[发明专利]一种低铬防锈铁硅铬磁粉芯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低铬防锈铁硅铬磁粉芯及其制备方法，涉及软磁材料技术领域，其制备是先采用稀释剂和钝化剂将铁硅铬合金粉末钝化处理后，再依次采用低熔点有机硅树脂、偶联剂进行包覆，再经造粒、模压成型、热处理即得。本发明采用水汽联合雾化法制得的铁硅铬合金，在降低Cr含量的同时添加少许的Mn元素，在直流叠加特性基本保持不变的情况下，提升磁芯密度和磁导率。对该铁硅铬合金进行钝化处理后，采用流化包覆工艺，再经偶联包覆，制得的低铬铁硅铬磁粉芯能够达到同高铬一样的防锈效果，能够满足一体成型电感小型化、高磁导率和高功率的发展要求。

技术领域

本发明涉及软磁材料技术领域，尤其涉及一种低铬防锈铁硅铬磁粉芯及其制备方法。

背景技术

伴随着电子信息科技的发展，电子元器件向微型化、移动化、多功能化发展，这就要求高性能的储能器件的磁芯必须具有高饱和磁感应密度、低损耗及良好的性能稳定性等。目前金属磁粉芯主要有铁粉芯、钼坡莫合金粉芯、高磁通粉芯、铁硅磁粉芯和铁硅铬磁粉芯。其中，铁硅铬磁粉芯具有高饱和磁感应强度、优异的直流叠加特性和较高的电阻率，这些特性使得铁硅铬合金磁粉在许多应用场合具有其它软磁材料无法比拟的优势。

铁硅铬合金磁粉虽有比较高的电阻率，但为了进一步提高铁硅铬合金磁粉芯的直流叠加特性和降低损耗，可以通过适当的热处理工艺以及表面绝缘处理等措施来改善磁粉芯的应用性能。中国专利CN202210127929.5公开了一种软磁粉末的绝缘包覆方法，通过对铁硅铬合金粉进行三次包覆处理，得到绝缘性高的粉末，但绝缘性只有1G，相对较低，同时采用香蕉水做溶剂，相对丙酮挥发时间长，毒性更大，相应地增加了生产成本。此外，铁硅铬磁粉芯主要是由Si、Cr、Fe三种元素组成，其中Si元素的添加可提高材料的电阻率，使其适用于更高的频率，而Cr元素可增加电感的环境可靠性，提升其防锈能力，器件不用喷涂处理，更符合RoHS要求。然而，铬作为主要原材料，在生产过程中都会产生铬渣，由于风化作用容易形成难溶性的三价铬或和易溶性的六价铬，转移到地面水或地下水中。根据《土壤环境质量标准》，农田土壤的铬含量应控制在350PPM以下，土壤中铬过多时，会抑制有机物质的硝化作用，三价铬和六价铬对人体健康都有害，易被人体吸收，而且可在体内蓄积。六价铬的毒性比三价铬要高100倍，是强致突变物质，可诱发肺癌和鼻咽癌，而三价铬有致畸作用。另外，若铁硅铬磁粉芯中Cr元素含量达6～9wt％，材料成本也会相应的提升。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低铬防锈铁硅铬磁粉芯及其制备方法。

本发明提出的一种低铬防锈铁硅铬磁粉芯的制备方法，包括以下步骤：

S1、原料选择：采用水汽联合雾化制粉得到的铁硅铬合金粉末，其成分按质量百分比包括：Si 3.0～9.0wt％，Cr 1.5～4.5wt％，Mn 0.2-0.5wt％，余量为Fe；

S2、粉末钝化：将稀释剂和钝化剂混合后，再将铁硅铬合金粉末加入其中，搅拌混合，于保护气氛下烘干，过筛，得钝化粉；

S3、汽化包覆：采用流化床加热包覆工艺，以低熔点有机硅树脂作为汽化包覆剂进行包覆，冷却，过筛，得汽化包覆粉；

S4、偶联包覆：将稀释剂和偶联剂混合，向其中加入汽化包覆粉，搅拌混合，烘干，过筛，得偶联包覆粉；

S5、造粒：将稀释剂和粘结剂混合，向其中加入偶联包覆粉，搅拌混合，烘干，过筛，得到造粒粉；

S6、模压成型：向造粒粉中加入硬脂酸锌，模压成型，清理边角毛刺，得到毛坯件；

S7、热处理：于空气气氛下，将毛坯件进行退火处理，即得。

优选地，所述稀释剂为无水乙醇、乙酸乙酯、丙酮中的一种；

所述钝化剂为硝酸乙醇溶液、铬酸、磷酸的一种或以上；

所述汽化包覆剂为二甲基硅油、氨基硅油、硅酸乙酯中的一种或以上；