[发明专利]增强软磁粉末冶金材料强度的方法

说明书

技术领域

本发明属于软磁材料技术领域，尤其涉及一种增强软磁粉末冶金材料强度的方法。

背景技术

传统的硅钢片具有磁导率高、损耗低、加工工艺成熟、价格低廉等优点，被广泛应用于电机制造行业。但为了降低材料在交变磁场下的涡流损耗，硅钢片一般只加工为片层状结构，只在其自身的内部呈现优良的磁性能，而相邻的硅钢片间的导磁性能较差，因此，硅钢片在进行常规叠片处理后的产品只具有二维导磁的特点，也就是磁性各向异性，从而极大的限制了电机设计的自由度。同时，由于硅钢片采用冲裁的加工方式获得最终的形状，电机定子或转子的绕线槽处的硅钢片会被冲裁掉而成为废料，严重的降低了硅钢片材料的利用率，造成很大的资源浪费。

软磁复合材料(soft magnetic composite,SMC)以具有表面绝缘层的导磁粉末为原材料，通过粉末冶金工艺而获得最终的产品。软磁复合材料具有各项同性的三维导磁性能，用于电机时可以拥有非常高的设计自由度，例如，通过内凹绕线齿等方式能够节省大量的铜线。同时，由于软磁复合材料的内阻抗比较高，材料在高频率下的涡流损耗低，尤其适合高频率的使用环境。此外，采用的粉末冶金成型工艺，可以确保材料的利用率高于95％，实现资源的高效利用。但是，由于软磁复合材料需要保持绝缘层的阻抗以避免涡流损耗升高而不能在高温下进行热处理(一般只在500-700℃的范围内保温5-60分钟)，导致软磁复合材料产品的热处理程度不高，强度很低而且质脆易碎。通常，综合反映其强度及脆性的抗弯强度只有50-150MPa，因此目前只能应用于一些对强度要求低的特殊场合，如轴向磁场电机、横向磁场电机、外转子高速电机等对强度要求不高的特种电机，极大的限制了软磁复合材料的推广及应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强软磁粉末冶金材料强度的方法，旨在解决现有技术中的软磁复合材料热处理程度不高而导致软磁复合材料产品的强度很低而且质脆易碎的技术问题。

本发明是这样实现的，一种增强软磁粉末冶金材料强度的方法，其包括如下步骤：

S1)提供增强体、润滑剂与包覆有绝缘层的导磁粉末；

S2)将所述导磁粉末、所述增强体与所述润滑剂混合以形成混合物，所述混合物包括如下重量分数的组分：所述导磁粉末为70-99份，所述增强体为1-30份，所述润滑剂为0.1-2份；

S3)将所述混合物压制成型得到坯体；

S4)将所述坯体热处理。

进一步地，所述导磁粉末为铁基软磁复合材料、镍基软磁复合材料、非晶、纳米晶中的至少一种。

进一步地，所述增强体为碳纤维、玻璃纤维、铁、镍、硅钢片中的至少一种。

进一步地，于步骤S1)中，所述增强体呈条状或者片状。

或者，于步骤S1)中，所述增强体呈不规则状。

进一步地，于步骤S1)与步骤S2)之间，还包括步骤20)对所述增强体进行表面绝缘包覆工序，所述表面绝缘包覆工序为对所述增强体进行化学包覆或者物理涂覆。

进一步地，于步骤S2)中，将所述导磁粉末、所述增强体与所述润滑剂混合的时间范围是15-45分钟。

进一步地，于步骤S3)中，压制成型中采用的正向压强范围是600-1800MPa。

进一步地，于步骤S4)中，热处理中采用的热处理温度范围是500-700℃且保温时间范围是5-60分钟。

进一步地，所述的润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。