[发明专利]一种无毒害无污染物排放的软磁金属粉末钝化方法

说明书

本发明提供了一种无毒害无污染物排放的金属软磁粉末钝化方法。其中，金属软磁粉末采用雾化法或机械球磨法制得的表面具有氧化层的金属软磁粉末，其表面氧含量在500‑5000ppm之间；另外，钝化剂采用天然硬水，无污染、无毒害，从输入到输出全部没有污染物和有毒有害物质，真正实现了绿色环保生产，且硬水的硬度在3.5‑12GPG之间；钝化过程分为干燥和热处理两步，干燥过程使得多余的水去除并在粉末表面形成钝化层，该钝化层与原有的氧化物层紧密结合并可填充原有粉末表面的凹处，热处理使得钝化粉末表面多余的结晶水部分去除以防止粉末存放过程的吸潮现象。由此方法制备的钝化粉末其绝缘性和防腐蚀性均得到有效改善并使得磁性能不降低。

技术领域

本发明涉及磁性材料领域，具体涉及一种无毒害无污染物排放的软磁金属粉末钝化方法。

背景技术

随着现代集成电路、芯片、各种电子元器件技术以及无线互联网及其应用的发展，目前信息化已经成为第四次工业革命的主流趋势；各种直流负载由于其较高的能量转换效率、较小的体积及较高的稳定性等原因而被广泛应用于各种电子设备，例如智能手机、汽车电子、智能电视、平板电脑、笔记本电脑、LED电视、各种通讯终端及服务器、智能家电等。

各种智能设备的出现，带动了相关电子元器件的技术进步。其中，磁性元器件作为各种智能电子设备的升降压、滤波电感、功率因数校正电感得到了普遍应用，例如金属磁粉芯、模压电感、积层电感、电子变压器等。

金属磁粉芯是具有分布气隙特征的一类软磁材料，其材料由软磁金属粉末、粉末表面绝缘剂及粘结剂组成；颗粒之间依靠表面的绝缘剂彼此保持绝缘，粉末之间依靠粘结剂而彼此保持一定的强度，颗粒之间的气隙成为主要的储能位置。通常磁粉芯包括铁粉芯、铁硅粉芯、铁硅铝粉芯、坡莫合金粉芯、非晶磁粉芯等，它们的制造方法一般包括粉末表面钝化处理、钝化粉末包覆及造粒、粉末压制成形、粉芯退火、粉芯表面喷涂等工序，其中表面钝化一般采用磷化处理，带来的问题是采用带有危险性的化学药品以及有毒有害物质的排放。

模压电感的制作方法是将励磁的铜线圈置于磁性铁基金属粉末内部并在成型机上与磁性铁基金属粉末同时成型，因此免去了繁琐的绕线工序以及获得良好的EMI（电磁干扰）特性，同时方便在集成电路上自动化贴装。总而言之，模压电感是一类具有短流程、高性能、自动化程度高的现代电子元器件，是现代直流负载设备（尤其是智能电子设备）不可或缺的重要电子元器件。通常，模压电感的材料由金属软磁粉末和铜线圈构成。金属软磁粉末通常是铁基金属粉末，包括羰基铁粉、FeCrSi合金粉末、FeSi合金粉末、雾化铁粉等，以上铁基金属粉末具有较好的软磁特性。但是在长期使用过程中不可避免地出现锈蚀或热老化现象，尤其是在汽车电子、服务器等领域；因此行业内通常在成份中掺入铬元素来提高其耐蚀性；但铬元素的加入不可避免地降低合金的饱和磁感应强度和磁导率，为此铬加入量一般受到此条件限制，为了解决该问题可以通过两种方法改善：（1）在制品外部覆盖一层防腐蚀涂层。该方法带来的麻烦是使工艺变得复杂、涂层厚度厚、 成本升高、环境受到污染；（2）对粉末表面进行处理，例如利用化学法使其形成坚固的钝化层。

近年来随着电力电子行业的发展引发的环境污染问题，使得全世界各国都以立法的形式规范行业发展，例如对卤素元素含量的要求、对重金属含量的要求、对电子产品回收利用的要求等，因此各种电子元器件满足环境保护要求已经成为行业发展的前提条件；此外，随着社会进步，国家及百姓对生产安全性越来越关注，改善劳动环境及减少工伤事故也成为未来工业发展的趋势。综合以上问题可以得出结论：开展无毒无害生产及无污染物排放生产将是中国以及世界工业发展的新趋势。

总而言之，无论是磁粉芯还是模压电感，其金属粉末表面钝化都免不了加入有毒有害物质或是产生污染物排放。因此，有必要提供一种能克服上述问题的金属软磁粉末的钝化方法。

发明内容

本发明旨在提供一种无毒害无污染物排放的软磁金属粉末钝化方法，使其在生产过程不添加有毒有害物质，以及不产生污染物排放，使得整个钝化生产过程对人及自然都不会产生伤害。其原理在于：