[发明专利]一种软磁粉末及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性材料领域，尤其涉及一种软磁粉末及其制备方法。

背景技术

随着电子信息产业的高速发展，我国已成为世界上各种电子元器件最大的生产和供应基地，这也带动了对铁硅铝软磁材料需求量的飞速增长。铁硅铝软磁粉末属于国家重点扶持的新材料产业，属于金属软磁类功能材料，该材料具有高饱和磁通密度、高的有效磁导率、损耗小、磁性能稳定性好等优点，适应了电子元器件向节能化，小型化，大电流，高频化发展的技术趋势。我国对铁硅铝软磁的研究起步较晚，国内的铁硅铝软磁粉末生产企业由于生产技术的限制，生产的粉末功耗大，直流叠加性能不佳，矫顽力、磁通密度等重要磁性能差，并且压制成型不好，因此国内的铁硅铝合金粉末80%以上依靠进口。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种软磁粉末及其制备方法，不仅可以生产出质量优异的软磁粉末，并且还具有有效降低生产成本的优点。

本发明的技术方案：一种软磁粉末，其特征在于，按重量百分比包括下列组分：硅10-15%、铝8-10%、铬1-1.5%，其余为铁。

前述的一种软磁粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

①合金冶炼：原材料依次加入铁，铬，硅，铝，先溶解铁粉，待铁粉完全溶解后，加入铬，搅拌混合，待铬溶解完全后，再加入硅，硅完全溶解后，用除渣剂清理表面的杂质，然后再加入铝，待其完全熔解后，在中频炉中保温10分钟；

②雾化急淬：将溶解充分的合金溶液保温之后，从炉内倾倒出来，先倒入高温耐火材料制成的汤路中，汤路中央有一个直径为2公分的圆孔，然后铁硅铝合金溶液从汤路中央的圆孔内垂直流出，通过位于汤路圆孔的正下方的高压水帘，合金溶液被冲击成直径为2-3cm的块状后急剧冷却；

③球磨：将上述铁硅铝合金干燥后，加入球磨机进行球磨，加入重量3-5%分散剂，球磨时间为2-3小时，然后出料；

④对粉料用筛分机进行粒度配比；

⑤热处理：热处理包括加热、保温和冷却三个阶段，加热阶段分为3个温区，温度分别700℃、800℃、900℃，升温速度为200℃/h；保温阶段分3个温区，3个温区温度为930-950℃；冷却阶段采用循环水加速冷却速度，冷却速度为8-12℃/min。

前述的一种软磁粉末的制备方法，步骤②中，所述冷却速度为500～700℃/s。

前述的一种软磁粉末的制备方法，步骤③中，所述分散剂是十二烷基苯磺酸，聚乙二醇，硅烷偶联剂和正己烷的混合物。

前述的一种软磁粉末的制备方法，步骤③中，所述球磨的配比是球:料:水（wt）=(1.5～2.0):1:(1.0～1.5)。

前述的一种软磁粉末的制备方法，步骤③中，所述球磨介质为柱形钢锻。

前述的一种软磁粉末的制备方法，步骤⑤中，所述热处理用氮气作为保护气体。

与现有技术相比，本发明在冶炼过程中合理调整铁硅铝合金成份比例，并添加0.5%～1%的铬, 降低粉末矫顽力，提高产品的磁导率。同时使用中性的炉衬耐火材料，改善熔炼工艺，提高粉末磁性能。

本发明采用高压冷水冲击的独特金属液体冷却方法，以500～700℃/s的冷却速度下冷却，使金属液体冷却过程中形成独特的晶体结构。金属液体快速冷却技术的应用，得到原子排列组合上具有短程有序，长程无序特点的类似于非晶合金组织的金相组织，这种合金具有许多独特性能特点，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高硬度、高强度、高电阻率等，使产品性能有大幅提高。另外，采用水雾化急淬技术后，不但克服了以上缺点，而且避免了机械法繁琐的多次破碎工序，所以也降低了成本。

采用柱形钢锻作为球磨介质，这样使得我们制造出来的粉末形状呈扁平薄片状的，扁平薄片状的粉末由于其厚度方向上的尺寸小于材料的趋肤深度，可以有效减小高频下的涡流损耗，有利于拓宽材料的高频应用范围。球磨方式、球料比、球磨机转速以及球磨时间等工艺参数对球磨粉的扁平化程度都会有很大程度的影响，其中影响最大的为球磨时间。热处理也会对其微观结构造成影响，Cr的添加也会改变铁硅铝合金的内禀特性，从而影响材料的加工性。