[发明专利]一种高磁导率低功耗磁粉芯用铁硅铝合金粉末的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性物体的制造方法，具体的说是一种高磁导率低功耗磁粉芯用铁硅铝合金粉末的制造方法。这种铁硅铝磁粉芯主要适合于制作开关电源上的电感铁芯和滤波电感铁芯。

背景技术

目前，开关电源及UPS的迅速发展，需要磁导率高、饱和磁通密度高、高频工作时损耗低、附加直流偏磁场后磁导率下降小的磁性元件。大量使用的铁粉芯磁导率低(μe＝75)，且铁芯损耗大，铁硅铝磁粉芯磁导率可达μe＝125，饱和磁通官度达1.5T(特斯拉)左右，磁致伸缩系数接近于零，这种磁粉芯用于代替铁粉芯，磁芯损耗更低，而且其能量储存能力比铁镍钼(MPP)磁粉还要高，它是开关电源中能量储存和滤波电感器用磁芯的理想材料。现行铁硅铝合金粉末的制备方法有雾化制粉法、机械合金化法以及非晶晶化球磨法，雾化制粉法是目前铁硅铝合金粉末制备主要采用的方法。

现行铁硅铝磁粉芯合金粉末存在组成成份波动大、氧含量高、颗粒形貌难以控制、粉末的粒度分布配比不合理，导致铁硅铝磁粉芯的性能下降，产品质量不稳定，同时铁硅铝原料合金粉末生产过程采用真空感应熔炼，设备投资大、操作过程复杂、生产成本高。

发明内容

针对现行铁硅铝合金粉末生产过程存在的缺陷和不足，本发明提供了一种工艺过程简单、生产成本低的高磁导率低功耗磁粉芯用铁硅铝合金粉末的制造方法。采用本方法铁硅铝合金粉末制备的铁硅铝磁粉芯磁导率可达μe147，其制成品在交流100kHz叠加直流偏磁场H＝20Oe(奥斯特)时的磁导率为初始磁导率的60％以上，具有低的磁芯损耗，在频率50kHz、B＝500Gs时磁芯损耗小于80mw/cm³。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案实现：

一种高磁导率低功耗磁粉芯用铁硅铝合金粉末的制造方法，该方法实现的步骤为：

(1)采用保护剂覆盖非真空中频感应电炉，熔炼FeSiAl合金熔体，合金熔体重量百分比组成为：Si9.5％～9.8％，Al5.6％～6.0％，C≤0.02％，O≤0.04％，N≤0.01％，余量为Fe；

(2)将上述合金熔体经超高压水雾化制粉装置雾化成合金粉末，退火处理后筛分分级即得成品。

其中在步骤(1)中保护剂添加量为合金熔体重量的0.5％～10％。所述保护剂由碳酸钙、萤石、氧化铝粉混合而成，按照重量百分比，其含量为：碳酸钙：35～45％，萤石：15～25％，氧化铝35～40％。

其中在(2)步骤中将合金粉末置入具有氢气气氛的热处理炉内，在900～1000℃度的温度条件下保温2小时进行退火处理，将退火处理后的合金粉末再进行分级筛分，选取合适粒径的合金粉末。

本发明一种高磁导率低功耗磁粉芯铁硅铝合金粉末的制造方法具有以下优点：由于在铁硅铝合金熔炼时采用非真空中频感应电炉，比现行使用的真空感应电炉设备投资少、操作方便、生产成本低，采用超高压水雾化法制粉，通过对雾化工艺参数的调节，可以控制铁硅铝合金粉末的粒度分布和颗粒形貌，通过对铁硅铝合金粉末的粒度分级筛分与粒度分布合理配比，可以使铁硅铝合金粉末的填充密度达到最佳。上述措施的采用，大大提高了磁粉芯的导磁率，并降低了磁粉芯的功率损耗。

附图说明

图1是高磁导率低功耗磁粉芯用铁硅铝合金粉末的制备工艺流程示意图。

图2是铁硅铝合金粉末的XRD图。

图3是采用超高压水雾化制粉装置制备的铁硅铁合金粉末形貌图。

具体实施方式

本发明提出的高磁导率低功耗磁粉芯用铁硅铝合金粉末的制造方法实现的步骤为：

(1)采用保护剂覆盖非真空中频感应电炉，熔炼FeSiAl合金熔体，合金熔体重量百分比组成为：Si9.5％～9.8％，Al5.6％～6.0％，C≤0.02％，O≤0.04％，N≤0.01％，余量为Fe；

(2)将上述合金熔体经超高压水雾化制粉装置雾化成合金粉末，退火处理后筛分分级即得成品。

2、其中在步骤(1)中保护剂添加量为合金熔体重量的0.5％～10％。所述保护剂由碳酸钙、萤石、氧化铝粉混合而成，按照重量百分比，其含量为：碳酸钙：35～45％，萤石：15～25％，氧化铝35～40％。

3、其中在(2)步骤中将合金粉末置入具有氢气气氛的热处理炉内，在900～1000℃度的温度条件下保温2小时进行退火处理，将退火处理后的合金粉末再进行分级筛分，选取合适粒径的合金粉末。

以下采用具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：