[发明专利]一种铁硅铝软磁粉末

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种铁硅铝软磁粉末及其制备磁粉芯的工艺。

背景技术

上世纪三十年代，日本山本达治等人在研究Fe–Si-Al系三元合金磁特性时，发现9.5％Si、5.5％Al余为Fe的合金有优良的软磁特性被称为Sendust合金，初始磁导率μ_o～35100,最大磁导率μm～120000，饱和磁感应强度Bs～1.05Ts(特斯拉)，剩余磁感应强度Br～3350Gs(高斯)，电阻率ρ～81μΩ.cm,还有磁晶各向异性常数K₁接近于零，磁致伸缩系数λs为零，而且磁性对应力敏感性较小，唯一的缺点是合金硬度Hv～500，不能像普通硅钢片(含Si 3.5％)那样轧成薄带，但是它具有脆性容易制成粉末的特性，利用这种性能可以制成磁粉芯。

软磁复合材料(简称SMC)是一种以高纯度铁粉为原料，在铁粉颗粒表面包裹绝缘介质层后，采用粉末冶金工艺将粉体压制成所需形状，并通过热处理而得到的固体材料。它拥有三维各向同性磁性能，中高频率下相对低的总损耗，非常低的涡流损耗和易于制备复杂形状器件等独特的性能，应用前景广阔，成为替代硅钢片的一种全新的高科技产品。

现有技术公开过一种低磁导率、低功耗的铁硅铝软磁材料及其制备方法，但是该方法要求后期热处理温度高，并且时间长，不够环保；此外，含氧量还是偏高，性能不够优秀。

本发明旨在提供一种铁硅铝软磁粉末及其制备磁粉芯的工艺，可以制备低含氧量、低磁导率、低功耗的新型优质铁硅铝软磁材料，并且热处理时间短，温度低，节能环保。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明针对背景技术存在的问题，本发明提供一种铁硅铝软磁粉末及其制备磁粉芯的工艺，可以制备低含氧量、低磁导率、低功耗的新型优质铁硅铝软磁材料，并且热处理时间短，温度低，节能环保。

一般在磁粉芯中碳含量要在0.015％以下，不论C是固溶在合金还是以游离碳化物存在，均会造成磁导率下降，磁芯损耗增加，特别是磁滞损耗，矫顽力也会增高，此现象称磁时效现象。但是本发明人发现，控制碳含量在0.015％-0.018％之间时，配合其他元素和特定的工艺，反而可以制备出优秀的低含氧量、低磁导率、低功耗的新型优质铁硅铝软磁材料。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种铁硅磁粉末以及粉芯的制备工艺：

(1)磁粉芯原料配制：用真空感应炉冶炼，化学成份为：9.2％-9.6％Si、5.0％-5.2％Al，0.03％Ni,0.05％-0.09％Cr，0.06％Mn，控制碳含量在0.015％-0.018％，余为Fe，在真空中浇成铸锭，将合金铸锭粗破碎后进入球磨机磨粉成不同粒径的粉末，再进行纯氮气保护热处理；

(2)粉末制备：所述铁硅磁粉芯的粒度分布及配比为：

然后合金熔炼在氧化镁坩埚开式中频感应炉中进行，熔炼温度为1520℃-1580℃，合金熔化时间在50-60分钟；

合金熔炼好后采用甩带机高速冷却方法制带，并通过氮气保护机械破碎，制成扁平状铁硅铝粉末；

(3)表面处理：铁硅粉末烘炒至温度80℃左右时加入0.25％磷酸溶液中，进行表面钝化处理；

进一步地，还可以包括如下步骤，从而制备成磁芯：

(4)压制成型：对铁硅铝合金软磁粉末压制成型：压强为15～26吨/cm2；

(5)后期处理：通过热处理，向热处理炉内通入氢气或者氮气，温度控制在500℃～550℃之间，进行热处理的时间为30～50分钟；采用环氧树脂油漆涂覆在软磁材料的表面，最后将产品浸泡在由2％的单组份环氧树脂和98％丙酮配置的溶液中20分钟，然后用酒精冲洗干净，放入炉内180℃烘烤50分钟进行强化处理。

本发明的有益之处在于：

本发明工艺简单，突破了碳杂质的含量限制，可以制备低含氧量、低磁导率、低功耗的新型优质铁硅铝软磁材料，并且热处理时间短，温度低，节能环保。

具体实施方式

实施例1：

一种铁硅磁粉芯的制备工艺：

(1)磁粉芯原料配制：用真空感应炉冶炼，化学成份为：9.2％Si、5.0％Al，0.03％Ni,0.05％Cr，0.06％Mn，控制碳含量在0.015％，余为Fe，在真空中浇成铸锭，将合金铸锭粗破碎后进入球磨机磨粉成不同粒径的粉末，再进行纯氮气保护热处理；

(2)粉末制备：所述铁硅磁粉芯的粒度分布及配比为：