[发明专利]一种高频低损耗铁基合金磁粉及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高频低损耗铁基合金磁粉及制造方法，属于金属软磁材料领域。

背景技术

高频低损耗铁基合金磁粉包括纯铁、硅钢到坡莫合金；目前金属软材料研究的对象是具有高饱和磁感应强度、高磁导率、高频性能好及低损耗的软磁材料，即三高一低的软磁材料，但是难以实现。金属软磁合金不仅微观结构新颖、不同于晶态和非晶态，而且具有综合的优异软磁特性、即具有较高饱和磁感应强度、高磁导率、低损耗等；与此同时，该合金还具有生产工艺简单、成本低、无污染等特点。现代电子技术向高频、高效、大功率、小型、节能方向发展，对软磁材料提出了越来越高标准的要求。

CN201410240263.X公开了一种铁硅铝磁粉芯，所述铁硅铝磁粉芯使用的磁粉按重量百分数包括如下组分：Si，9％～10％；Al，5％～6％；Fe，余量；根据上述磁粉配比，按照以下步骤制备得到铁硅铝磁粉芯：S1：粉末预退火；S2：筛分；S3：钝化处理；S4：绝缘。

CN 201210055484公开的一种铁硅铝磁心的制备方法，将铁硅铝磁粉心粉料经酸处理然后干压成型，使得粉料更易于成型，提高产品密度，同时还可以使其经热处理后能够达到高磁导率。

CN 201310613164公开了一种铁硅铝材料及μ173铁硅铝磁粉芯的制造方法，其具体方法为，a、合金熔炼：熔炼温度为1400℃以上，合金熔化时间在50分钟以上；b、制粉：合金熔炼好后直接进行氮气喷雾制粉；c、粉末还原：釆用氮气还原；d、粉料钝化：在铁硅铝粉末。

CN201410294652一种铁硅铝软磁合金，所述的铁硅铝软磁合金由铁、硅、铝、镍、钒以及锆六种成分组合而成，所述的铁硅铝软磁合金中各成分所占重量百分比分别为：所述的铁占71.1％-78.4％，所述的硅占9.2％-10.3％，所述的铝占5.4％-6.3％、所述的镍占1.8％-4.2％，所述的钒占1.7％-2.6％，所述的锆占3.5％-5.5％。提供一种高硬度、高强度、工艺性好、可塑性高、抗氧化性好、耐蚀性好、耐磨性好、耐高温的铁硅铝软磁合金。但锆占3.5％-5.5％成本较高，会影响到高频性能。

发明内容

本发明的目的是，为解决上述技术问题，提供一种高频低损耗铁基合金磁粉及其制造方法。

本发明的技术方案是：一种高频低损耗铁基合金磁粉及其制造方法，这种粉末是磁性粉末，合金的成分质量的组成关系为，Si:4.5％-9％，Al:2％-4％，Ni：3-5％，Cr、Mn、Ca等均在0.3-1％，余者为铁和熔炼过程中带入的杂质。合金中Si、Al和Ni的总和必须在10％-15％范围内。

本发明的制备方法是，粉末合金的各成分质量如上述配比，用(真空)气雾化法制成，粉末合金的粉末形貌必须是球形的，其粒径在1微米-50微米之间，粉末的氧含量必须小于500PPM。这种粉末在做成磁性元件前要进行表面包覆处理，包覆的材料是无机材料，其粒径在0.1-10微米之间，是Al₂O₃、SiO₂、CaCO₃、ZnO、Na₂O和TiO₂中的一种或几种之和，添加总和不超过磁粉的3％。

通常作为微量元素添加入铁硅铝镍软磁粉末的金属元素为Cr、Mn、Ca等均在0.3-1％改善了材料的塑性，可以提高粉末的成型性。

本发明的另一个目的是提供上述铁硅铝镍软磁粉末的制造方法。

铁硅铝软磁粉末的制造方法，包括以下步骤：铁铝合金、铁粉、硅粉和Ni：3-5％，Cr、Mn、Ca粉冶炼成合金；(真空)气雾化法制成粉末。

合金粉末进行热处理，热处理包括加热、保温和冷却三个阶段，所述三个阶段均在以氮气为保护气体的条件下进行，保温阶段的温度控制为900～950℃，冷却阶段以≥10℃/min的冷却速度冷却至室温。

热处理是磁性材料制备的常用手段，通过热处理不仅可以去掉磁性合金粉末的内应力，还能改善它的磁性。热处理时的温度通常以该材料的居里点为温度界限，居里点也称居里温度或磁性转变点，是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度，即铁电体从铁电相转变成顺电相引的相变温度。低于居里点温度时该物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里点温度时,该物质成为顺磁体，热处理时通常要将磁性材料温度提高到居里温度以上，并在此温度保持一定时间，使内外温度一致，以使显微组织完全转变成顺磁体。