專利名稱：一種FeSiAl材料磁心及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軟磁材料領(lǐng)域中金屬磁粉心產(chǎn)品，具體地說涉及一種FeSiAl材料磁心。
本發(fā)明還涉及上述材料磁心的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品開關(guān)電源向高頻、高功率、小型化的發(fā)展，特別是節(jié)能化方向的發(fā)展，對(duì)磁性材料的偏流和鐵損特性要求越來越高。由于FeSiAl類金屬磁粉心產(chǎn)品鐵損比純鐵粉心低75％以上，性價(jià)比高于FeNiMo類、FeNi50類等其他金屬磁粉心產(chǎn)品，因此FeSiAl類金屬磁粉心產(chǎn)品正逐漸得到廣泛應(yīng)用。
低能耗的電子元器件產(chǎn)品正越來越適應(yīng)現(xiàn)代電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于FeSiAl類金屬磁粉心產(chǎn)品，需要高的磁導(dǎo)率減少繞線銅損，需要高的直流偏磁特性承載較大直流電流，需要較低的鐵損來適應(yīng)高頻率工作條件和減少發(fā)熱損失。因此，高偏流低鐵損FeSiAl材料磁心的開發(fā)將會(huì)具有巨大的市場(chǎng)應(yīng)用空間。例如，目前這種FeSiAl材料磁心已經(jīng)在大尺寸平板電視開關(guān)電源PFC電感逐漸得到了應(yīng)用。
中國(guó)專利公開號(hào)CN 1516204A所述FeSiAl類金屬磁粉心產(chǎn)品制造步驟為FeSiAl合金冶煉—合金鑄錠破碎—熱處理—細(xì)破碎成粉末—退火處理—粒度配比—鈍化處理—向合金內(nèi)添加絕緣劑、粘接劑、脫模劑—模壓成型—熱處理—表面涂層。該制粉工藝較為復(fù)雜，向合金內(nèi)添加絕緣劑、粘接劑、脫模劑量較大，一般占粉末重量的0.8％～6％以上，產(chǎn)品的磁滯損耗較大。
日本專利特開平9-74011，特開平9-125108，特開平6-342714，特開平11-260618，特開平3-46521分別采用水霧化、氣霧化粉末，在粉末中分別添加水玻璃、硅酮樹脂、聚乙烯醇聚丁醛樹脂等，其鐵損在f＝25KHz，Bm＝0.1T時(shí)Pcv≥500mw/cm3，磁導(dǎo)率一般小于100。
上述各專利，主要從在合金內(nèi)添加絕緣劑、粘接劑、潤(rùn)滑劑等方面解決FeSiAl類材料生產(chǎn)工藝問題，但涉及工藝角度范圍小，限制了對(duì)FeSiAl類材料產(chǎn)品性能的全面提高，包括磁導(dǎo)率、直流偏磁特性、鐵損等性能的整體提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種FeSiAl材料磁心。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種制備上述材料磁心的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的FeSiAl材料磁心，其偏流特性在H＝20Oe時(shí)的磁導(dǎo)率μ20≥65％μ0，其鐵損Pcv在f＝50KHz，Bm＝0.1T時(shí)Pcv≤350mw/cm3，材料磁導(dǎo)率達(dá)到125。
本發(fā)明提供的制備上述材料磁心的方法，其主要步驟為A)采用常規(guī)方法冶煉FeSiAl合金錠材，錠材為板形，厚度為0.001-120mm，破碎制成粉末；B)將步驟A的FeSiAl合金粉末于700～1000℃，空氣、氮?dú)狻錃?、真空或氮?dú)浠旌蠚夥罩羞M(jìn)行退火處理；C)將步驟B經(jīng)退火處理的FeSiAl合金粉末中加入絕緣劑、粘接劑和潤(rùn)滑劑；絕緣劑的加入量為FeSiAl合金粉末重量的0.1～1％，粘接劑的加入量為FeSiAl合金粉末重量的0.1～0.8％，潤(rùn)滑劑的加入量為FeSiAl合金粉末重量的0.1～0.8％；D)將步驟C的產(chǎn)物壓制成型，于500～900℃，空氣、氫氣或氮?dú)浠旌蠚夥罩羞M(jìn)行退火處理，得目標(biāo)產(chǎn)物。
所述的方法，其步驟A中的FeSiAl合金粒度為-80目，其中-400目粒度的粉末占總重量的15～75％。
所述的方法，其步驟C中加入的絕緣劑為高性能云母粉、高嶺土或兩者任意比例的混合物；粘接劑為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、硅銅樹脂，或環(huán)氧樹脂和硅銅樹脂的混合物；潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅或硬脂酸鋰。
所述的方法，其中加入的絕緣劑、粘接劑、潤(rùn)滑劑采用酒精或丙酮以及酒精和二甲苯的混合物作為稀釋劑。
本發(fā)明與公知技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn)1)粉末易于壓制，成型密度較高，能顯著提高磁導(dǎo)率和直流偏磁特性。
2)粉末添加絕緣劑、粘接劑、脫模劑等量較少，大大降低了磁滯損耗。
3)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易大批量生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
以下是本發(fā)明的具體實(shí)例實(shí)施例一采用空氣冶煉，澆注成板材，該板材的厚度沒有嚴(yán)格限定，一般為0.001mm～120mm。將該板材破碎、磨粉，粉末過-80目篩，其中-400目粒度的粉末控制在占總重量比15％～55％之間。粉末進(jìn)行熱處理，溫度控制在700～1000℃，熱處理時(shí)的氣氛可以為空氣、氮?dú)?、氫氣、真空或氮?dú)浠旌蠚夥?。然后在粉末中添加絕緣劑，絕緣劑占FeSiAl合金粉末的重量百分比含量為0.1％，添加粘接劑占FeSiAl合金粉末的重量百分比含量為0.8％，添加潤(rùn)滑劑占FeSiAl合金粉末的重量百分比含量為0.1％。上述添加劑中，絕緣劑可以采用高性能云母粉、高嶺土或兩者的混合物；粘接劑可以采用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、硅銅樹脂中的一種，或環(huán)氧樹脂和硅銅樹脂的混合物；潤(rùn)滑劑可以采用硬脂酸鋅或硬脂酸鋰。攪拌均勻，壓制成型，其形狀可以是圓環(huán)，如外徑為33.0mm，內(nèi)徑19.9mm，高度為10.7mm的圓環(huán)，將該成型材料在500～900℃下進(jìn)行熱處理，熱處理的氣氛可以是空氣或氫氣氣氛，時(shí)間不低于半小時(shí)。
本實(shí)施例制備的磁心性能如表1。
表1 實(shí)施例二在實(shí)施例一的粉末中加入的各種添加劑，其中絕緣劑占FeSiAl合金粉末的重量百分比含量為1％，粘接劑占FeSiAl合金粉末的重量百分比含量為0.1％，潤(rùn)滑劑占FeSiAl合金粉末的重量百分比含量為0.8％。其余條件同實(shí)施例一。本實(shí)施例制備的磁心性能如表2。
表2 實(shí)施例三按實(shí)施例一的工藝步驟。將壓制成型的圓環(huán)，于氮?dú)浠旌蠚夥罩羞M(jìn)行熱處理，時(shí)間不低于半小時(shí)。其性能如表3。
表3 實(shí)施例四按實(shí)施例二的工藝步驟。將壓制成型的圓環(huán)，于氮?dú)浠旌蠚夥罩羞M(jìn)行熱處理，時(shí)間不低于半小時(shí)。其性能如表4。
表4 實(shí)施例五按實(shí)施例一的工藝步驟。-400目粒度的粉末所占重量比為75％，將壓制成型的圓環(huán)，于氮?dú)浠旌蠚夥罩羞M(jìn)行熱處理，時(shí)間不低于半小時(shí)。其性能如表5。
表5 實(shí)施例六按實(shí)施例二的工藝步驟。-400目粒度的粉末所占重量比為15％，將壓制成型的圓環(huán)，于氮?dú)浠旌蠚夥盏臒Y(jié)爐中處理，時(shí)間不低于半小時(shí)。其性能如表6。
表6
權(quán)利要求
1.一種FeSiAl材料磁心，其偏流特性在H＝20Oe時(shí)的磁導(dǎo)率μ20≥65％μ0，其鐵損Pcv在f＝50KHz，Bm＝0.1T時(shí)Pcv≤350mw/cm3，材料磁導(dǎo)率達(dá)到125。
2.制備權(quán)利要求1所述材料磁心的方法，其主要步驟為A)采用常規(guī)方法冶煉FeSiAl合金錠材，錠材為板形，厚度為0.001-120mm，破碎制成粉末；B)將步驟A的FeSiAl合金粉末于700～1000℃，空氣、氮?dú)?、氫氣、真空或氮?dú)浠旌蠚夥罩羞M(jìn)行退火處理；C)將步驟B經(jīng)退火處理的FeSiAl合金粉末中加入絕緣劑、粘接劑和潤(rùn)滑劑；絕緣劑的加入量為FeSiAl合金粉末重量的0.1～0.8％，粘接劑的加入量為FeSiAl合金粉末重量的0.1～1％，潤(rùn)滑劑的加入量為FeSiAl合金粉末重量的0.1～1％；D)將步驟C的產(chǎn)物壓制成型，于500～900℃，空氣、氫氣或氮?dú)浠旌蠚夥罩羞M(jìn)行退火處理，得目標(biāo)產(chǎn)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟A中的FeSiAl合金粒度為-80目，其中-400目粒度的粉末占總重量的15～75％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟C中加入的絕緣劑為云母粉、高嶺土或兩者的混合物；粘接劑為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、硅銅樹脂，或環(huán)氧樹脂和硅銅樹脂的混合物；潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅或硬脂酸鋰。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的方法，其特征在于，加入的絕緣劑、粘接劑、潤(rùn)滑劑采用酒精或丙酮以及酒精和二甲苯的混合物作為稀釋劑。
全文摘要
一種FeSiAl材料磁心，偏流特性在H＝20Oe時(shí)的磁導(dǎo)率μ20≥65％μ0，鐵損Pcv在f＝50KHz，Bm＝0.1T時(shí)Pcv≤350mw/cm
文檔編號(hào)B22F3/00GK1812009SQ20061001139
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2006年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月1日
發(fā)明者王彥伶 申請(qǐng)人:北京七星飛行電子有限公司