1500～1800℃下熔化成钢液，然后将钢液以每分钟10～20公斤的速度流入雾化器，通过40～100MPa高压产生的高速氮气粉碎钢液制得铁硅粉。

优选地，所述铁硅粉的粒度分布为：150目≤粒度＜200目占10～20%；200目≤粒度＜325目占50～60%；粒度≥325目占30～40%。

优选地，所述粘结剂为环氧树脂和酚醛树脂的混合物，所述环氧树脂与酚醛树脂的重量比为1∶2。

根据上述制备方法得到的铁硅磁粉芯。

本发明中的百分比均为质量百分比。

本发明的有益效果是：

1）本发明在铁硅的基础上添加微量的元素Ni或Co，可有效地提高铁硅磁粉芯的直流叠加特性，降低磁损耗，所制得的铁硅磁粉芯密度高，表面光滑，成型性好。

2）本发明采用高锰酸盐作钝化剂，环氧树脂和酚醛树脂混合物作粘结剂，由于高锰酸盐中所包含的高锰酸根离子相对于磷酸来说具有更强的氧化性，在铁硅粉表面更易于形成完整的绝缘包覆膜，使制得的铁硅磁粉芯磁损耗更低，同时使铁硅磁粉芯的成型性更好。

3）本发明的生产成本低。

附图说明

图1是硅含量对铁硅粉软磁性能的影响曲线图，图中：λs为饱和磁致伸缩系数、ρ为电阻率、Bs为饱和磁感应强度、κ1为磁晶各向异性常数、Tc为居里温度。

图2是实施例2与对比例2成型后的铁硅磁粉芯表面外观图片。

图3是实施例3与对比例3成型后的铁硅磁粉芯表面外观图片。

图4是实施例4与对比例4成型后的铁硅磁粉芯表面外观图片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1Si、Ni或Co对铁硅粉软磁性能的影响