[发明专利]一种铁基非晶磁粉芯的制备方法

说明书

技术领域

本发明一种变压器铁芯热处理工艺，特别涉及一种铁基非晶磁粉芯的制备方法。

背景技术

非晶和纳米晶合金在大功率逆变电源中的应用不断增长，由于节约能源的需要和环保要求的不断提高，市场迫切需要提供性能更好、损耗更低的大功率逆变电源磁芯。铁的铁磁性金属粉末等填充模具、在加压下模制而形成的压粉磁芯作为良好的发动机用铁芯材料成为一种可行的备择物。

压粉磁芯的绝缘性能必须足够高。当磁场随时间变化时，正象电动机内的情况那样，众所周知在铁芯内产生电动势，铁芯的绝缘性能差，则电动势产生涡流，其导致铁芯过热。因此，为增加压粉磁芯自身的绝缘性能，在铁粉表面被覆有绝缘物质。

而压粉磁芯的磁通密度随压粉磁芯压缩成形制品的密度增加而增加，现有技术中存在用于增加压粉磁芯的磁通密度的方法，但都存在效果不理想的技术问题。

总之，现有技术中铁芯通用的热处理方法均存在各种技术缺陷，本发明提出一种铁基非晶磁粉芯的制备方法，以克服上述缺陷。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的具体技术方案是：一种铁基非晶磁粉芯的制备方法，包括如下步骤：1)初级金属合金粉末的制备；以纯铁、铬、钴、氢氧化铝为原料，按质量分数分别为55％，10％，10％、25％配制并熔炼而成的合金，然后机械切割打磨成直径为0.3-0.5mm的小球，得到金属合金粉末；2)强化型铁基混合粉末制备：将步骤1)得到的所述的金属合金粉末与Nd-B粉末混合，所述的混合在球磨机中进行，所述的球磨机有冷却夹套围绕，在所述的混合过程中保持220-240℃，并处于抽空或氩气惰性气氛中，混合球磨时间3-5h，所述的Nd-B粉末是有Nd和B按照1∶1的质量比进行的掺合并于180-200℃下煅烧2-3h，并磨碎而得到的Nd-B粉末，经过金属合金粉末与Nd-B粉末混合高温球磨得到粒径为30-50微米的强化型铁基混合粉末；3)加磁场：将步骤2)得到的强化型铁基混合粉末填充于石英管中，在所述的石英管外周缠绕布满电磁线圈，控制电磁线圈在50-100匝形成纵向磁场，所述线圈内部通过3V100A～5V100A的直流电的铜线产生磁场；4)还原热处理：对步骤3)中的石英管在惰性气氛下加热还原，具体为在900-950℃，对强化型铁基混合粉末进行还原热处理，所述热处理时间为2-4h；5)晶化处理：将步骤4)得到的还原热处理后的铁基混合粉末经过降温和机械粉碎后于微波烧结炉内进行晶化处理，微波烧结炉内晶化处理的温度为200-220℃，晶化处理时间为60min-100min；6)表面处理：在铁心表面涂布环氧树脂与硬脂酸锌的混合物膜，其中环氧树脂与硬脂酸锌的质量之比为5-7∶1。

优选，优选步骤1)中机械切割打磨成直径为0.4mm的小球。

优选步骤2)中在所述的混合过程中保持230℃，并处于抽空或氩气惰性气氛中，混合球磨时间4h，所述的Nd-B粉末是有Nd和B按照1∶1的质量比进行的掺合并于180℃下煅烧2h，并磨碎而得到的Nd-B粉末，经过金属合金粉末与Nd-B粉末混合高温球磨得到粒径为40微米的强化型铁基混合粉末。

优选步骤3)控制电磁线圈在80匝形成纵向磁场，所述线圈内部通过3V100A～5V100A的直流电的铜线产生磁场。

优选步骤4)中，在900℃，对强化型铁基混合粉末进行还原热处理，所述热处理时间为3h。

优选步骤5)中，微波烧结炉内晶化处理的温度为200℃，晶化处理时间为100min。

优选步骤6)中，环氧树脂与硬脂酸锌的质量之比为5∶1。

本发明还提供一种上述的方法得到的铁基非晶磁粉芯，用于大功率电源变压器、开关电源中的变压器、扼流圈、平波电抗以及漏电开关铁芯。

优选，本发明的磁导率μ为28000～29000，损耗值P_5/20K为12～14w/kg，剩磁比Br/Bs为0.13～0.17。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进行进一步的详细描述。

实施例1