[发明专利]一种铁硅镍磁粉芯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性材料的制造技术领域，具体涉及一种铁硅镍磁粉芯的制备方法。

背景技术

金属磁粉芯是通过将铁磁性颗粒与绝缘包覆剂混合压制而成的磁性元件，磁粉之间被非磁性绝缘介质隔开，颗粒与颗粒之间绝缘，因此磁粉芯在中高频下的涡流损耗很小，其磁导率较小但具有较好的线性度，并具有较高的饱和磁感应强度，可应用于高频场合。磁粉芯的磁性能与磁粉本身材质、磁粉颗粒尺寸、绝缘包覆剂种类和用量、压制压力和热处理过程等多种因素相关，可以通过调整粉末粒度配比、磁性物质与绝缘包覆剂的比例来获得具有不同软磁性能的磁粉芯。

根据磁粉本身成分的差别，金属磁粉芯大致可以分为铁粉芯、铁硅磁粉芯，铁硅铝磁粉芯、铁硅镍磁粉芯、高磁通磁粉芯、MPP磁粉芯和非晶纳米晶磁粉芯，各类磁粉芯都有其各自的特点和应用领域。随着信息技术和机电行业的快速发展，要求磁性器件往高频化、小型化及智能化方向发展，这就要求作为磁性器件核心的金属磁粉芯拥有高的饱和磁感应强度、优良的直流偏磁能力和较低的高频损耗。

公开号为CN102314986的中国发明专利公开了一种铁硅合金磁粉芯的制造方法，包括以下步骤：a）配粉：取适量铁硅粉末，其中Si的重量含量为2%~8%，余量为Fe；b）炒粉：将制得的铁硅粉焙炒至温度达到50℃~150℃时加入磷酸稀释液进行表面处理，焙炒至干燥后，再加入酚醛树脂继续焙炒至干燥；c）压制成型：压强为15~26 t/cm²；d）热处理：向热处理炉内通入氢气或者氮气进行热处理；e）表面涂层：采用环氧树脂油漆涂覆在粉芯的表面。该技术方案所制备的铁硅磁粉芯虽然工艺简单，成本较低，但其不足之处在于：铁硅磁粉芯在高频下的功率损耗过大，不能应用于高频场合。

公开号为CN100999021的中国发明专利公开了Fe-Ni₅₀系合金粉末及磁粉芯制造方法，包括以下步骤：1）一种软磁Fe-Ni₅₀系合金粉末制造方法，包括：Fe-Ni₅₀系合金的冶炼-水雾化法喷成粉末-粉末加工-加工后的热处理；2）一种Fe-Ni₅₀系合金软磁粉芯的制造方法，包括：筛分粉末颗粒进行粒度配比-钝化处理-粉末表面钝化处理-向合金粉末内添加绝缘剂、润滑剂、脱模剂-模压成型-热处理-表面涂层。该技术方案制备的Fe-Ni₅₀磁粉芯虽然饱和磁感应强度高，直流叠加特性较好，功率损耗较低，但其不足之处在于：Fe-Ni₅₀磁粉中Ni元素的含量高达50%，导致生产成本较高，不利于大规模生产使用。

公开号为CN102436895的中国发明专利公开了一种铁硅铝磁粉芯的制备方法，包括以下步骤：1）按照既定的粒度配比取铁硅铝粉末；2）往配好的铁硅铝粉末中加入钝化剂进行钝化处理；3）钝化后加入用丙酮稀释的磁粉胶及绝缘剂，搅拌均匀，进行绝缘粘结包覆；4）再加入润滑脱模剂，混合均匀，压制成坯样；5）将坯样放置于保护气氛中进行热处理，喷涂，得到目标产物。该技术方案制备的铁硅铝磁粉芯虽然抗拉强度较高，直流偏置特性较好，功率损耗较低，但其不足之处在于磁粉芯的饱和磁感应强度较低，不适合在大功率条件下使用。

综上所述，目前市场上生产和使用的磁粉芯具有各自的特点和应用领域。其中高磁通磁粉芯拥有最大的饱和磁通密度，损耗较低，综合磁性能优异。但是昂贵的制造成本限制了其生产与应用，而随着现代电子技术的飞速发展，对磁性器件在大功率下应用提出了更高的要求，这就迫切要求相关人员研究出一种低成本、高性能的磁粉芯来替代高磁通磁粉芯。而铁硅镍磁粉芯作为新一代的合金磁粉芯，其饱和磁感应强度与高磁通磁粉芯相近，损耗比铁硅磁粉芯低近一倍，与高磁通磁粉芯相近，直流偏置特性优于铁硅磁粉芯，是一种替代高磁通磁粉芯的低成本材料。

因此，寻求一套合适的工艺流程以制备低成本、高性能的铁硅镍磁粉芯，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种铁硅镍磁粉芯的制备方法，解决了现有磁粉芯难以满足低成本、高性能要求的难题。

本发明所采用的技术方案具体如下：

一种铁硅镍磁粉芯的制备方法包括如下步骤：

    1) 采用真空熔炼炉熔炼铁硅镍合金铸锭，以质量百分比计，合金铸锭的化学组成是Si 5~30%，Ni 3~20%，Al 0.01~0.2%，Ca 0.01~0.2%，C≤0.05%，余量为Fe；