[发明专利]高致密度和高磁性能粉末冶金铁硅铝合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性材料领域，涉及一种磁性材料的制备方法，具体涉及粉末冶金法制备致密度高且磁性能好的铁硅铝磁体。

背景技术

铁硅铝合金是一种软磁性能突出的磁性材料，它的特性是硬度高，耐磨，磁性对应力不敏感，矫顽力和磁滞损耗很低，电阻率较高，涡流损耗低，抗氧化性和耐蚀性较好。因此，广泛应用于汽车、计算机、打印机等设备元器件中。随着磁路元件向微型化、多功能化方向发展，所使用的软磁合金零部件尺寸越来越小，形状也越来越复杂。采用传统的机械加工方法制备这些软磁合金零件，存在原材料浪费大，周期长，成本高，效率低的缺点。

粉末冶金工艺是以粉末为原料，通过成形、烧结以及后续处理得到产品，适宜复杂形状零件的近净成形，所制备产品无需或只需少量机加工，适宜大批量规模化生产，是一种节约能源、资源、低成本的零部件加工技术。然而，在采用粉末冶金方法制备铁硅铝软磁合金时，由于工艺的限制造成了材料在如密度、微观组织等方面的不足，所制备的软磁合金的性能远远低于熔炼工艺制备的软磁合金，这大大限制了粉末冶金软磁合金零部件在高性能磁路元器件中的应用。因此，如何提高粉末冶金软磁合金的磁性能是充分发挥粉末冶金工艺在软磁合金零部件制备中的优势的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高粉末冶金铁硅铝致密度和磁性能的方法，解决了铁硅铝难加工的问题，克服了粉末冶金磁体难致密和磁性能较低的不足。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明提供的高致密度和高磁性能粉末冶金铁硅铝磁体，通过添加有机粘结剂对铁硅铝粉末改性，压制成形，排胶处理，然后采用烧结加热等静压技术提高其致密度，通过后续热处理全面提高其磁性能，其中有机粘结剂采用聚乙烯醇、橡胶或石蜡等，排胶气氛为真空或氢气，排胶温度为多段换生保温，保温温度300-900℃，烧结温度在1200-1280℃，热等静压温度1000-1150℃、热等静压压力100-150MPa、热等静压时间1-6h，热处理温度1150-1250℃，热处理时间2-10h。

本发明提供的所述铁硅铝磁体的第一优选技术方案中，铁硅铝的成分范围Fe＝86-88％，Si＝8-10％，Al＝4-6％，C<0.1％，O<0.3％。

本发明提供的所述铁硅铝磁体的第二优选技术方案中，热处理需缓冷到500℃，冷却速度低于2℃/min。

本发明提供的所述铁硅铝磁体的第三优选技术方案中，有机粘结剂为聚乙烯醇，比例为1-3wt％。

本发明提供的所述铁硅铝磁体的第四优选技术方案中，排胶气氛为真空。

本发明是以粉末冶金生产工艺为基础，通过改进铁硅铝粉末自身性质和加工工艺来提高铁硅铝烧结零件的密度，改善其致密化程度，通过后续热处理，从而提高零件的综合性能。与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提供的粉末冶金铁硅铝磁体，其致密度达到99％以上，磁性能与铸造磁体相当。

附图说明：

图1是实施例1中铁硅铝粉末处理前后的形貌(a)包覆前粉末形貌，(b)包覆后粉末形貌

图2是实施例1中铁硅铝压制后的断口形貌

图3是实施例1中铁硅铝压坯排胶样品的断口形貌

图4是实施例1中铁硅铝磁体金相照片(a)烧结后，(b)热等静压后

具体实施方式

实施例1