背景技術:
:目前,國內外以非晶、納米晶合金為材料等為軟磁材料制備的磁芯,通過采用普通熱處理方法制備的用于開關電源磁放大器磁芯磁滯回線矩形比(Br/Bs)通常只有60%左右,無法滿足高端開關電源磁芯對高矩形比(Br/Bs)的性能要求。
另一方面,現(xiàn)有的非晶、納米晶合金為材料的軟磁材料的磁芯磁場加磁的熱處理方法與裝置,如中國專利2006100313798,《非晶、納米晶合金鐵芯的熱處理工藝及裝置》,其是將所述非晶、納米晶合金鐵芯套裝于U型銅管或銅材的一根上,這樣同樣一根U型銅管可熱處理的磁芯數(shù)量更大,但是對于要處理較大直徑的軟磁材料磁芯時,采用該種的磁芯處理裝置則難以進行,且采用該種方法及裝置是使用多次升溫方法,同時經(jīng)熱處理后的磁芯在隨加熱裝置即加熱爐體冷卻時的溫度要冷卻更低的溫度如至150℃左右才開始空冷,這就需要消耗大量的能源及生產(chǎn)制造時間,使用這種裝置與方法制備大直徑的非晶、納米晶合金鐵芯時,就大幅度的降低了磁芯生產(chǎn)效率,提高了磁芯生產(chǎn)成本。并且該種生產(chǎn)方法與裝置只能生產(chǎn)非晶、納米晶合金鐵芯的直徑較小的磁芯。
技術實現(xiàn)要素:
:本發(fā)明就是要克服上述缺點,針對現(xiàn)有技術的不足,提供一種軟磁材料磁芯加縱磁場熱處理方法及裝置,包括若干環(huán)形非晶、納米晶合金磁芯,U型銅材,將非晶、納米晶合金磁芯匹配套裝于U型銅材的U型凹槽內,該裝置結構簡單,可對不同直徑的磁芯進行加縱磁場熱處理,大幅度的降低了磁芯生產(chǎn)成本,提高非晶、納米晶合金為材料制備磁芯的生產(chǎn)效率。
本發(fā)明一種軟磁材料磁芯加縱磁場熱處理方法,包括若干環(huán)形非晶、納米晶合金磁芯,U型銅材,其具體方法如下:(1)、將非晶、納米晶合金磁芯均勻匹配套裝于U型銅材的U型凹槽內,為磁芯U型銅材構造裝置,(2)、加熱升溫,將磁芯U型銅材構造裝置置于加熱裝置中,進行一次加熱升溫處理,控制一次加熱升溫時間為35-55 min,溫度為405-420℃,(3)、保溫、加磁,于(2)步溫度下,恒溫、保溫100-140 min,同時將U型銅材的U型兩端接通電源,并對U型銅材上的磁芯施加磁場,(4)、冷卻制磁芯,對(3)步保溫結束并關閉加磁芯電源,將磁芯隨加熱裝置冷卻,然后空冷至室溫,即完成對磁芯的加縱磁場熱處理,為加磁磁芯。
本發(fā)明一種軟磁材料磁芯加縱磁場熱處理方法,(3)步所述在開始保溫的同時將上述U形銅材兩端接入110A電流的電源,對穿過U型銅材上的磁芯施加其方向與卷繞磁芯帶材長度方向相同的磁場并在保溫結束同時關閉加磁電源。
本發(fā)明一種軟磁材料磁芯加縱磁場熱處理方法,其所述(4)步隨加熱裝置冷卻是將磁芯隨冷卻裝置冷卻至300-315℃,然后空冷至室溫,所述空冷為空氣中自然或風冷冷卻。
本發(fā)明所述非晶、納米晶磁芯匹配套裝于U型銅材的U型凹槽內,通過控制任意相鄰的U型銅材間距對不同規(guī)格尺寸的磁芯進行加縱磁場熱處理。
本發(fā)明所述磁芯U型銅材構造裝置,通過控制U型銅材數(shù)量來調整加磁電流。
本發(fā)明的另一目的是一種實現(xiàn)上面所述的軟磁材料磁芯加縱磁場熱處理方法的裝置,包括若干非晶、納米晶合金磁芯,及若干U型銅材,其是將所述非晶、納米晶合金磁芯整體套裝于U型銅材的U型凹槽內,于U型銅材的封閉端上與非晶、納米晶合金磁芯之間設有耐高溫絕緣材料層,U型銅材的開口端設有固定架,所述固定架上設有通孔,U型銅材的兩U型桿相匹配的卡裝于通孔內,于固定架的通孔內與U型桿之間設有絕緣層。
本發(fā)明所述的實現(xiàn)軟磁材料磁芯加縱磁場熱處理方法的裝置,其所述非晶、納米晶磁芯與U型銅材之間,根據(jù)所述非晶、納米晶磁芯圈直徑大小與所述相對應U型銅材的數(shù)量多少成正比例關系的匹配組合。
進一步的所述耐高溫絕緣層為高溫耐火磚,所述絕緣層為絕緣磁珠。
本發(fā)明所述磁芯為軟磁材料磁芯即為非晶、納米晶合金磁芯。
本發(fā)明一種軟磁材料磁芯加縱磁場熱處理方法及裝置,一是采用上述方法與裝置結構,本發(fā)明經(jīng)過上述步驟,完成了對非晶、納米晶合金磁芯的加縱磁場熱處理。由于加縱向磁場熱處理后的磁化機制主要是磁疇壁移動,感生各向異性在有效各向異性中起主要貢獻,對磁疇壁的移動起到釘扎作用,熱處理后的磁滯回線矩形比(Br/Bs)高;可保證高端開關電源用磁放大器對磁芯矩形比(Br/Bs)高的要求。
本發(fā)明所述的裝置結構簡單,安裝使用方便,不局限小磁芯加縱磁場熱處理,可通過控制U型銅棒或叫U型銅材之間的間距給不同規(guī)格尺寸的磁芯加磁處理;不局限單根線圈的電流來加縱磁場,可通過U型銅棒數(shù)量調整加磁電流。采用本發(fā)明工藝及裝置對非晶、納米晶合金磁芯進行加縱向磁場熱處理后的磁滯回線矩形比(Br/Bs)在95%以上,產(chǎn)品質量穩(wěn)定;同時本發(fā)明采用一次加熱升溫處理,并且經(jīng)加磁后的磁芯隨加熱裝置即加熱爐冷卻至300℃左右即開始進入空冷自然冷卻或用風冷冷卻,這樣大幅度加快了熱處理的時間,同時降低能源成本,可以對大直徑的磁芯進行加磁熱處理。而且本發(fā)明的裝置是將加磁磁芯置于U型銅材的U型凹槽內即磁芯位于若干根U型銅材的U凹槽的兩銅材桿之間,而不是套裝于U型銅材的一根銅材桿上。所以可方便的通過調U型銅材的數(shù)量多少對不同直徑的非晶、納米晶合金磁芯特別是對大直徑的磁芯,進行加磁熱處理。
附圖說明:圖1,為本發(fā)明實施方式裝置的結構示意圖;
圖2為本發(fā)明方法實施的溫度/時間曲線圖;
圖1中,1、磁芯,2、高溫耐火磚,3、U型銅材或叫U型銅棒,4、絕緣磁珠,5、固定架,6、銅夾連線,7、通孔;圖2中橫座標為加縱磁場熱處理時間,分鐘;縱座標為加縱磁場溫度。
具體實施方式:下面結合具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明;
通過下述實施例將有助于進一步理解本發(fā)明,但不限制本發(fā)明的內容,本發(fā)明實施方案中所述的磁芯通常所指為非晶、納米晶合金磁芯。
實施例:
本發(fā)明所述的一種軟磁材料磁芯加縱磁場熱處理方法及裝置,本實施方式中所述軟磁材料磁芯或簡稱磁芯均指非晶、納米晶合金磁芯;本發(fā)明所述的一種軟磁材料磁芯加縱磁場熱處理方法,包括若干環(huán)形非晶、納米晶合金磁芯,U型銅材,或者叫U型銅棒、U型銅管,方法如下:(1)、將非晶、納米晶合金磁芯匹配套裝于U型銅材的U型凹槽內,為磁芯U型銅材構造裝置,(2)、加熱升溫,將磁芯U型銅材構造裝置置于加熱裝置中,所述加熱裝置為加熱爐,進行一次性的加熱升溫處理,控制一次加熱升溫時間為35-55 min,并控制升溫溫度為405-420℃,(3)、保溫、加磁,于(2)步溫度405-420℃下,恒溫、保溫100-140 min,同時將U型銅材的U型兩端銅材接通電源,并對U型銅材上的磁芯施加磁場,即在開始保溫的同時將上述U型銅棒兩端接入110A電流的電源,對穿過U型銅棒凹槽內的磁芯施加其方向與卷繞磁芯帶材長度方向相同的磁場;保溫結束同時關閉加磁電源;最后,隨爐冷卻至300℃,然后空冷至室溫,完成加縱磁場熱處理;即(4)、冷卻制磁芯,對(3)步保溫結束并關閉加磁芯電源,將磁芯隨加熱裝置冷卻,然后空冷至室溫,即完成對磁芯的加縱磁場熱處理,為加磁磁芯。
具體實施方式是如圖1所示,將需要熱處理的Fe80B11Si9非晶、納米晶合金磁芯帶材繞制成110×80×25mm尺寸的環(huán)形磁芯1,并均勻穿套在若干根U型銅材3的凹槽內;U型銅材3的兩端穿過固定架5上面所布設的通孔7,每個通孔7的周圈內與U型銅材3的銅桿相接觸處鑲嵌絕緣磁珠4,防止U型銅棒與固定架5接觸導電,于U型銅材3的凹槽內底部即封閉端上與非晶、納米晶合金的磁芯1之間設有耐高溫絕緣材料層高溫耐火磚2,使磁芯1與U型銅材3之間絕緣,即為磁芯U型銅材構造裝置,將磁芯U型銅材構造裝置的若干U型銅材3的任意相鄰的兩銅桿之間用銅夾連線6交錯連接成閉合的單條回路。然后將磁芯U型銅材構造裝置置于加熱裝置中即加熱爐中,對磁芯進行加縱磁場熱處理時,按如圖2所述的熱處理工藝方法的加熱時間與溫度關系,即先加熱40min,升溫至405±5℃,恒溫保溫120min,施加磁場;在開始保溫的同時將上述U形銅棒兩端接入110A電流的電源,對穿過U型銅棒上的磁芯1施加其方向與卷繞磁芯帶材長度方向相同的磁場;保溫結束同時關閉加磁電源。經(jīng)加熱后的磁芯1,隨加熱爐冷卻至300℃后空冷,即將磁芯1取出加熱裝置的加熱爐,然后空冷至室溫,完成加縱磁場熱處理。
對經(jīng)加縱磁場熱處理后的Fe80B11Si9非晶、納米晶合金磁芯1進行測試:Bs=1520mT,Br=1465mT, 矩形比Br/ Bs=96.3%。
以上所述僅為本發(fā)明之較佳實施例而己,并非以此限制本發(fā)明的實施范圍,凡熟悉此項技術者,運用本發(fā)明的原則及技術特征,所作的各種變更及裝飾,皆應涵蓋于本權利要求書所界定的保護范疇之內。