一种磁场粉末成型磁芯生产方法与流程

1.本发明涉及磁性材料，特别涉及一种磁场粉末成型磁芯生产方法。


背景技术：

2.铁粉基软磁材料铁芯提高电磁性能方法：1、向铁粉中加入硅铝等合金元素增加铁芯电阻率，降低涡流损耗。可是，合金添加剂也降低饱和磁感。2、降低铁粉中的硫碳等有害元素含量，提高铁粉纯净度，提高铁芯的磁导率，但残余元素含量并不能完全去除，存在一定的降度；3、增加铁芯压制强度可以提高密度，使铁芯密度接近纯铁密度，减少气隙，从而提高磁导率。减少气隙同时也降低了铁粉之间的绝缘性，增加了涡流损耗；4、在铁粉之间增加绝缘层也可以降低涡流损耗。绝缘层可以是有机树脂材料或无机材料，绝缘层可以有效地降低涡流损耗，但绝缘层的作用像气隙一样不导磁，因而也降低了磁导率；
3.以上方法的在一定程度上提高了铁芯性能，但每个方法均有一定的限度，只有采用全新方法可以进一步提高铁芯性能。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种磁场粉末成型磁芯生产方法，生产的磁芯使用频率范围宽，铁损低，饱和磁感应强度高，较高的机械强度。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
6.一种磁场粉末成型磁芯生产方法，包括：
7.1)采用气雾化或水雾化制备雾化铁粉，铁粉成分按质量百分比：c≤0.008％；si：0.5％～7.0％；mn：0.2％～1.0％；p≤0.08％：s≤0.008％：als：0.2％～1.5％；其余为fe及不可避免的杂质；铁粉粒径：30～150微米；
8.2)铁粉绝缘包覆处理：将铁粉经浓度10％～50％的磷酸二氢铝水溶液浸泡后80℃～120℃烘干；
9.3)压制磁芯：将经包覆处理后的铁粉加入模具，施加0.5～5t磁场，同时对模具施加1～10hz机械振动，使铁粉按磁力线进行排列，然后压制成型；
10.4)磁芯退火：将压制成型的磁芯在700℃～800℃温度下退火20～40min，保护气氛为氢气。
11.步骤3)采用压机压制，压机压力600～800mpa。
12.制备的磁芯，磁芯密度为：6.3～7.5g/cm3；磁导率为30～120；在100khz，50mt条件下损耗为200～400mw/cm3；饱和磁感应强度为0.5～1.6t。
13.与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
14.本发明采用绝缘处理的硅钢铁粉，在磁场下，使铁粉转动导磁，粉末颗粒进行择优排列后挤压成型。制备的磁芯具有使用频率范围宽(频率范围0～100khz)，铁损低，饱和磁感应强度高，在100khz，50mt条件下损耗为200～400mw/cm3；饱和磁感应强度为0.5～1.6t，较高的机械强度等优点。
具体实施方式
15.下面结合实施例对本发明进一步说明：
16.以下实施例对本发明进行详细描述。这些实施例仅是对本发明的最佳实施方案进行描述，并不对本发明的范围进行限制。
17.一种磁场粉末成型磁芯生产方法，采用雾化法制成铁粉，铁粉采用磷酸二氢铝包覆，压制磁芯过程中，施加磁场，同时采用机械振动，使铁粉按磁力线进行排列。然后在压机上压制成型。具体包括：
18.1)采用气雾化或水雾化制备雾化铁粉，铁粉成分按质量百分比：c≤0.008％；si：0.5％～7.0％；mn：0.2％～1.0％；p≤0.08％：s≤0.008％：als：0.2％～1.5％；其余为fe及不可避免的杂质；铁粉粒径：30～150微米；铁粉中的硅铝元素可以提高磁芯磁导率，降低磁滞损耗和涡流损耗，合金含量太高对磁感强度不利。铁粉粒径控制在一定范围内，粒径太大增加涡流损耗，粒径太大单个铁粉中的晶粒多，晶粒间排列随机。粒径太小，不利于后继磁场择优排列。
19.2)铁粉绝缘包覆处理：将铁粉经浓度10％～50％的磷酸二氢铝水溶液浸泡后80℃～120℃烘干；采用磷酸二氢铝包覆可以充分利于其高温下的优良的附着性能，在磁感退火过程不损失绝缘性能，良好的的绝缘进一步降低磁芯涡流损耗。另外，磷酸二氢铝700～750℃高温处理后，具有较强的粘着性，利于磁芯成型。
20.3)压制磁芯：采用压机将经包覆处理后的铁粉加入模具，施加0.5～5t磁场，同时对模具施加1～10hz机械振动，使铁粉按磁力线进行排列；然后压制成型；压机压力600～800mpa。
21.施加机械振动可以促进铁粉在磁感中的转动，达到择优排列。
22.4)磁芯退火：将压制成型的磁芯在700℃～800℃温度下退火20～40min，保护气氛为氢气。
23.实施例1
24.一种磁场粉末成型磁芯生产方法，包括：
25.1、采用气雾化制备雾化铁粉：铁粉成分(质量百分比)：c：0.002％；si：6.5％；mn：0.3％；p：0.02％：s：0.003％：als：0.3％；其余为fe及不可避免的杂质。铁粉经筛分后，得到铁粉粒径为：50～100微米。
26.2、铁粉包覆处理：将铁粉经浓度30％的磷酸二氢铝水溶液浸泡后经100℃烘干；
27.3、将经包覆处理后的铁粉在压机上压制成磁芯，在铁粉加入模具时，施加1.5t磁场，在加入铁粉过程中模具施加3hz机械振动，使铁粉按磁力线重新排列。压机压力700mpa，磁芯高度40mm。
28.4、磁芯退火：将压制成型的磁芯在750℃温度下退火30min，保护气氛为氢气。
29.本方法制备磁芯，磁芯密度为：6.8g/cm3。磁导率为95；在100khz，50mt条件下损耗为300mw/cm3；饱和磁感应强度为0.8t。
30.实施例2
31.一种磁场粉末成型磁芯生产方法，包括：
32.1、采用气雾化制备雾化铁粉：铁粉成分(质量百分比)：c：0.003％；si：3.5％；mn：0.4％；p：0.03％：s：0.002％：als：0.4％；其余为fe及不可避免的杂质。铁粉经筛分后，得到
铁粉粒径为：50～100微米。
33.2、铁粉包覆处理：将铁粉经30％的磷酸二氢铝水溶液浸泡后经105℃烘干；
34.3、将经包覆处理后的铁粉在压机上压制成磁芯，在铁粉加入模具时，施加1.2t磁场，在加入铁粉过程中模具施加3hz机械振动，使铁粉按磁力线重新排列。压机压力650mpa，磁芯高度40mm。
35.4、磁芯退火：将压制成型的磁芯在740℃温度下退火30min，保护气氛为氢气。
36.本方法制备磁芯，磁芯密度为：6.7g/cm3。磁导率为100；在100khz，50mt条件下损耗为330mw/cm3；饱和磁感应强度为0.9t。


技术特征：
1.一种磁场粉末成型磁芯生产方法，其特征在于，包括：1)采用气雾化或水雾化制备雾化铁粉，铁粉成分按质量百分比：c≤0.008％；si：0.5％～7.0％；mn：0.2％～1.0％；p≤0.08％：s≤0.008％：als：0.2％～1.5％；其余为fe及不可避免的杂质；铁粉粒径：30～150微米；2)铁粉绝缘包覆处理：将铁粉经浓度10％～50％的磷酸二氢铝水溶液浸泡后80℃～120℃烘干；3)压制磁芯：将经包覆处理后的铁粉加入模具，施加0.5～5t磁场，同时对模具施加1～10hz机械振动，使铁粉按磁力线进行排列，然后压制成型；4)磁芯退火：将压制成型的磁芯在700℃～800℃温度下退火20～40min，保护气氛为氢气。2.根据权利要求1所述的一种磁场粉末成型磁芯生产方法，其特征在于，步骤3)采用压机压制，压机压力600～800mpa。

技术总结
本发明涉及一种磁场粉末成型磁芯生产方法，1)采用气雾化或水雾化制备雾化铁粉，铁粉成分按质量百分比：C≤0.008％；Si：0.5％～7.0％；Mn：0.2％～1.0％；P≤0.08％：S≤0.008％：Als：0.2％～1.5％；其余为Fe及不可避免的杂质；铁粉粒径：30～150微米；2)铁粉绝缘包覆处理：将铁粉经浓度10％～50％的磷酸二氢铝水溶液浸泡后80℃～120℃烘干；3)压制磁芯：将经包覆处理后的铁粉加入模具，施加0.5～5T磁场，同时对模具施加1～10Hz机械振动，使铁粉按磁力线进行排列，然后压制成型；4)磁芯退火：将压制成型的磁芯在700℃～800℃温度下退火20～40min，保护气氛为氢气。制备的磁芯具有使用频率范围宽，铁损低，饱和磁感应强度高。饱和磁感应强度高。


技术研发人员：张智义 罗理 陈春梅 姜福健 苏春霞 李亚东
受保护的技术使用者：鞍钢股份有限公司
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/6/14