[发明专利]一种采用电化学磷化法制备金属磁粉芯的方法

说明书

本发明公开了一种采用电化学磷化法制备金属磁粉芯的方法，属于金属软磁粉芯技术领域。本发明采用锰系磷化剂作为磷化液，通过电化学磷化法使磷化液中的金属离子在金属磁粉表面沉积，形成绝缘的磷化膜，所述磷化膜具有膜层更薄、孔隙少、成膜容易等优点；本发明通过限定电化学磷化过程中磷化液的温度、电流密度、循环速度和磷化时间等参数，使最终制备得到的金属磁粉芯表面绝缘层厚度可控、不易受环境因素影响、磁损耗低，同时保持了金属磁粉芯的高磁导率；本发明所述方法对金属磁粉芯在电子元器件领域的应用具有十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及金属软磁粉芯技术领域，具体涉及一种采用电化学磷化法制备金属磁粉芯的方法。

背景技术

随着电子行业的发展，电子产品逐渐呈“四化”发展趋势，即小型化、集成化、多功能化、大功率化。一体成型电感因其体积小，功率大，成本低并且适合集成安装等优点被广泛应用于电子产品；一体成型电感是由绕组本体埋入金属磁粉芯内部制成，其中，金属磁粉芯作为电感元件的主要组成部分，其材质直接影响电感元件的感量，为了顺应电子元器件功能的增加及技术的提高，对金属磁粉芯的性能也提出了更高的要求。

绝缘包覆是提升金属磁粉芯性能最主要的方式，对提高磁粉芯的电阻率、降低高频损耗起着决定性作用，其工艺改良也一直是金属磁粉芯性能优化研究的主要方向；通过绝缘包覆可以将外加磁场产生的涡流限制在金属粉的粉末内部，金属粉表面的绝缘层越厚，电阻率越高，则涡流损耗越低；然而，随着绝缘层厚度的增加，磁性材料中金属粉的填料比降低，将导致磁导率降低，不利于金属磁粉芯电感量的提高；因此，在绝缘层包覆完整的情况下，绝缘层应越薄越好。磷化是目前工业应用中最常见的磁粉芯制备工艺，主要是通过金属与磷酸溶液发生钝化反应而在金属表面生成磷化膜，以达到金属颗粒间绝缘的效果；但钝化生成的磷化膜表面呈较粗大的颗粒状，且存在较多孔隙，因此磷化绝缘层通常较厚，金属磁粉芯的磁导率较低，使电感元件的电感较低；此外，磷化的结果受温度、pH及金属粉末的性质等因素影响非常大，磷化过程难以对其绝缘层的厚度进行有效地控制。

针对上述磷化工艺中存在的缺陷，开发一种可在金属磁粉表面形成较薄的磷化膜，且磷化结果不易受外界影响的磷化工艺是目前研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种采用电化学磷化法制备金属磁粉芯的方法，采用该方法包覆金属磁粉得到的绝缘层绝缘效果好，且绝缘层较薄，不会降低金属磁粉芯的磁导率。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种采用电化学磷化法制备金属磁粉芯的方法，所述方法包含以下步骤：

S1、制备磷化液：将酸式磷酸锰溶解于50-90℃的水中，并加入磷酸、结晶细化剂、络合剂和水，充分混合后即得所述磷化液；

S2、金属磁粉的磷化处理：将装有金属磁粉的容器置于步骤S1所述磷化液中，将与电源连接的电极分别插入装有金属磁粉的容器和磷化液中，通电5-30min后，即完成金属磁粉的磷化处理，所述磷化液的循环速度为0.1-0.3L/min，温度为50-90℃，电流密度为0.25-3A·dm^-2；

S3、制备金属磁粉芯：将步骤S2中的金属磁粉经干燥、煅烧后压制成环形生坯，随后将环形生坯进行热处理，即得所述金属磁粉芯。