[发明专利]一种基于表面纳米化处理制备合金粉末的方法

说明书

本发明公开了一种基于表面纳米化处理制备合金粉末的方法，属于软磁材料及粉末冶金技术领域。该方法包括：(1)高纯还原铁粉还原：将铁鳞或精矿粉还原获得高纯还原铁粉；(2)表面纳米化处理：通过简单球磨，将得到的高纯还原铁粉进行表面纳米化处理；(3)预先处理：将步骤(2)中所得表面纳米化处理后的高纯还原铁粉与合金粉、粘结剂混合，在一定温度下搅拌至均匀；(4)渗硅‑热处理：将步骤(3)中所得粉末在惰性气体保护下进行分步热处理，随炉冷却后，得到最终的合金粉末成品。(5)破碎处理：通过雷蒙破+万能破的混合破碎方式，将得到的成品进行破碎，改善形貌。本发明能有效减少熔炼过程中合金成分烧损，得到的合金粉末成分均匀。

技术领域

本发明涉及软磁材料及粉末冶金技术领域，更具体的说，涉及一种基于表面纳米化处理制备合金粉末的方法。

背景技术

高硅钢合金(Fe-6.5wt.％Si)在高频范围内磁化时具有磁导率高，铁损低，磁致伸缩几乎为零等优异软磁性能，是电动机、变压器等电力电子装备实现小型化、高频化、低噪音化的关键铁芯材料。然而，有序相、固溶强化、粗大晶粒尺寸及硅的共价键特性等因素使高硅钢合金既硬且脆，难以用常规的轧制技术加工成型。上世纪八十年代，美国磁性材料公司提出高硅钢软磁复合铁芯的概念，就是由Fe-6.5wt.％Si合金粉末与绝缘介质混合后直接压制而成，完全避开了高硅钢材料难以轧制的技术瓶颈，因此引起了冶金学者的广泛关注。

粉末冶金的快速发展，对铁基粉末提出了高成型性、高密度、高电感和低损耗等新要求。当前使用的铁基粉末主要包括雾化铁粉(分为气雾化铁粉和水雾化铁粉)、扩散合金粉、还原铁粉等，气雾化铁粉是通过流体高速旋转，使液体破碎成小液滴，凝固后形成的粉末，一般为球形或类球形；而水雾化铁粉呈不规则形状，颗粒表面不平，压缩性好但不易包覆，绝缘性差。雾化铁粉在熔炼过程中易烧损、表面不均匀、成分偏析的缺点，限制了其在制备合金粉末和后续软磁铁芯压制等环节的应用。目前Fe-6.5wt.％Si合金粉末主要以雾化铁基粉末为原料。但研究表明，铁基软磁粉末的形貌和性能将直接决定软磁铁芯及后续产品的质量，因此对铁基粉末形貌与其他性质的改良有助于Fe-6.5wt.％Si合金粉末冶金技术的发展。

通过表面处理对铁基粉末的形貌进行改善的方法，已有相关研究。

如：中国专利申请号为CN202022287299.7(申请日为2020年10月14日)的申请案公开了一种卧式球磨铁矿精粉品位提升机，该申请案通过手动加料进入球磨机，对原料进行二次破碎，实现表面处理，提高铁矿精粉的品位。

又如，中国专利申请号为CN201010535464.4(申请日为2010年11月1日)的申请案公开了表面处理还原铁粉及其制造方法，该申请案通过还原-缓慢氧化法，对约20～100g的氧化铁，在低氧的还原性气氛下，以约200～650℃的还原温度进行约1～6小时的处理，之后对表面进行缓慢的氧化，得到在表面(表面稍被氧化)形成稳定的钝化层(氧化铁层)的微细还原铁粉，再经过球磨等方式进行破碎处理，之后(或是同时)加入磷酸进行搅拌混合。

再如：中国专利申请号为201510295983.0(申请日为2008年06月13日)的申请案公开了表面处理铁素体/马氏体9-12％铬钢的方法，该申请案用钢颗粒对钢表面进行已知的喷丸或用玻璃颗粒进行喷丸，随后，对钢表面进行光滑化。不需要接下来进行额外的热处理。调节表面粗糙度为＜0.5μm，尤其是＜0.3μm，实现了在500℃以上的整个操作温度过程中，对氧化和固体侵蚀的高抗性。

但是，通过对高纯还原铁粉进行表面处理以达到改善形貌与其他性质的方法，暂未见相关研究。

发明内容

1.要解决的问题