[发明专利]一种铁硅软磁粉末的制备方法

说明书

本发明涉及金属基软磁材料技术领域，为解决铁硅软磁粉的传统制备工艺存在着能耗高、磁粉综合性能不佳、工艺要求苛刻、路线复杂、粒径粗的问题，提供了一种铁硅软磁粉末的制备方法，包括以下步骤：(1)在铁红和硅铁粉中加入分散剂和弥散剂，混合均匀，得料浆；(2)喷雾造粒；(3)热处理；(4)还原热处理(5)在加入金属钙和溃散剂，高温烧结；(6)投入水中一次洗涤，投入到磷酸溶液中二次洗涤，真空干燥后，退火，冷却、过筛，即得铁硅软磁粉末。本发明的制备方法对设备无特殊要求、成本低、粒径细、损耗性能尤佳，同时该法制备的粉料具有更细的粒度，因此损耗性能尤佳，是制造铁硅磁粉芯的理想原料粉。

技术领域

本发明涉及金属基软磁材料技术领域，尤其涉及一种铁硅软磁粉末的制备方法。

背景技术

软磁材料是现代经济社会发展中一类重要的基础性功能材料，软磁材料在器件中起到能量传递转换和耦合的作用，具备电磁转换功能，因而广泛用于通讯、电力设备、信息技术、自动控制等领域。软磁材料又可以分为金属软磁材料、软磁复合材料、铁氧体软磁材料。其中软磁复合材料即由金属软磁粉末颗粒经过绝缘包覆、退火、压制成型等工艺制备成不同形状的磁粉芯。因此金属软磁粉末的制造技术是制备性能良好的磁粉芯的基础。

铁硅软磁材料金属软磁材料的一种，比纯铁软磁材料涡流损耗低，又保持很高的饱和磁感性强度，是由铁、硅金属组成的，由于非金属元素硅的添加使得合金的电阻率提高，从而能有效降低涡流损耗。而且硅的添加降低了铁硅合金的磁晶各向异数和磁致伸缩系数，从而降低矫顽力及磁芯的磁滞损耗，在大功率的电抗器、抗流器、逆变器等方面应用。

目前制备铁硅软磁粉的方法主要有铸锭法、水雾化法、气雾化法、速冷法。铸锭法是铸锭好的块状合金通过多级破碎将合金细粉碎化得到合金粉末，该方法工艺周期长、工艺成本高。水雾化法利用高压水流作用于熔融的金属合金，发生喷射雾化，使得金属合金形成细粉，该法生产周期较短，成本较铸锭法低，但制备的合金粉形状不够规则、直流偏置性能较差、损耗较高。气雾化法是利用具有一定气压及流速的惰性气流作用于熔融的金属合金流，气流的动能转化为液态金属合金的表面能，使得金属合金破碎能细小的金属液滴而快速冷却凝固得到合金粉末。该法制备的合金粉末呈规则的球形，损耗较水雾化法低，但粉末磁导率较水雾化法低。速冷法是将熔融后的母合金浇铸在水冷的铜棍上得到薄片的微晶带材，再经过球磨细粉碎得到合金粉末，该法工艺复杂，成本较高。目前使用较为广泛的是气雾化法和水雾化法。铁硅磁芯具有高的饱和磁感应强度，直流偏置特性好，相较铁粉芯和其他金属磁粉芯有材料成本低、性能可以填补铁粉芯和其他金属磁粉芯之间，有自己独特的优势，应用领域较为广泛。

中国专利文献上公开了“一种铁硅软磁粉末及其制备方法”，其申请公布号为CN102982955A，该发明的铁硅软磁合金粉末的组成包括硅、铁，另外还添加了少量的硼，用于改善材料的塑性利于后面对磁粉进行球磨扁平化处理，首先将原料用中频真空炉冶炼得到合金块破碎成合金小块，在利用球磨机再进行细化研磨后再将粉末进行热处理得到铁硅软磁粉末。此法制备方法属于铸锭法，制备工艺成本高，磁性能虽有改善也并不好。

中国专利文献上公开了“硅钢磁粉芯及其制备方法”，其申请公布号为CN107424706A，该发明的硅钢磁粉的制备工艺为采用真空冶炼炉将目标成分的硅钢合金，利用水雾化或气雾化的方法制得硅钢合金粉并筛分至100微米以下得到制作磁粉芯用磁粉，再通过钝化、包覆、压制、热处理等工序制成硅钢磁粉芯。此法的磁粉制备方法属于雾化法，虽然通过包覆工艺的改良提高了磁粉芯的性能，但由于此法的制粉工艺得到的粉粒径较粗，难以在损耗、饱和磁感应强度和磁导率方面得到较好的平衡，总体性能不高。