[发明专利]一种基于还原铁粉合金化生产铁基软磁铁芯制备方法

权利要求书

1.一种基于还原铁粉合金化生产铁基软磁铁芯制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)高纯还原铁粉还原：将铁鳞或精矿粉还原获得高纯还原铁粉；

(2)合金化处理：将步骤(1)中所得高纯还原铁粉与合金粉、粘结剂混合均匀后进行合金化，获得铁基软磁粉末；

(3)无机绝缘包覆：对步骤(2)中所得的铁基软磁粉末进行表面无机绝缘包覆处理，得到表面无机绝缘包覆的铁基软磁粉末；

(4)压制成型：将步骤(3)中所得铁基软磁粉末加入丙酮树脂溶液中，加热搅拌后与脱模剂混合均匀后装入成型模具，压制成型，得到铁基软磁复合块体；

(5)热处理：将步骤(4)中所得铁基软磁复合块体在惰性气体保护下进行热处理，随炉冷却后，得到铁基软磁铁芯。

2.根据权利要求1中所述的一种基于还原铁粉合金化生产铁基软磁铁芯制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述铁鳞或精矿粉的粒度为0.1-0.35mm，其经三段氢气还原得到的高纯还原铁粉为树枝状或扁平状，松装密度为2.7-3.0g/cm³、金属铁含量≥99.1％、盐酸不溶物≤0.20％，所得还原铁粉粒度为20-200μm。

3.根据权利要求1所述的一种基于还原铁粉合金化生产铁基软磁铁芯制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述还原铁粉与合金粉的质量比为1：(0.02-0.1)，还原铁粉和合金粉的总质量与粘结剂的质量比为1：(0.01-0.02)；所述合金粉采用硅、铝、钼、硼、铬、镍、铜、锰等中的任一种或两种以上的组合，控制合金粉末的粒度为0.5-5μm；粘结剂采用聚乙烯或聚丙烯中的一种。

4.根据权利要求3所述的一种基于还原铁粉合金化生产铁基软磁铁芯制备方法，其特征在于：步骤(2)中，合金化温度与合金化时间满足下面公式：

式中，m为合金粉末的质量，单位为kg；M为高纯还原铁粉质量，单位为kg；t为合金化时间，其单位为s；T为合金化温度，其单位为℃；d为粉末粒径，单位为m；合金化温度范围为800-1000℃。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种基于还原铁粉合金化生产铁基软磁铁芯制备方法，其特征在于：步骤(2)中，合金化处理过程是在氮气或氩气保护性气氛下进行；混合方式采用球磨，控制球磨转速为50-150rpm，球磨时间为5-60min。

6.根据权利要求5中所述的一种基于还原铁粉合金化生产铁基软磁铁芯制备方法，其特征在于：步骤(3)中，采用流态化气相原位沉积、简单球磨、液相沉积中任一种方法对所得的铁基软磁粉末进行表面无机绝缘包覆处理，其中，包覆的无机绝缘层采用SiO₂、TiO₂、Al₂O₃或MgO中任一种或以上。

7.根据权利要求5中所述的一种基于还原铁粉合金化生产铁基软磁铁芯制备方法，其特征在于：步骤(4)中，丙酮树脂溶液中的树脂为有机硅树脂、环氧树脂或酚醛树脂中的任一种，表面无机绝缘包覆的铁基软磁粉末和树脂的质量比为1：(0.01-0.02)，树脂和丙酮的质量比为1:10。

8.根据权利要求7中所述的一种基于还原铁粉合金化生产铁基软磁铁芯制备方法，其特征在于：步骤(4)中，加热搅拌后的粉末与脱模剂的质量比为1：(0.05-0.1)，脱模剂为硬脂酸锌或硬脂酸镁中的任一种，压制成型的温度为20-30℃，压制压力1500-1700MPa，压制时间5-30s。

9.根据权利要求7中所述的一种基于还原铁粉合金化生产铁基软磁铁芯制备方法，其特征在于：步骤(5)中，惰性气体采用氮气或者氩气；热处理包括去应力退火和扩散退火，控制退火温度为900-1100℃，退火时间为0.5-3h。