专利名称：高磁导率FeSiAL磁粉芯的制造方法
技术领域：
本发明属于磁性物体的制造方法-特别是由铁硅铝合金粉末模压成型的高磁导率FeSiAL磁粉芯的制造方法。这种铁硅铝磁粉芯主要适用于制作开关电源上的电感铁芯和滤波电感铁芯。
背景技术：
电子工业的发展，各种开关电源大量的应用，要求在频率10kHZ～200kHz具有高磁导率，低损耗，良好的交直流叠加性能的磁粉芯制作电感的铁芯，一般铁硅铝合金制成的铁芯也称合金磁粉芯，其相对磁导率最高为μe125。
日本专利特开2000～30925提供磁导率大，磁芯损耗小，机械强度优良的压粉磁芯的方法，其特点是雾化粉末的长短轴比1～3.5，硅酮树脂粘接，模压成形后热处理及液体树脂含浸处理提高机械强度。实例的磁导率(100kHz)最高为125。特开平9～125108提供的损失小的铁硅铝磁粉芯用粉末的制造方法，采用不活性气氛保护熔炼，水雾化制取的粉末制成的磁芯，其磁导率为125。
发明内容
本发明是提供一种高磁导率FeSiAL磁粉芯的制造方法。
包括如下步骤1)采用真空感应炉冶炼FeSiAL合金扁锭，以质量百分比计，合金扁锭的化学组成是Si9.3～10.0％，Al5.5～6.3％，Nb0.4～0.8％，C≤0.02％，O≤0.01％，其余为Fe；2)将上述合金扁锭经过机械破碎、在氢气气氛热处理炉内退火处理，退火温度为900℃～1100℃，退火时间为1～4小时，得到合金粉末，合金粉末的粒度分布为-120目～+200目，占35±5％，-200目～+300目，占45±5％，-300目占15±5％；3)将上述合金粉末添加质量百分比为0.1％～0.4％的云母粉、0.5％～1.0％环氧树脂类粘接剂、0.5％～1.0％硬脂酸类脱膜剂进行处理，模压成型，模压压力为19～24t/cm2；4)将上述成型制品放入氮气或氩气保护气氛热处理炉中，在700℃～800℃下进行热处理，得到高磁导率FeSiAL磁粉芯，热处理时间为0.5～1.5小时。
所述的退火温度为950℃～1050℃，退火时间为2～3小时。
本发明制造出磁导率为147的铁硅铝磁粉芯，可以缩小磁粉芯的体积，节省漆包线。由于在合金中添加少量铌，使合金的内电阻比标准成份的FeSiAL(9.5％Si～5.6％Al余为Fe)高，可达90～100微欧·厘米，有利于降低高频使用时的铁芯损耗。选用的粉末粒度分布，经过模压时，可以提高压制品的比重，这样达到提高磁导率的目的。在交流100kHz叠加直流偏磁场H＝20Oe时的磁导率为初始磁导率的70％以上，具有低的磁芯损耗，在频率50kHz，Bm＝500Gs时损耗≤85mw/cm3。
具体实施例方式
本发明采用真空感应炉冶炼FeSiAL合金，其合金的化学组成是Si9.3～10.0％，Al5.5～6.3％，Nb0.4～0.8％，C≤0.02％，O≤0.01％，余为Fe(以上均为质量百分数)，经机械破碎成粉末，退火处理后，选用粒度分布-120目～+200目，占35±5％，-200目～+300目，占45±5％，-300目占15±5％，经过绝缘处理后，添加环氧树脂类粘接剂，脱模剂后模压成型，使用的压力为19～24t/cm2，模压成型的制品在还原气氛或保护气氛的热处理炉经700～800℃保温0.5～1.5小时热处理，再经液态树脂含浸处理和表面喷涂即成高磁导率FeSiAL磁粉芯。
实施例1将工业纯铁、结晶硅、纯铝、铌铁投入真空感应炉内冶炼，真空度为10-2mmHg，浇铸成扁锭，化学组成是Si9.32％，Al6.23％，Nb0.78％，C≤0.014％余为Fe，用机械方法将扁锭破碎成小于120目的合金粉末，将此粉末置入具有氢气气氛的热处理炉，在1000℃的温度条件下保温2小时进行退火处理，将处理后的合金粉末进行筛分，按-120目～+200目占40％，-200目～+300目占40％，-300目占20％的粒度分布进行绝缘处理，添加粘结剂和脱膜剂(硬脂酸类)约1.5％，用21t/cm2的压力压制，其模具规格为外径Φ16.64mm，内径Φ10.16mm，按每只5.0g质量压成高为6.35mm，将压制品放入保护气氛热处理炉中在700℃保温50分钟进行热处理，随后在液体环氧树脂溶液中含浸处理并烘干，再进行表面喷涂环氧树脂油漆即为制成品。其磁性能参数如表1表1
实施例2
制造工艺流程同实施例1，冶炼合金化学组成为Si9.89％，Al5.56％，Nb0.44％，C0.012％，O0.011％，N0.008％，余为Fe，破碎成合金粉末，经退火处理后按下述粒度分布-120目～+200目占30％，-200目～+300目占40％，-300目占30％经绝缘处理，添加粘结剂和脱膜剂后，用19t/cm2的压力压成，外径Φ12.70mm，内径Φ7.20mm，高为5mm的环状样品，经720℃保温60分钟进行热处理，其后工艺同实施例1。其磁性能参数如表2表2
施例3制造工艺流程同实施例1，冶炼合金化学组成为Si9.62％，Al6.04％，Nb0.56％，C0.013％，O0.012％N0.006％，余为Fe.。破碎成合金粉末，经退火处理后按下述粒度分布-120目～+200目占35％，-200目～+300目占50％，-300目占15％，经绝缘处理，添加粘结剂、脱膜剂后，用20t/cm2的压力压制外径Φ26.90mm，内径Φ14.7mm，高为11.10mm的环状样品，经740℃保温60分钟进行热处理，后道工序同实施例1。其磁性能参数如表3表3
实施例41)采用真空感应炉冶炼FeSiAL合金扁锭，以质量百分比计，合金扁锭的化学组成是Si9.3％，Al5.5％，Nb0.4％，C≤0.02％，O≤0.01％，其余为Fe；2)将上述合金扁锭经过机械破碎、在氢气气氛热处理炉内退火处理，退火温度为900℃，退火时间为4小时，得到合金粉末，合金粉末的粒度分布为-120目～+200目，占30％，-200目～+300目，占50％，-300目占20％；3)将上述合金粉末添加质量百分比为0.1％的云母粉、0.5％环氧树脂类粘接剂、0.5％硬脂酸类脱膜剂进行处理，模压成型，得到成型制品，模压压力为19t/cm2；4)将上述成型制品放入氮气保护气氛热处理炉中，在700℃℃下进行热处理，得到高磁导率FeSiAL磁粉芯，热处理时间为0.5小时。
实施例51)采用真空感应炉冶炼FeSiAL合金扁锭，以质量百分比计，合金扁锭的化学组成是Si10.0％，Al6.3％，Nb0.8％，C≤0.02％，O≤0.01％，其余为Fe；2)将上述合金扁锭经过机械破碎、在氢气气氛热处理炉内退火处理，退火温度为1100℃，退火时间为1小时，得到合金粉末，合金粉末的粒度分布为-120目～+200目，占40％，-200目～+300目，占40％，-300目占20％；3)将上述合金粉末添加质量百分比为0.4％的云母粉、1.0％环氧树脂类粘接剂、1.0％硬脂酸类脱膜剂进行处理，模压成型，得到成型制品，模压压力为24t/cm2；4)将上述成型制品放入氩气保护气氛热处理炉中，在800℃下进行热处理，得到高磁导率FeSiAL磁粉芯，热处理时间为1.5小时。
权利要求
1.一种高磁导率FeSiAL磁粉芯的制造方法，其特征在于包括如下步骤1)采用真空感应炉冶炼FeSiAL合金扁锭，以质量百分比计，合金扁锭的化学组成是Si9.3～10.0％，Al5.5～6.3％，Nb0.4～0.8％，C≤0.02％，O≤0.01％，其余为Fe；2)将上述合金扁锭经过机械破碎、在氢气气氛热处理炉内退火处理，退火温度为900℃～1100℃，退火时间为1～4小时，得到合金粉末，合金粉末的粒度分布为-120目～+200目，占35±5％，-200目～+300目，占45±5％，-300目占15±5％；3)将上述合金粉末添加质量百分比为0.1％～0.4％的云母粉、0.5％～1.0％环氧树脂类粘接剂、0.5％～1.0％硬脂酸类脱膜剂进行处理，模压成型，得到成型制品，模压压力为19～24t/cm2；4)将上述成型制品放入氮气或氩气保护气氛热处理炉中，在700℃～800℃下进行热处理，得到高磁导率FeSiAL磁粉芯，热处理时间为0.5～1.5小时。
2.根据权利要求1所述的一种高磁导率FeSiAL磁粉芯的制造方法，其特征在于所述的退火温度为950℃～1050℃，退火时间为2～3小时。
全文摘要
本发明公开了一种高磁导率FeSiAL磁粉芯的制造方法。包括如下步骤1)采用真空感应炉冶炼FeSiAL合金扁锭；2)将上述合金扁锭经过机械破碎、在氢气气氛热处理炉内退火处理，得到合金粉末；3)将上述合金粉末添加云母粉、环氧树脂类粘接剂、硬脂酸类脱膜剂进行处理，模压成型；4)将上述成型制品放入氮气或氩气保护气氛热处理炉中进行热处理，得到高磁导率FeSiAL磁粉芯。本发明制造出磁导率为147的铁硅铝磁粉芯，可以缩小磁粉芯的体积，节省漆包线。在交流100kHz叠加直流偏磁场H＝20Oe时的磁导率为初始磁导率的70％以上，具有低的磁芯损耗，在频率50kHz，Bm＝500Gs时损耗≤85mw/cm
文档编号B22F9/00GK101090019SQ20071006824
公开日2007年12月19日 申请日期2007年4月26日 优先权日2007年4月26日
发明者沈执中, 刘志文, 孙振兴 申请人:王忠强