一種軟磁合金粉末的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵硅硼復(fù)合軟磁合金的制備方法，該鐵硅硼復(fù)合軟磁合金由以下原子配比的合金制成：（Fe1?x?yNbxAly）1?a?b?c（Si1?zBz）aCubHfc，其中x=0.05?0.06，y=0.15?0.20，z=0.15?0.20，a=0.12?0.15，b=0.05?0.10，c=0.01?0.02。本發(fā)明制備的軟磁很近粉末，采用Nb替代部分Fe，采用B替代部分Si提高了材料的軟磁性能及磁飽和強度，采用的Hf可提高材料的非晶形成能力,材料中的Ta可增加非晶的熱穩(wěn)定性，保證了組織的熱穩(wěn)定性，Al有助于軟磁性能提高；該方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中攪拌效率低的問題，使得材料中絕緣涂層和潤滑劑分布均勻，實現(xiàn)了產(chǎn)品的高密度和高磁性參數(shù)。
【專利說明】
一種軟磁合金粉末的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及磁性材料制造領(lǐng)域，具體涉及一種軟磁合金粉末的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性材料作為重要基礎(chǔ)功能材料在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有重大作用。金屬軟磁材料制成的磁粉心是各種電子電路、電子設(shè)備關(guān)鍵磁性元器件的核心，廣泛應(yīng)用于電子信息、網(wǎng)絡(luò)通信、能源、交通、航空航天及國防軍事等領(lǐng)域。現(xiàn)代電子技術(shù)向高頻、高可靠、高功率密度、小型化、高效節(jié)能方向發(fā)展，不斷對金屬軟磁材料提出新的更高要求。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中利用熱處理、破碎、篩分的方法制備出不同粒度的粉體，然后將粗粉和細粉混合，再采用鈍化劑、偶聯(lián)劑、絕緣劑和粘結(jié)劑、潤滑劑對混合粉進行鈍化、偶聯(lián)、絕緣包覆、潤滑處理，然后壓制成型，最后進行熱處理，制備出磁導(dǎo)率達到200的磁粉芯。但都要經(jīng)過鈍化、絕緣、粘結(jié)、潤滑等工藝過程，使得生產(chǎn)工藝過程十分復(fù)雜，同時在成型過程中必須經(jīng)過較大的壓力(大于20t/cm2)壓制后產(chǎn)品才能成型。
[0004]歐美日等國制備軟磁金屬粉時，均采用霧化或機械粉碎法獲得軟金屬磁粉或軟磁金屬粒子，然后對軟磁金屬粒子，主要是鐵粒子施加無機或有機電絕緣劑以形成絕緣涂層，隨后在球磨機或不同類型混合器中將形成的絕緣鐵粉或者鐵合金與粉末潤滑劑混合，其中添加的無機或有機電絕緣劑的量為0.5?3%(重量比)。加入這些非磁性物質(zhì)會降低軟磁金屬材料的性能，因此，絕緣添加劑在復(fù)合材料中的量應(yīng)是最小限度。
[0005]已知軟磁復(fù)合材料制備方法無法降低絕緣添加劑和潤滑劑的量的原因在于攪拌效率低，導(dǎo)致材料中絕緣涂層和潤滑劑分布不均勻，從而產(chǎn)品在加工和壓制后電阻率接近金屬，所以不得不增加絕緣添加劑的量，進而導(dǎo)致產(chǎn)品密度降低，所以，所得產(chǎn)品磁性參數(shù)降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種軟磁合金粉末的制備方法，該方法制得的復(fù)合軟磁合金，具有優(yōu)異的軟磁性能。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種軟磁合金粉末的制備方法，該軟磁合金粉末由以下原子配比的合金制成:(Fei—X—yNbxAly)i—a—b—c(Sii—zBz)aCubHfc，其中X=0.05-0.06，y=0.15_0.20，ζ=0.15-0.20,a=0.12-0.15,b=0.05-0.10，c=0.01-0.02;
該方法包括如下步驟:
(1)按照上述分子式稱取各元素進行配料；
(2)將步驟(I)配制的原料裝入熔煉爐中，在惰性氣氛保護下進行熔煉，冷卻后得到成分均勻的母合金鑄錠；
(3)將母合金鑄錠破碎為小塊樣品，重新熔融后采用銅模鑄造制得非晶合金帶材，將帶材再次氫破為非晶鱗片，然后球磨成軟磁合金粉末；
(4)向軟磁合金粉末中加入電絕緣劑，并與軟磁合金粉末進行充分混合，以在軟磁合金粉末表面形成電絕緣劑薄層；
(5)對與電絕緣劑充分混合的軟磁合金粉末進行加工，以在軟磁合金粉末表面形成絕緣涂層，具體工藝如下:形成電絕緣劑薄層的軟磁合金粉末在溫度為120-250°C、真空中壓力為10-2-10-3毫米汞柱的反應(yīng)器旋轉(zhuǎn)滾筒中加工10-30分鐘，從而在粉末表面形成絕緣涂層；
(6)向形成絕緣涂層的軟磁合金粉末中加入潤滑劑，從而在軟磁合金粉末表面產(chǎn)生潤滑涂層;將覆有潤滑涂層的軟磁合金粉末被進一步加工以干燥所述潤滑涂層，進一步加工是指在溫度為120-250°C、真空中壓力為10—[10—3毫米汞柱的條件下在反應(yīng)器的旋轉(zhuǎn)滾筒中加工10-30分鐘。
[0008]優(yōu)選的，所述的步驟(I)中，元素Fe、Nb、B和Cu的純度均不低于99wt.%，所述的步驟(2)中，熔煉溫度為1500-1800°C，熔煉時間為20-40分鐘。
[0009]優(yōu)選的，所述的步驟(3)中，非晶合金帶材寬度優(yōu)選為l-2mm，厚度優(yōu)選為20-25μπι，氫破過程中，利用破碎機進行破碎，并通過調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)，選用不同的篩網(wǎng)控制鱗片的粒度范圍為l-3mm、厚度范圍為15-20μηι。
[0010]本發(fā)明制備的軟磁很近粉末，采用Nb替代部分Fe，采用B替代部分Si提高了材料的軟磁性能及磁飽和強度，采用的Hf可提高材料的非晶形成能力，材料中的Ta可增加非晶的熱穩(wěn)定性，保證了組織的熱穩(wěn)定性，Al有助于軟磁性能提高;該方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中攪拌效率低的問題，使得材料中絕緣涂層和潤滑劑分布均勻，實現(xiàn)了產(chǎn)品的高密度和高磁性參數(shù)。
【具體實施方式】
[0011]實施例一
本實施例的鐵娃硼復(fù)合軟磁合金由以下原子配比的合金制成:(Fe0.8()Nb().()5Al().15)0.82
(Si0.85B0.15)0.12CU0.05Hf0.01o
[0012]按照上述分子式稱取各元素進行配料；元素Fe、Nb、B和Cu的純度均不低于99wt.% ο
[0013]將配制的原料裝入熔煉爐中，在惰性氣氛保護下進行熔煉，冷卻后得到成分均勻的母合金鑄錠;熔煉溫度為1500 0C，熔煉時間為20分鐘。
[0014]將母合金鑄錠破碎為小塊樣品，重新熔融后采用銅模鑄造制得非晶合金帶材，將帶材再次氫破為非晶鱗片;非晶合金帶材寬度優(yōu)選為l_2mm，厚度優(yōu)選為20-25μηι，氫破過程中，利用破碎機進行破碎，并通過調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)，選用不同的篩網(wǎng)控制鱗片的粒度范圍為1-3mm、厚度范圍為15-20μηι，然后球磨成軟磁合金粉末。
[0015]向軟磁合金粉末中加入電絕緣劑，并與軟磁合金粉末進行充分混合，以在軟磁合金粉末表面形成電絕緣劑薄層。
[0016]對與電絕緣劑充分混合的軟磁合金粉末進行加工，以在軟磁合金粉末表面形成絕緣涂層，具體工藝如下:形成電絕緣劑薄層的軟磁合金粉末在溫度為120-250°C、真空中壓力為10-2-10-3毫米汞柱的反應(yīng)器旋轉(zhuǎn)滾筒中加工10-30分鐘，從而在粉末表面形成絕緣涂層。
[0017]向形成絕緣涂層的軟磁合金粉末中加入潤滑劑，從而在軟磁合金粉末表面產(chǎn)生潤滑涂層;將覆有潤滑涂層的軟磁合金粉末被進一步加工以干燥所述潤滑涂層，進一步加工是指在溫度為120-250°C、真空中壓力為10—[10—3毫米汞柱的條件下在反應(yīng)器的旋轉(zhuǎn)滾筒中加工10-30分鐘。
[0018]實施例二
本實施例的鐵娃硼復(fù)合軟磁合金由以下原子配比的合金制成:(Fe0.74Nb0.()6Al().2())0.73(3;10.80130.20)0.15。110.10]^0.02，其中叉=0.05-0.06，7=0.15-0.20, z=0.15_0.20，a=0.12-0.15，b=0.05_0.10，c=0.01_0.02 ο
[0019]按照上述分子式稱取各元素進行配料；元素Fe、Nb、B和Cu的純度均不低于99wt.% ο
[0020]將配制的原料裝入熔煉爐中，在惰性氣氛保護下進行熔煉，冷卻后得到成分均勻的母合金鑄錠;熔煉溫度為1800 0C，熔煉時間為40分鐘。
[0021]將母合金鑄錠破碎為小塊樣品，重新熔融后采用銅模鑄造制得非晶合金帶材，將帶材再次氫破為非晶鱗片;非晶合金帶材寬度優(yōu)選為l_2mm，厚度優(yōu)選為20-25μηι，氫破過程中，利用破碎機進行破碎，并通過調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)，選用不同的篩網(wǎng)控制鱗片的粒度范圍為1-3mm、厚度范圍為15-20μηι，然后球磨成軟磁合金粉末。
[0022]向軟磁合金粉末中加入電絕緣劑，并與軟磁合金粉末進行充分混合，以在軟磁合金粉末表面形成電絕緣劑薄層。
[0023]對與電絕緣劑充分混合的軟磁合金粉末進行加工，以在軟磁合金粉末表面形成絕緣涂層，具體工藝如下:形成電絕緣劑薄層的軟磁合金粉末在溫度為120-250°C、真空中壓力為10-2-10-3毫米汞柱的反應(yīng)器旋轉(zhuǎn)滾筒中加工10-30分鐘，從而在粉末表面形成絕緣涂層。
[0024]向形成絕緣涂層的軟磁合金粉末中加入潤滑劑，從而在軟磁合金粉末表面產(chǎn)生潤滑涂層;將覆有潤滑涂層的軟磁合金粉末被進一步加工以干燥所述潤滑涂層，進一步加工是指在溫度為120-250°C、真空中壓力為10—[10—3毫米汞柱的條件下在反應(yīng)器的旋轉(zhuǎn)滾筒中加工10-30分鐘。
[0025]比較例
市售娃鐵硼軟磁合金材料。
[0026]對相同形狀和尺寸的實施例1-2及比較例的軟磁合金進行磁性能測試，在25°C進行測試，(I)合金的矯頑力采用KM-Ot ype List-Koerzimeter矯頑力儀測量；(2)合金的飽和磁感應(yīng)強度Bs采用靜態(tài)磁性能測量儀，以磁場為800A/m下的磁感應(yīng)強度作為合金的飽和磁感應(yīng)強度Bs。測試結(jié)果顯示:實施例1-2的矯頑力相對比較例降低50%以上，飽和磁感應(yīng)強度相對比較例提高25%以上。
【主權(quán)項】
1.一種軟磁合金粉末的制備方法，該軟磁合金粉末由以下原子配比的合金制成:(Fei—x—yNbxAly)i—a-b-c(Sii—zBz)aCubHfc，其中x=0.05-0.06，y=0.15-0.20，z=0.15-0.20 ,a=0.12-0.15，b=0.05-0.10，c=0.0卜0.02; 該方法包括如下步驟: (1)按照上述分子式稱取各元素進行配料； (2)將步驟(I)配制的原料裝入熔煉爐中，在惰性氣氛保護下進行熔煉，冷卻后得到成分均勻的母合金鑄錠； (3)將母合金鑄錠破碎為小塊樣品，重新熔融后采用銅模鑄造制得非晶合金帶材，將帶材再次氫破為非晶鱗片，然后球磨成軟磁合金粉末； (4)向軟磁合金粉末中加入電絕緣劑，并與軟磁合金粉末進行充分混合，以在軟磁合金粉末表面形成電絕緣劑薄層； (5)對與電絕緣劑充分混合的軟磁合金粉末進行加工，以在軟磁合金粉末表面形成絕緣涂層，具體工藝如下:形成電絕緣劑薄層的軟磁合金粉末在溫度為120-250°C、真空中壓力為10—2-10—3毫米汞柱的反應(yīng)器旋轉(zhuǎn)滾筒中加工10-30分鐘，從而在粉末表面形成絕緣涂層； (6)向形成絕緣涂層的軟磁合金粉末中加入潤滑劑，從而在軟磁合金粉末表面產(chǎn)生潤滑涂層;將覆有潤滑涂層的軟磁合金粉末被進一步加工以干燥所述潤滑涂層，進一步加工是指在溫度為120-250°C、真空中壓力為10—[10—3毫米汞柱的條件下在反應(yīng)器的旋轉(zhuǎn)滾筒中加工10-30分鐘。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟(I)中，元素Fe、Nb、B和Cu的純度均不低于99wt.%，所述的步驟(2)中，熔煉溫度為1500-1800°C，熔煉時間為20-40分鐘。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟(3)中，非晶合金帶材寬度為1-2_，厚度為20-25μπι，氫破過程中，利用破碎機進行破碎，并通過調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)，選用不同的篩網(wǎng)控制鱗片的粒度范圍為1_3_、厚度范圍為15-20μπι。
【文檔編號】B22F1/00GK105903951SQ201610344325
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】蘇州思創(chuàng)源博電子科技有限公司