[发明专利]一种温压成型制备金属软磁复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温压成型制备金属软磁复合材料的方法，属于电子元器件新材料新工艺领域。

背景技术

温压成型法是将混合粉末在封闭钢模中预热，然后进行加压成型，由于压制的温度介于通常的室温和热压温度之间，因而被称之为温压。温压工艺可以用较低的压制压力获得较高的压坯密度和强度，在高强度铁基零件，粘结钕铁硼磁体等领域存在广泛应用。

随着电子技术的发展，节能降耗对于电子器件来说愈发重要，想方设法降低高频下的损耗具有重大意义。传统硅钢片在高频下损耗太大，限制了其高频应用，于是将磁性粉末进行钝化、绝缘包覆、压制成型后得到的金属软磁复合材料可以有效的解决高频下的损耗问题。金属软磁复合材料的主要特征是磁性金属粉末由绝缘介质包覆，电阻率比传统金属软磁材料高，饱和磁通密度比铁氧体软磁材料高，应用频率更广。在电力电子领域，金属软磁复合材料模压制成的磁粉芯被广泛的用于制作变压器、滤波器、互感器等电子元件。

但是由于绝缘包覆，磁性金属颗粒间距增大，使得磁性金属粉末在压制，固化处理后，坯体的密度会降低，进而导致机械强度降低。而且由于压制成型引入的内应力使得材料的磁性能恶化，需要增加去应力退火工工艺，使生产过程复杂化。因此开发一种能够提高金属软磁复合材料成型密度的材料制备方法十分有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种温压成型制备金属软磁复合材料的方法。

温压成型制备金属软磁复合材料的方法包括如下步骤：

1)粉料钝化

将溶剂和钝化剂配成钝化液，将颗粒尺寸为0.1～250μm的金属软磁粉混合，加入钝化液，搅拌0.1～2h，放入烘箱钝化，钝化温度为40～100℃，钝化时间为0.1～4h，得到钝化粉；

2)绝缘包覆

将粘结剂溶解在有机溶剂中，得到粘结剂溶液，在钝化粉中加入粘结剂溶液，搅拌0.1～2h，放入烘箱烘干，烘烤温度为40～100℃，烘烤时间为0.1～4h，得到绝缘包覆的金属软磁粉；

3)温压成型

将润滑剂加入绝缘包覆的金属软磁粉中搅拌均匀，装入成型模具中，对模腔内的金属软磁粉进行加热并保温，加热温度为60～150℃，使得在压制过程中，粘结剂发生固化，采用600～1200Mpa的压力将粉末压制成型，保压5～30min，脱模，得到样品。

所述的金属软磁粉为还原铁粉、羰基铁粉、铁硅铝合金粉末、铁镍合金粉末、铁镍钼合金粉末、铁硅硼非晶粉末、铁硅合金粉末或铁硅镍合金粉末。所述的溶剂为去离子水、乙醇、甲乙酮、丙酮、丁酮或乙酸乙酯。所述的钝化剂为双氧水、高锰酸钾、磷酸或铬酸。所述的钝化液中钝化剂的质量分数为0.1～5％。所述的钝化液与金属软磁粉的质量比为0.01：1～1：1。所述的粘结剂为环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛或玻璃粉，粘结剂溶液中粘结剂的质量分数为5～50％。所述的粘结剂溶液与金属粉末的质量比为0.01：1～1：1。

所述的润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钡、酰酸基蜡、硬脂酸锂或六方BN，润滑剂含量为绝缘包覆的金属软磁粉质量的0.1～1％。所述的模具形状是长方体、圆柱体、椭圆柱体或者他们的组合体。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1)通过温压成型，可以制备出具有高压制密度，高机械强度的金属软磁复合材料；

2)通过温压成型控制压制时的温度，可以将传统压制成型法制备金属软磁复合材料的压制工序和固化工序简化为一道工序，生产过程简单，效率高；

3)制备的金属软磁复合材料具有高饱和磁通密度，低矫顽力，低损耗，高电阻率的特点。

具体实施方式

本发明的金属软磁复合材料制备方法是将磁性金属粉末在钝化液中钝化后，与粘结剂溶液混合，搅拌均匀，烘干，绝缘包覆后加入润滑剂进行温压成型。此种金属软磁复合材料具有高的饱和磁通密度，高的电阻率，高的密度和优异的机械强度。

温压成型制备金属软磁复合材料的方法包括如下步骤：

1)粉料钝化

将溶剂和钝化剂配成钝化液，将颗粒尺寸为0.1～250μm的金属软磁粉混合，加入钝化液，搅拌0.1～2h，放入烘箱钝化，钝化温度为40～100℃，钝化时间为0.1～4h，得到钝化粉；

2)绝缘包覆

将粘结剂溶解在有机溶剂中，得到粘结剂溶液，在钝化粉中加入粘结剂溶液，搅拌0.1～2h，放入烘箱烘干，烘烤温度为40～100℃，烘烤时间为0.1～4h，得到绝缘包覆的金属软磁粉；

3)温压成型