[发明专利]具有超高磁导率的铁基非晶磁粉芯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于合金软磁粉芯技术领域，具体的说，涉及一种具有超高磁导率的铁基非晶磁粉芯的制备方法。

背景技术

电子工业的发展，各种开关电源大量的应用，要求在频率10kHz-200kHz具有高磁导率，低损耗，良好的交直流叠加性能的磁粉芯制作电感的铁芯，一般铁硅铝合金制成的铁芯也称合金磁粉芯，其相对磁导率最高没有超过200，如中国发明专利申请CN 101090019 A《高磁导率FeSiAl磁粉芯的制造方法》，公开了一种磁导率达150的FeSiAl磁粉芯的制造方法。

非晶、纳米晶软磁合金具有优异的软磁性能，其薄带卷绕铁芯制品获得了广泛应用。但由于高频下涡流损耗大，非晶、纳米晶软磁合金薄带卷绕铁芯很难在高频下使用。因此，采用粉末冶金工艺，研发高频下的非晶、纳米晶磁粉芯已是必然趋势。磁粉芯是一种新型的复合电子材料，它是由非晶带材粉末与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。其步骤依次为非晶带材脆化处理、机械法破碎成粉末、筛分、钝化处理和绝缘包覆、模压成形、热处理制成磁粉芯，最后进行性能测试。

随着在电机方面的应用，要求非晶磁粉芯具有超高的磁导率。

现有技术中报道的非晶磁粉芯的磁导率最高为90，如中国发明专利申请CN 103219119 A公布的了一种磁导率为90的铁基非晶磁粉芯的制备方法。其包括如下步骤：1、对铁基非晶薄带进行催化热处理；2、破碎成铁基非晶粉末；3、筛分出小于100目的粉末；4、经磷酸或硝酸酒精溶液进行钝化绝缘处理，烘干后，加入有机粘结剂、无机粘结剂、润滑剂进行包覆造粒；5、将压制成型后的磁粉芯放入热处理炉中在流动空气下进行去应力退火，温度为300-400℃，保温时间0.5-1h。

但是上述制备磁粉芯的方法存在以下缺陷：1、得到的非晶磁粉芯磁导率为90，仍然较低，不能满足电机的使用要求；2、采用小于100目的非晶粉末，由于粉末颗粒较大，颗粒之间的缝隙较大，很难压制成型。

中国发明专利CN 100541678C《磁导率μ=125的铁硅铝磁粉芯的制造方法》中采用了将-150~+400目的粗粉和-400目的细粉混合，然后经焙炒、冷却、压制成型和热处理得到铁硅铝磁粉芯的方法，可见对于采用粗粉和细粉混合的方法，只能将铁硅铝这种磁导率较高的材质的磁粉芯提高至125。中国发明专利申请CN 103151134 A《硅酮树脂-铁氧体复合包覆的软磁粉芯及其制备方法》公开了一种利用耐高温硅酮树脂和纳米软磁铁氧体粉末复合包覆铁基粉末颗粒以制备高性能磁粉芯的报道，其中软磁粉芯的制备方法包括软磁性金属颗粒的表面改性、偶联化处理、纳米软磁铁氧体粉末的制备、绝缘包覆、成型与热处理步骤，可见偶联化处理步骤中加入偶联剂的作用是便于硅酮树脂和纳米软磁铁氧体粉末包覆到软磁性金属颗粒外部。

综上所述，现有技术中还没有磁导率达到200以上的非晶磁粉芯及其制备方法的报道；现有技术中也还没有能够有效的解决大颗粒非晶粉末压制成型问题的报道。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有超高磁导率的铁基非晶磁粉芯的制备方法，其采用粗粉、细粉混合和偶联处理的方法，能够有效的解决大颗粒非晶粉末压制成型的问题，并制得磁导率达到200以上的具有超高磁导率的铁基非晶磁粉芯。

本发明的技术方案为：一种具有超高磁导率的铁基非晶磁粉芯的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，对利用超急冷凝固技术制得的铁基非晶薄带进行热处理，使其脆化易粉碎；

步骤二，对所述脆化铁基非晶薄带进行粉碎以得到铁基非晶粉末；

步骤三，对所述铁基非晶粉末进行筛分和配比，然后混合成由重量含量为40~70%的通过-20~+70筛目的粗粉和重量含量为30~60%的通过-400筛目的细粉组成的混合粉末；

步骤四，分别采用钝化剂、偶联剂、绝缘剂和粘结剂、润滑剂对所述混合粉末依次进行钝化、偶联、绝缘包覆、润滑处理，然后压制成型；

步骤五，对所述成型的磁粉芯依次进行退火处理和喷涂绝缘处理。

优化的，步骤三中所述混合粉末由重量含量为50~70%的通过-20~+70筛目的粗粉和重量含量为30~50%的通过-400筛目的细粉组成。

优化的，所述铁基非晶粉末的成分为Fe₇₈Si₉B₁₃。

优化的，所述偶联剂采用钛酸酯。

优化的，所述钝化剂采用磷酸液；所述绝缘剂采用低熔点玻璃粉；所述粘结剂采用环氧树脂；所述润滑剂采用硬脂酸锌。