[发明专利]一种铁基复合磁粉芯的制备方法

权利要求书

1.一种铁基复合磁粉芯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)片状铁基合金粉、第一球形铁基合金粉和硅烷偶联剂依次经湿磨预处理、过筛分离和干燥，得到第一粉末；

(2)所述第一粉末和第二球形铁基合金粉各自独立地依次经第一退火处理、钝化处理和绝缘包覆处理后，与粘接剂混合，经过筛造粒处理，分别得到造粒后片状粉末和造粒后球形粉末；

(3)所述造粒后片状粉末和所述造粒后球形粉末各自独立地与脱模剂混合后，按照片状粉-球形粉-片状粉的顺序依次填入模腔内压制成磁芯毛坯件；

(4)所述磁芯毛坯件经第二退火处理后，在其表面喷涂绝缘漆，得到所述铁基复合磁粉芯。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的铁基合金粉包括FeSi、FeNi、FeSiAl、FeNiMo、FeSiAlNi、FeSiCr或FeSiAlTi中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述片状铁基合金粉在湿磨预处理之前通过50～150目的筛网进行筛分；

优选地，所述第一球形铁基合金粉在湿磨预处理之前通过300～500目的筛网进行筛分；

优选地，所述片状铁基合金粉、第一球形铁基合金粉和硅烷偶联剂的质量份数分别为5～20份、80～95份和0.5～5份。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述湿磨预处理采用的溶剂包括酒精和/或丙酮；

优选地，所述湿磨预处理的时间为1～5h；

优选地，所述湿磨预处理的转速频率为20～30Hz；

优选地，所述第一粉末的平均粒度D50为20～200μm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第一退火处理在氮气保护下以1～5℃/min的升温速率升温至550～700℃，保温1～3h，冷却至室温。

5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述钝化处理采用的钝化剂包括磷酸、硼酸、双氧水或硝酸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述钝化剂的总质量为粉末总质量的0.1～3wt％；

优选地，所述绝缘包覆处理采用的绝缘剂包括硅酸盐类、磷酸盐类、云母粉或高岭土中的任意一种或至少两种的组合，优选为SiO₂、CaO或Al₂O₃中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述绝缘剂的添加量为粉末总质量的0.1～5wt％。

6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述绝缘包覆处理后进行烘干；

优选地，所述烘干的温度为70～140℃。

7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述粘接剂包括有机粘接剂或无机粘接剂；

优选地，所述有机粘接剂包括环氧树脂、硅酮树脂或酚醛树脂中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述无机粘接剂包括磷酸盐；

优选地，所述粘接剂的添加量为粉末总质量的1～5wt％。

8.根据权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述脱模剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸铝或滑石粉中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述脱模剂的添加量为造粒后片状粉末总质量的0.3～3wt％；

优选地，所述脱模剂的添加量为造粒后球形粉末总质量的0.3～3wt％；

优选地，依次填入模腔内片状粉-球形粉-片状粉的质量比为(0.5～1.5):(5～9):(0.5～3)；

优选地，所述压制的压力为12～20T/cm²。

9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述第二退火处理在N₂或H₂气氛中以1.5～3℃/min的升温速率升温至550～700℃，保温1～3h。

10.根据权利要求1～9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)5～20份片状铁基合金粉、80～95份第一球形铁基合金粉和0.5～5份硅烷偶联剂依次经转速频率为20～30Hz的湿磨预处理1～5h、过筛分离和干燥，得到平均粒度D50为20～200μm的第一粉末；铁基合金粉包括FeSi、FeNi、FeSiAl、FeNiMo、FeSiAlNi、FeSiCr或FeSiAlTi中的任意一种或至少两种的组合；所述片状铁基合金粉在湿磨预处理之前通过50～150目的筛网进行筛分；所述第一球形铁基合金粉在湿磨预处理之前通过300～500目的筛网进行筛分；所述湿磨预处理采用的溶剂包括酒精和/或丙酮；

(2)所述第一粉末和第二球形铁基合金粉各自独立地依次经第一退火处理、钝化处理和绝缘包覆处理后，与粘接剂混合，经过筛造粒处理，分别得到造粒后片状粉末和造粒后球形粉末；

所述第一退火处理在氮气保护下以1～5℃/min的升温速率升温至550～700℃，保温1～3h，冷却至室温；

所述钝化处理采用的钝化剂包括磷酸、硼酸、双氧水或硝酸中的任意一种或至少两种的组合；所述钝化剂的总质量为粉末总质量的0.1～3wt％；

所述绝缘包覆处理采用的绝缘剂包括硅酸盐类、磷酸盐类、云母粉或高岭土中的任意一种或至少两种的组合，优选为SiO₂、CaO或Al₂O₃中的任意一种或至少两种的组合；所述绝缘剂的添加量为粉末总质量的0.1～5wt％；

所述粘接剂包括有机粘接剂或无机粘接剂；所述有机粘接剂包括环氧树脂、硅酮树脂或酚醛树脂中的任意一种或至少两种的组合；所述无机粘接剂包括磷酸盐；所述粘接剂的添加量为粉末总质量的1～5wt％；

(3)所述造粒后片状粉末和所述造粒后球形粉末各自独立地与脱模剂混合后，按照片状粉-球形粉-片状粉的顺序依次填入模腔内压制成磁芯毛坯件；所述脱模剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸铝或滑石粉中的任意一种或至少两种的组合；所述脱模剂的添加量为造粒后片状粉末总质量的0.3～3wt％；所述脱模剂的添加量为造粒后球形粉末总质量的0.3～3wt％；依次填入模腔内片状粉-球形粉-片状粉的质量比为(0.5～1.5):(5～9):(0.5～3)；所述压制的压力为12～20T/cm²；

(4)所述磁芯毛坯件经第二退火处理后，在其表面喷涂绝缘漆，得到所述铁基复合磁粉芯；所述第二退火处理在N₂或H₂气氛中以1.5～3℃/min的升温速率升温至550～700℃，保温1～3h。