[发明专利]一种金属软磁粉芯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性材料的制备技术领域，尤其涉及一种金属软磁粉芯的制备方法。

背景技术

金属软磁粉芯是由铁磁性的金属粉末与绝缘介质混合均匀压制而成的一种复合软磁材料。由于磁粉颗粒小，磁粉彼此被绝缘介质隔开，磁粉芯的电阻率高，涡流损耗小，因此适用于较高频率。金属软磁粉芯还具有较高的饱和磁感应强度，良好的频率特性和温度稳定性等优点，主要用来设计和生产制造各种高性能的电子元器件，如电感器、滤波器、互感器和扼流圈等，从而广泛应用于电子通讯、雷达、开关电源等领域。

现有金属软磁粉芯的制备方法一般是用磷酸、铬酸等酸性溶液对磁粉进行钝化处理后，加入绝缘剂、树脂类有机粘结剂和脱模剂混合均匀经模压成型，热处理后获得磁粉芯。

专利CN102314986A将铁硅磁粉焙炒至温度达到50℃～150℃时加入重量百分比浓度为0.8%～3.2%的磷酸稀释液进行表面处理，焙炒干燥后再加入相对铁硅磁粉重量0.3%～1.5%的酚醛树脂，再继续焙炒至干燥，压制成型和热处理后得到铁硅金属软磁粉芯。这种方法制备的磁粉芯含有机粘结剂，在后续的使用过程中会因涡流热存在老化问题，影响磁粉芯性能的稳定性。另外磁粉芯的热处理温度受到有机树脂特性的限制，热处理温度低，不利于磁粉芯内应力的去除，从而影响磁粉芯的软磁性能。因此，目前金属软磁粉芯领域的一个共识就是在高性能金属软磁粉芯的制备工艺中应该放弃有机粘结剂的使用。专利CN102436894A是把筛分过的雾化铁镍钼磁粉置于浓度为1%～10%，pH为3～6的铬酸水溶液中，在60℃～90℃下反应3～24小时后在80℃下烘干，再加入润滑剂模压成型,热处理后得到铁镍钼金属软磁粉芯。专利CN1622231A采用重铬酸镁、磷酸、尿素和甘油组成的混合液作为磁粉的绝缘包覆液，磁粉经过绝缘包覆，压制成型和热处理后获得金属软磁粉芯。专利CN102938312A选用磷酸和硝酸锌水溶液对磁粉进行钝化处理后，加入硅酸钠和高岭土的水溶液进行绝缘包覆并烘干，再加入脱模剂模压成型，热处理后得到铁硅铝金属软磁粉芯。上述方法中，所采用的钝化液或绝缘包覆液都含有磷或铬元素，易污染环境，原料成本也较高，而且一般多采用丙酮或酒精等有机溶剂作为稀释剂，这一方面会导致成本较高，另一方面丙酮有毒，对人体健康危害大。

除了关注钝化溶液之外，技术人员对金属磁粉绝缘粘结剂也做了大量研究工作。专利CN1374359A公开了一种制备金属软磁粉芯用磁粉绝缘粘结剂，该绝缘粘结剂由铬酐、云母、正硅酸乙酯和硅酮树脂经有机溶剂稀释混合而成，适用磁粉成分范围宽，能显著提高磁粉芯的品质因数，但含有机物和铬元素，不利于环保和磁粉芯性能的稳定性。专利CN101089108A报道了一种金属软磁粉芯用无机绝缘粘结剂及其制备方法，其特征在于该无机绝缘粘结剂由SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、云母粉及水混合而成；金属软磁粉芯的制备方法包括将金属磁粉加入到重铬酸盐或重铬酸盐与磷酸盐的混合液中进行表面钝化处理，再与绝缘粘结剂和润滑剂混合均匀后烘干，模压成型和热处理后获得磁粉芯。这种绝缘粘结剂虽不含有机物，但在制备金属软磁粉过程中仍需用含铬的钝化液对磁粉进行钝化处理。专利CN101599334A采用正硅酸乙酯和氨水等作为原料，运用溶胶凝胶的方法对铁硅铝磁粉表面包覆一层SiO₂绝缘层。但制备过程中由于磁粉较重容易沉淀导致磁粉表面SiO₂包覆不均匀，所以这种绝缘包覆方法难度大，而且专利中也未给出所制备金属软磁粉芯的磁性能。

由此可见，提供一种操作简单、绿色环保、生产成本低、磁性能稳定性好的金属软磁粉芯制备方法是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的污染大、成本高和磁性能稳定性差等缺陷，而提供一种操作简单、绿色环保、生产成本低、磁性能稳定性好的金属软磁粉芯制备方法。其具体的方法如下：

一种金属软磁粉芯的制备方法，该方法包括以下步骤：

a.    用150目的筛网对金属磁粉进行过筛，所述金属磁粉是铁硅粉、铁硅铝粉或铁镍粉中的一种；