[发明专利]一种金属软磁铁硅铝合金粉末及其制备方法

说明书

本发明涉及一种金属软磁铁硅铝合金粉末的制备方法，属于金属软磁材料制造技术领域。以炉料纯铁方坯、块状金属硅、纯铝锭为原料，按照比例进行配料称重；采用非真空中频感应炉感应熔炼获得所需成分的合金钢液，经浇铸后获得合金铸锭；合金锭子经破碎后获得粒径5mm以下的颗粒料；再经粉碎球磨工艺获得180目的细粉；最后经氮气气氛下800‑850℃退火，并混匀后获得铁硅铝合金粉末。该方法制备得到的铁硅铝合金粉末粒度分布较窄且可调，粉末形貌呈规则的多边形，尖角很少，有利于保证绝缘包覆的效果，经成型压制及烧结后的铁硅铝磁粉芯综合磁性能优良。

技术领域

本发明属于金属软磁材料的制备技术领域，涉及一种金属软磁铁硅铝合金粉末及其制备方法。

背景技术

由于金属软磁材料具有磁电转换及储能滤波的特殊功能而被广泛使用在太阳能发电、风力发电、大功率照明电源、大型电动汽车快速充电器以及工业控制设备的各种电路设计中。用于制作合金磁粉芯的铁镍、铁镍钼磁粉芯价格高，而铁硅铝磁粉芯作为一种新型电子器件用磁性材料，具有高饱和磁感应强度、高的交直流叠加特性及良好的温度稳定性、低损耗、低成本，适合电子器件的高频化、大功率、小型化及抗电磁干扰的要求，市场应用范围不断扩大，受到电子行业极大的关注。铁硅铝合金的成分是硅8-10％，铝5-7％，余量是铁，但由于铁硅铝合金硬而脆，不能轧制成带材，也不能制成非晶材料进行应用，因此需要将合金先制成粉末，再将粉末模压成所需的磁器件。

目前，金属合金粉末的制备方法包括气雾化法、破碎法等。气雾化法制备的合金粉末球形度好，氧含量低，但设备昂贵，制造成本高，且产能有限，机械破碎法适合规模生产，根据是否包含砂磨工艺，可以分为湿法破碎和干式破碎。

经检索，中国专利CN201610393465.7公开了一种铁硅铝合金粉末的制造工艺，制造步骤包括：A、各原料分别称重配料；B、坩埚预热；C、加铁和硅，铁硅全部熔化后加铝，铝熔化后再加硅钙合金，沸腾后冷却成铁硅铝合金块；D、将合金块破碎成0.1-0.8cm²的合金料；E、环磨成小于60目的粉料；F、加入乙醇湿磨1-30小时，得到粉料固体；G、在30-80℃下敞开烘烤1-2小时，再筛分；H、将筛分的粉料放入有保护气体的退火窑炉中进行850-890℃退火热处理1-2.5小时。虽然得到的铁硅铝合金粉料粒度分布均匀合理，但是颗粒形貌在显微镜下呈现不规则多边形且具有棱角，在压制时极容易刺穿绝缘包覆层，从而影响磁粉芯的性能。

中国专利CN201110240406.3公开了一种铁硅铝软磁粉的制造工艺：将原料按重量比称重配料：将配好的原料分别加入熔炼炉熔化成合金钢水：将钢水浇铸成钢坯：将钢坯经破碎装置破碎成粒径小于10mm的物料：将物料加入粉碎装置加工成粒径小于1mm的物料：将物料加入球磨机磨成大于100目的细粉末：将粉末在60～350℃温度下热处理：将粉末筛分，合格粒径的粉末置于远火炉中进行500～1000℃返火热处理。但是制得的铁硅铝粉末粒度主要分布-100目-400目之间，粒度粗且分布广，制得的磁粉芯难以获得较高的压密性，限制了铁硅铝粉末的应用领域。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有FeSiAl合金粉末呈现不规则多边形且具有棱角，在压制时极容易刺穿绝缘包覆层，以及铁硅铝合金粉末粒度分布广，容易发生偏析现象，使得磁粉芯难以获得较高的压密性的问题，本发明提供了一种金属软磁铁硅铝合金粉末及其制备方法，制备得到的铁硅铝合金粉末粒度分布较窄且可调，粉末形貌呈规则的多边形，尖角很少，有利于保证绝缘包覆的效果，经成型压制及烧结后的铁硅铝磁粉芯综合磁性能优良。

2.技术方案

一种金属软磁铁硅铝合金粉末的制备方法，该方法的步骤包括：

步骤S101、配料工序：将各原材料分别称重配料，各原料的重量百分比为：铁84-86％、硅9-10％、铝5-6％；

步骤S102、熔炼工序：将原料铁、硅、铝熔化得到合金钢液；