[发明专利]一种微细合金粉末的制备方法

说明书

本发明涉及合金粉末制备技术领域，公开了一种微细合金粉末的制备方法，采用密闭的中间包盛装合金液，合金液从中间包下方的喷嘴喷射至密闭的制粉罐体中，合金液在罐体中经气体雾化装置雾化成液滴，雾化后的合金液滴喷射至旋转的冷却辊表面，经过旋转冷却辊的撞击后再次破碎成更细小的颗粒，并经冷却辊进一步冷却后形成微细的合金粉末；在制备过程中，向中间包内通入惰性气体以补偿液压的下降，使合金液从中间包喷出时的压力恒定。本发明突破了现有常规气雾化方法冷却速率低、难以制备微细合金粉末等缺点，可批量制备微细球形的完全非晶态合金粉末。

技术领域

本发明涉及合金粉末制备技术领域，更确切地说涉及一种微细合金粉末的制备方法。

背景技术

软磁合金粉末广泛应用于高频电子元器件中，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、通信设备、汽车控制单元等领域所广泛使用的贴片式电感，就大量使用Fe-Si-Al、Fe-Si-Cr、Fe-Si、铁氧体、非晶合金、纳米晶合金的粉末作为核心的软磁材料。当前各类电子器件向高频化、小型化和大电流化方向发展，贴片式电感也不例外，这对其软磁材料和磁芯也提出更高的要求。与其他软磁合金粉末相比，非晶软磁合金粉末和纳米晶软磁合金粉末因在更高的频率下同时具备更低的磁芯损耗、更高的磁导率、优异的直流偏置特性和良好的温度稳定性等，在高频贴片式电感中获得越来越多的应用。而微细的、具有良好球形度的非晶、纳米晶软磁合金粉末在贴片式电感的进一步高频化和综合性能提升方面已展现出关键的作用和巨大的应用前景。

软磁合金粉末的制备装置有很多，如专利CN101062522A、CN2091732U等所述的装置采用水雾化法制备粉末，具备冷却速率大，粉末粒度、微观结构和形状可控等优点，但是却存在诸多不足之处：(1)熔融液流和水流相互作用，使获得的粉末易形成氧化物，含氧量高，显著影响软磁性能；(2)由于高压水流的冲击作用，制得的合金粉末形状不规则，容易形成带尖角、尖棱或长尾的颗粒，造成磁芯的绝缘性能较差、损耗较高，影响后续的加工和使用。

如专利CN102925824A、CN108754389A等所述的装置采用气雾化法制备粉末，可制备球形度高的粉末，但存在以下不足之处：(1)气体的冷却速率较低，雾化得到的合金粉末多为晶态粉末，难以制备完全非晶态的粉末；(2)因气雾化装置的气体压力较小，对合金液的破碎能力较低，难以制备微细粉末，常规气雾化法制备的合金粉末粒径一般在30μm以上，难以满足当前高频电子器件的使用需求。

专利CN105397100A提出了一种微细金属粉末的制备方法，该制备方法一方面采用将金属材料熔融、雾化成液滴后喷射到高速回转圆盘上破碎为小液滴，另一方面将喷射到高速回转圆盘上的液滴破碎后进行冷却，得到金属粉末。但仍存在不足：经高速回转圆盘破碎后的小液滴沿圆盘周围各个方向甩出，方向控制困难，冷却装置的布置比较复杂，给粉末收集带来极大不便。

因此，针对目前非晶纳米晶软磁合金粉末制备方法上的不足，有待于做进一步的改进。

发明内容

本发明旨在提供一种制备合金粉末的方法，可获得粒度细且分布范围窄的合金粉末，同时对合金粉末制备过程中的液滴冷却速度大幅度提升，得到非晶态更完全、含氧量更低、球形度更好的优良粉末，该方法具有生产成本低、系统能耗低、工艺稳定、安全可靠等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种微细合金粉末的制备方法，采用密闭的中间包盛装合金液，将合金液经由中间包下的喷嘴向下喷射到密闭的制粉罐体中，合金液经制粉罐体内设置于喷嘴下方的气体雾化装置所喷出的高压气体雾化成液滴，然后气雾化后的合金液滴喷射到喷嘴下方快速旋转的冷却辊表面上，经过旋转冷却辊的撞击后再次破碎成更细小的颗粒，并经冷却辊进一步冷却后形成微细的合金粉末；所述中间包内设有塞杆，用于开启或封闭中间包下方的水口；在制备过程中，向中间包内通入惰性气体，利用惰性气体的气压补偿制粉时合金液液面下降所造成的液压下降，使合金液从中间包喷出时的压力恒定；所述补偿气压符合如下公式：p(t)＝p₀+Mgt/(A-πr²)，其中，