[发明专利]一种提高金属磁粉芯抗氧化性能的绝缘方法及其材料

说明书

本发明提供一种抗氧化性强的软磁复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：铁镍磁粉或者铁镍和铁硅铝混合金属磁粉；将纳米氧化物混合于有机溶剂中；将溶液配置加入到金属磁粉中，搅拌，加入有机包覆剂；或者在溶液中加入有机包覆剂后倒入金属磁粉中，搅拌；将）得到的金属磁粉加入磷酸溶液，向磁粉中加入脱模剂并混合均匀，制成待成型磁粉；压制成型、热处理制成半成品磁粉芯。

技术领域

本发明涉及金属软磁磁性材料及粉末冶金技术领域，具体是一种提高电阻率的绝缘技术及使用材料，可以用于提高金属磁粉芯材料绝缘性、强度、密度及其电气特性，包括其使用方法。

背景技术

金属软磁粉芯是由铁磁性的金属粉末经过绝缘处理，再与辅料介质均匀混合、压制而成的一种复合材料。金属软磁粉芯的饱和磁感应强度(Bs)比铁氧体类材料高，可满足器件小型化的需求，但其缺点是磁导率偏低，一般铁粉芯、铁硅铝及铁硅磁粉芯磁导率μ≤125u，FeNi磁粉芯磁导率μ≤160，FeNiMo磁粉芯有最高的磁导率(550u)，但是价格昂贵，市场份额小。对于高磁导率磁粉芯包覆量要非常少，但还要求磁粉表面均匀包覆一层绝缘物质，阻碍磁粉之间直接接触，避免过大涡流作用，这就对包覆材料以及包覆工艺提出了更高的要求。

金属磁粉芯的专利很多，但是高磁导率(μ＞125)的专利很少，中国专利文献(公告号CN103730224A)公开了“具有超高磁导率的铁基非晶磁粉芯的制备方法”，该发明将非晶带材退火、破碎，采用钝化剂、偶联剂、绝缘剂和粘结剂等对所述粉末进行绝缘处理和压制成型，所得磁粉芯低频下磁导率高(1kHz可达300多)，但是由于粉末粗，高频(50kHz以上)，涡流损耗大，应用范围有限。中国专利CN105063486A提出一种磁导率100的FeNi材料的制造方法，将90wt％～99wt％的FeNi和1wt％～10wt％的ZnCu粉末混合为粗粉，通过球磨机混合均匀得到预混合的FeNi复合材料，在粉末材料中加入绝缘介质和脱模剂，成型、热处理后，该发明制造的FeNi材料，100kHz下Q值＞20，但其磁导率仅是100±10％，对于一些高端应用并不满足。中国专利CN107578874A发明了一种磁导率达到200的FeNi磁粉芯制造方法，磁粉先以无机氧化物包覆、然后退火处理(防氧化保护气氛)，再用磷酸钝化、并加胶粘剂(水玻璃，硅酸钾或硅胶水)，最后混入脱模剂成型、做产品热处理；该发明制造的磁导率超过200，不过损耗偏高(100kHz下比正常值偏高20％)，50Oe时叠加特性也相对较差，过程也相对复杂。

发明内容

本发明目的在于提供一种绿色环保、生产成本低、磁性能好、稳定性高的金属软磁粉芯制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种抗氧化性强的软磁复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤1)铁镍磁粉或者铁镍和铁硅铝混合金属磁粉，粒径20～55μm的金属磁粉占比大于95％；

步骤2)将纳米氧化物混合于有机溶剂中，溶质与溶剂重量比为1:10～1:4；

将溶液配置加入到金属磁粉中，搅拌，加入有机包覆剂；或者在溶液中加入有机包覆剂后倒入金属磁粉中，搅拌；

其中，纳米氧化物加入量为金属磁粉质量0.1％～0.5％，有机包覆剂占比为金属磁粉质量的0.3～1.0％；持续搅拌，待粉末干燥后备用；有机包覆剂可以改善纳米氧化物和磁粉之间的粘附效果，使得纳米氧化物均匀涂敷于磁粉表面；提高磁粉抗氧化性；

步骤3)配置磷酸溶液，以水或者乙醇为溶剂，磷酸与溶剂质量比例为1：5～1：2；在步骤2)得到的金属磁粉加入磷酸溶液，搅拌均匀、反应5min～30min形成磁粉浆料，将浆料加热到40℃～80℃保温并不断搅拌直至磁粉浆料干燥，所述的磷酸溶液中磷酸的重量为磁粉重量0.5-2.5％；以控制绝缘层厚度0.4um～2um为优；