[发明专利]一种铁硅铝软磁合金粉末的等离子雾化制取方法

说明书

本发明提供了一种铁硅铝软磁合金粉末的等离子雾化制取方法，包括下述步骤：纯铁、金属硅和电解铝锭按Sendust的标准成份经过熔炼均匀化后，连续浇铸形成母合金板材或带材，板材或带材厚度小于10毫米，浇钢温度必须控制在1380‑1480℃之间，浇铸模为水冷铜模等易使钢水快速冷凝的设计，目的是使形成得母合金的晶粒度小于1毫米，避免铁硅铝三种元素由于结晶过程产生的成份偏析，保证后续的雾化粉末的成份一致控制在Sendust的标准成份，即：硅含量9.6％±0.2％,铝含量5.4％±0.2％，剩余为铁。本发明采用了高频对母合金预热的办法，解决了等离子发生器很难在短时间内熔化大量金属的功率问题，所需要的等离子发生器的功率只需要80千瓦即可，不必采用进口的特超高功率等离子发生器。

技术领域

本发明属于功能材料中的金属软磁合金材料，具体涉及一种铁硅铝软磁合金粉末的等离子雾化制取方法。

背景技术

金属软磁合金粉末系列因为具有极低的功率损耗特性及较好的直流叠加特性，在光伏逆变、直流充电桩、PFC电路、节能变频空调等家用电器上广泛应用，满足了电子元器件的高效、节能和小型化的需求。

其中铁硅铝材料具有最低的功率损耗特性和较低的成本优势，但是在一些新的光伏逆变、节能变频空调的使用过程中，它的直流叠加特性只有45％-50％(磁导率60，叠加直流场100Oe,下同)导致耐大电流特性不良，达不到设计的要求；铁硅材料具有优秀的直流叠加特性，达70％-76％，但是它的功率损耗较大，容易产生温升，从而影响了使用；铁镍材料具有较低的功率损耗，也具有优良的直流叠加特性(75％-80％)，只是含有较高的昂贵材料镍，影响了推广使用，因此一种同时具有较低的功率损耗、优秀的直流叠加特性、有一定价格竞争力的粉体材料，对于新能源磁性组件的设计非常重要。

目前已经在采用的技术方案是，采用氮气高压雾化铁硅铝高温钢液来获得铁硅铝球形粉末，且已经获得批量生产。但是由于铁硅铝材料中，含有在高温下较为容易氧化的金属铝，含量在5.0％-5.6％，因此如果没有气氛保护的情况下，进行合金熔炼，由于铝的氧化，使得钢水的粘度增加，流动性变差，在经过4-8毫米孔径的漏嘴的过程中，容易堵孔，钢水不再下流，使得气雾化操作停止。因此要想铁硅铝钢水能顺利流出漏嘴，必须要对铁硅铝钢水进行隔离空气的处理，比如真空熔炼、气氛保护等，这样使得熔炼操作比较麻烦，很难连续高效地生产，有时候出现异常，会使得作业完全停止，成本增加。

国内也有关于采用等离子雾化铁硅铝等离子雾化的报道和研究，但是同样的难题是，铁硅铝高温钢水如果去杂质不净，或者降温，钢水粘度高等因素，在钢水经过4-8毫米漏嘴的过程中，发生堵包的情况是同样较高的几率，导致生产成本的增加，产量的下降，投资成本也较为巨大。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种铁硅铝软磁合金粉末的等离子雾化制取方法，可以稳定地大批量高效地生产铁硅铝软磁合金粉末，获得的极佳的粉体球形度。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种铁硅铝软磁合金粉末的等离子雾化制取方法，包括以下步骤：

S1、将纯铁、金属硅和电解铝锭按Sendust的标准成份经过熔炼均匀，连续浇铸形成母合金板材或带材，浇钢温度控制在1380-1480℃之间，浇铸模为易使钢水快速冷凝的浇铸模设计，使得形成母合金板材或带材的晶粒度小于1毫米；

S2、通过自动送料机，将形成的连续的铁硅铝母合金带材或板材步进式送入高频加热区间，将母合金迅速加热到900-1100℃之间，避免加热时间过长导致母合金的含氧量的增加，然后进入氩气介质的等离子雾化区域；

S3、经过高频迅速加热到900-1100度之间的铁硅铝母合金进入等离子雾化区后，采用80-150千瓦的等离子发生器，氩气或氮气作为介质，喷枪对准母合金进行喷射加热；