[其他]变压器用非晶材料及其氧化处理方法

说明书

技术领域：表面处理

本发明是一种变压器和电感器用的高频低铁损铁基非晶材料及其氧化处理方法。

用于高频（20KH_z）开关电源的变压器铁芯的非晶磁性合金目前以钴基为主，这是因为钴基非晶的高频损耗低，饱和磁致伸缩接近于零，但它的热磁稳定性差，磁感应强度低，成本高，应用受到这些因素的限制。

为了在Fe基非晶合金中获得高频低损耗特性，通常，铁基非晶铁芯热处理须在保护气氛中进行，如采用磁场处理、真空处理或常规去应力退火处理，即使这样，一些Fe基非晶合金也不能达到较理想的高频损耗特性和静态磁特性。另外Datta〔1〕和Nathasingh〔2〕指出铁基非晶合金的铁芯在使用过程中，非晶表面会发生氧化，以致于恶化铁芯的静态磁性能及低频（50～60Hz）或高频（20KHz）损耗特性。

日本专利57-169207述及了用氧化法处理铁基非晶恒导磁合金的方法，制造通信滤波电路、可控管保护电路和脉冲变压器等铁芯器件，但该文未提及用于高频低损耗的铁基非晶铁芯。

本发明的目的是要提供一种廉价的，抗氧化的高频低损耗的铁基非晶铁芯材料及其氧化处理方法。本方法使用方便，设备简单，不需要任何附加装置（如真空、磁场等），再现性较好。

本发明的特征在于氧化处理后的非晶铁芯表面有一层薄膜，薄膜的主要成份是非金属氧化物，如二氧化硅、三氧化硼等，它具有一定的耐腐蚀性，可以取代其他保护性涂层。

本发明采用工业纯铁、钼或铬、硅和廉价硼铁作原料，经下列步骤制造：a）在真空熔炼炉中冶炼母合金。b）用单辊法制取宽～10mm，厚为20～30μm，的非晶条带。c）条带绕制成内径为15～20mm，外径为24～26mm的铁芯，铁芯重7～9克。d）在450～550℃范围作氧化处理。

制成的非晶铁芯的高频损耗P2/20k和P5/20k值均达到最低，达到5～6W/kg和32～37W/kg，如果退火温度再提高时，本发明铁芯的高频损耗将显著恶化。

实施例1

成份为原子百分数铁，75～77，钼2～4，硅5～7，硼余量的非晶合金在真空感应炉中冶炼后，用单辊激冷法制取宽为10mm，厚为25～35μm的条带。绕制成内径为20mm，外径为24mm的铁芯。铁芯在500℃±10℃温度下作氧化处理。处理时间为15分钟。

处理后的非晶材料的性能见表1

表1.同类非晶材料在氧化处理或

氩气保护处理后的性能比较

上述结果表明本发明合金具有高热稳定性和非晶形成能力，具有良好的软磁特性和高频损耗特性，经过表面氧化处理后，本发明合金的高频损耗P2/20k、P5/20k均比氩气保护处理的非晶约低50%左右，即达到5～6W/kg和32～37W/kg。另外，本发明合金及其处理方法具有较宽的热处理温度范围，便于工业上推广应用，生产成本比同类使用的非晶产品低。