[发明专利]金属磁粉心罐型磁芯及高直流叠加特性磁芯的制作方法

说明书

【技术领域】

本发明属于金属软磁粉末技术领域，尤其涉及一种由金属软磁粉末制成的罐型磁芯及利用该罐型磁芯制作高直流叠加特性磁芯的制作方法。

【背景技术】

罐型磁芯广泛用于有源电力滤波器、大功率UPS、太阳光伏及风力发电逆变器、电梯滤波电路中的大功率滤波电感器中，而罐型磁芯通常使用的金属软磁芯材料包括金属磁粉芯、硅钢片及非晶，这些磁芯可以分类为片式磁芯、EE型磁芯、U型磁芯及环形磁芯。

硅钢片磁芯或非晶磁芯可被应用于电抗器中，硅钢片工作频率一般小于5kHz或者更小；而非晶磁芯工作频率一般小于50kHz，但是无论是硅钢片或非晶磁芯，由于损耗偏高或者磁滞伸缩系数偏高、而且磁芯需要开气隙非闭合磁路，造成磁芯在工作中温升偏高或者工作出现明显的噪声及电磁辐射。为了克服以上问题，不得不通过增大产品尺寸的方式来降低温升或者降低噪声，结果大大增加成本。

而环形金属软磁磁芯，可以满足上述的应用，尺寸需要外径77-100mm以上的磁芯，通常一只环形产品无法满足使用要求，通常是三只甚至是五只以上产品同时使用才能够满足要求，同时由于这种电感通常都是线径较粗的铜线，使环形磁芯在绕线过程中难度较大，如果使用合股线会造成绕线填充系数很小，造成电感器的功率密度低，外观差等缺点。而且由于磁环最大尺寸限制，电流大于100A时很难设计出满足要求的电感器。因此技术人员希望有更好的磁芯能够满足要求。

鉴于此，有必要提供一种新的金属磁粉心罐型磁芯来解决上述问题。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种金属磁粉心罐型磁芯，其组合叠加后具有良好的直流叠加特性及电磁屏蔽特性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种罐型磁芯，其由一种或多种金属软磁粉末制作而成，所述粉末粒径为5μm-180μm，所述罐型磁芯的外径为4cm-15cm，罐壁厚为2mm-2cm，底厚为5mm-3cm，高度为2cm-8cm，所述罐型磁芯的侧面设有一宽度为10mm-20mm的槽口。

进一步地，所述罐型磁芯设有一高度为1cm-7cm的中柱，该中柱中央设有一孔径为0-8mm的中柱孔。

进一步地，所述金属软磁粉末包括铁硅铝、铁镍、铁镍钼或铁硅粉或者其混合粉末。

进一步地，所述铁硅铝粉末中硅8.5％-9.8％，铝5-8％，余量为铁；铁镍粉末中镍40-55％，余量为铁；铁镍钼粉末中镍80-81％，钼2-4％，余量为铁；铁硅粉末中硅含量3-8％，余量为铁。

进一步地，所述罐型磁芯可通过环氧树脂、酚醛树脂或者聚酰亚胺叠加组成柱状磁芯。

本发明亦可采用如下技术方案：一种高直流叠加特性磁芯的制作方法，其包括如下步骤：

首先，将金属软磁粉末与绝缘物质做粉末表面绝缘处理；

然后，将绝缘处理过的粉末与润滑粉按一定比例混合，并在8-18T/cm2的压力下成型；

接着，对上述成型后产品置于600-800℃、时间50-120分钟、惰性气氛烧结的条件下进行热处理，制得如权利要求1所述的罐型磁芯；

最后，使用环氧树脂、酚醛树脂或者聚酰亚胺将二个罐型磁芯粘合形成一个柱状磁芯。

相较于现有技术，本发明所述的金属磁粉心罐型磁芯采用多种金属合金软磁粉末制作而成，其具有良好的直流叠加特性、非常好的电磁屏蔽特性、极低的磁芯损耗、非常高的绕线窗口利用率。

【附图说明】

图1为本发明所述金属磁粉心罐型磁芯的结构示意图，图中标出了各关键部位的尺寸。

图2为本发明所述金属磁粉心罐型磁芯组合叠加成的柱状磁芯的结构示意图。

【具体实施方式】

如图1及图2所示，本发明提供一种由金属软磁粉末制作的金属磁粉心罐型磁芯10，其由一种或多种金属软磁粉组成，粉末粒径在5μm-180μm之间，金属软磁粉末包括铁硅铝、铁镍、铁镍钼或铁硅粉或者其混合粉末，所述粉末经成型与热处理后制成罐型磁芯，具体产品尺寸如图1所示。

本发明中制作罐型磁芯10所用金属软磁粉末要求如下，铁硅铝中硅成分8.5-9.8％，铝5-8％，余量为铁。铁镍粉中镍成分40-55％，余量为铁。铁镍钼粉末中镍成为80-81％，钼2-4％，余量为铁。铁硅粉中硅成分为3-8％，余量为铁。