[发明专利]一种高电阻率铁基合金粉末的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金粉末的制备方法，具体是一种高电阻率铁基合金粉末的制备方法。

背景技术

已知的铁基合金粉末电阻率一般不超过200μΩ·cm。铁基合金粉末在实际应用过程中，例如在高频电磁场条件下使用时，需要进行二次绝缘处理，以达到降低涡流损失的目的。二次绝缘处理主要包括以下四种方式：

(1)采用机械方式在铁基合金粉末中混入高电阻率的陶瓷粉末；

(2)采用有机绝缘胶稀释后与铁基合金粉末湿混、干燥；

(3)采用化学方法在铁基合金粉末表面沉积绝缘层；

(4)对铁基合金粉末表面进行氧化以形成氧化膜。

其中第1种方式存在绝缘不彻底的问题，一般不单独使用；第2种方式存在有机物老化问题以及有机物耐热性差的问题，实际产品很少使用；第3种方式，如果采用大量的溶液进行反应生成绝缘层，可以达到很好的绝缘效果，但成本很高；如果采用少量溶液，粉末所占体积比过大，粉末之间相互粘连，很难形成均匀的绝缘层，从而绝缘效果不佳；第4种方式，比较容易达到绝缘的目的，但是由于固态铁基合金粉末表面氧化成膜需要大量强氧化剂，不利于环保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高电阻率铁基合金粉末的制备方法，该方法只需添加少量氧化性物质，就可以对铁基合金粉末表面进行氧化，从而实现对铁基合金粉末的二次绝缘处理，提高铁基合金粉末的电阻率。

本发明的技术方案为：一种高电阻率铁基合金粉末的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铁基合金原料置于熔炼炉内，在1450-15000℃条件下熔融成钢液，以8-15公斤/分钟的流量经漏包流入雾化器；

(2)在雾化水中添加氧化性物质，氧化性物质占雾化水质量的0.01％-0.1％，雾化水流在50-12060mpa高压下，经喷嘴将钢液流击碎成平均粒径小于30um的微细液体颗粒；

(3)将击碎的微细液体颗粒冷凝形成固体颗粒，由此制成所述高电阻率铁基合金粉末。

所述氧化性物质为双氧水或高锰酸钾或中强酸，所述中强酸为硝酸或硫酸。

本发明的有益效果有：

(1)由于铁基合金在液固转变过程中温度很高，实施氧化相对比较容易，因此在雾化水中添加少量氧化性物质，就可以对粉末表面进行氧化，从而有效地提高了铁基合金粉末的电阻率；

(2)可以降低该铁基合金粉末制备的磁芯损耗；

(3)由于本发明减少了铁基合金粉末在二次绝缘处理过程中氧化性物质的用量，因此有利于环保，而且降低了生产成本。

具体实施方式

本发明采用质量百分比表达式为Fe₉₂Si₄Cr₄、Fe₈₅Si_9.6Al_5.4的两种铁基合金进行试验，方法是：先将铁基合金原料置于熔炼炉内，在1450-15000℃条件下熔融成钢液，以8-15公斤/分钟的流量经漏包流入雾化器；然后在雾化水中添加氧化性物质，氧化性物质的种类和添加量如表1所示，雾化水流在50-12060mpa高压下，经喷嘴将钢液流击碎成平均粒径小于30um的微细液体颗粒；最后将击碎的微细液体颗粒冷凝形成固体颗粒，由此制成高电阻率铁基合金粉末。试验条件及获得的铁基合金粉末其振实电阻率在表1中列出。

表1

表1中所列振实粉末电阻率是指先将粉末振实达到测试振实密度的条件，然后进行测试获得的电阻率。

由表1可以看出，在雾化水中添加微量的氧化性物质就可以明显提升振实粉末电阻率。如果不添加任何氧化性物质，Fe₉₂Si₄Cr₄、Fe₈₅Si_9.6Al_5.4两种铁基合金的振实粉末电阻率只有100μΩ·cm左右，而仅添加0.01％的氧化性物质(硝酸、高锰酸钾)时，两种铁基合金的振实粉末电阻率都达到到1000μΩ·cm以上。

将以上铁基合金粉末经粘结和润滑后压制成磁芯，磁芯在680℃真空气氛下等温退火30分钟，磁芯的磁导率及损耗在表2中列出。

表2

测试条件为100kHz、50mT。由表2可以看出，在雾化水中添加少量的氧化性物质，可以明显降低该铁基合金粉末制备的磁芯损耗。

以上实施例列举了高锰酸钾和硝酸两种氧化性物质，当然，本发明还可以采用其它氧化性物质如双氧水、重铬酸钾、氯酸钾、二氧化锰或其它具有氧化性能的中强酸如硫酸、盐酸等，这些氧化性物质的具体实施例此处不再一一列举，只要这些氧化性物质的添加量占到雾化水质量的0.01％-0.1％，按本发明的制备方法制得的铁基合金粉末的电阻率都可以达到1000μΩ·cm以上，同时还可有效降低该粉末制备的磁芯损耗。