[发明专利]一种高频电子变压器用Fe-Si-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本纳米晶磁芯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高频电子变压器用Fe-Si-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本纳米晶磁芯的制备方法，属于磁性材料技术领域。

背景技术

铁基纳米晶软磁材料具有高饱和磁感应强度、高磁导率低矫顽力和低的高频损耗、良好的强硬度耐磨性及耐腐蚀性、良好的温度及环境稳定性，其综合磁性能远远优于铝钢、铁氧体、坡莫合金和非晶合金等 是目前世界上公认的综合性能优异的软磁材料。其中FeCuNbSiB纳米晶磁芯由于含有贵金属Nb,生产成本较高，不利于与铝钢等软磁材料竞争。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种高频电子变压器用Fe-Si-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本纳米晶磁芯的制备方法，在不降低磁芯性能的情况下，降低磁芯的生产成本。

本发明采用的技术方案如下：

    一种高频电子变压器用Fe-Si-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本纳米晶磁芯的制备方法，包括以下步骤：

（1）将利用单辊熔体旋转快淬法制得的铁基非晶薄带在温度为500-550℃、真空度为0.001-0.002Pa条件下真空等温退火1-2h，然后空冷至室温，即得纳米晶薄带；其中，所述铁基非晶薄带各组分质量百分比为：Fe 72-75%、Si 10-15%、B 8-12%、Cu 1-2%、Nb1-1.5%、Al 0.5-1%、Ni 0.4-0.6%，其带宽为5-15mm，带厚为15-20μm；

（2）将制得的纳米晶薄带进行破碎，得到纳米晶金属粉末，然后将纳米晶金属粉末按重量比25-35%、65-70%分成A、B料；

（3）取A料加入0.5-1%的γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基铝烷和2-4%的云母粉，1000-1500rpm高速混合10-15min，烘干，粉碎研细成粉末，过200-300目筛，待用；

（4）取B料加入1-3%的三乙醇胺，2000-3000rpm高速研磨10-15min，烘干，然后加入适量的水打浆15-20min，制成浓度为60-65%的浆液，并加入浆液重量0.3-0.5%的氮化铝、0.3-0.5%的乌洛托品、2-3%的聚乙烯醇，搅拌均匀，再通过胶体磨磨浆至粒径小于20μm，将液体浆料通过喷雾干燥塔喷雾干燥成颗粒状粉体，待用；

（5）将经上述步骤（3）和步骤（4）处理后A料、B料混合均匀，加入3-5%的浓度为30-40%的铝酸钠水溶液，搅拌均匀，采用1.5-2.0 GPa的压制压力压制成磁芯；

（6）将成型的磁芯在以氢气为保护气氛，升温速率为100-120℃/min下进行退火热处理，升温至500-600℃保温60-80min，空冷至室温；

（7）用磁芯胶G500树脂均匀的涂覆在磁芯的表面，厚度控制在1-2mm，然后放置在120-150℃烘箱中固化20-30min，即得成品

本发明的有益效果：

本发明采用Al、Ni部分取代FeSiBCuNb磁芯中的贵金属Nb，添加Nb有利于提高磁芯的饱和磁感强度，添加Al有利于矫顽力的降低，同时可以明显降低FeSiBCuNb磁芯的生产成本；本发明将纳米晶金属粉末进行了不同的绝缘包覆处理，有效阻碍了金属粉末颗粒之间的直接接触，降低了金属粉末颗粒间所产生的涡流损耗，从而降低了产品的总损耗值。本发明的包覆处理还可以有效提高磁导率频率特性，增大品质因数，提高磁芯的高温稳定性。本发明制作工艺简单，生产成本低，制备出来的磁芯成品具有高饱和磁感应强度、损耗值低、耐高温等优点，其综合性能优良。

具体实施方式

    一种高频电子变压器用Fe-Si-B-Cu-Nb-Al-Ni低成本纳米晶磁芯的制备方法，包括以下步骤：

（1）将利用单辊熔体旋转快淬法制得的铁基非晶薄带在温度为520℃、真空度为0.0015Pa条件下真空等温退火1.5h，然后空冷至室温，即得纳米晶薄带；其中，所述铁基非晶薄带各组分质量百分比为：Fe 73.5%、Si 13.5%、B 9%、Cu 1%、Nb 1.5%、Al  1%、Ni 0.5%，其带宽为10mm，带厚为15μm；

（2）将制得的纳米晶薄带进行破碎，得到纳米晶金属粉末，然后将纳米晶金属粉末按重量比30%、70%分成A、B料；

（3）取A料加入0.6%的γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基铝烷和3%的云母粉，1500rpm高速混合10min，烘干，粉碎研细成粉末，过300目筛，待用；