本發(fā)明涉及電子元件領(lǐng)域，尤其涉及一種高穩(wěn)定性的鉬坡莫磁芯及其制造方法。
背景技術(shù)：
磁芯：磁芯是指由各種氧化鐵混合物組成的一種燒結(jié)磁性金屬氧化物。例如，錳-鋅鐵氧體和鎳-鋅鐵氧體是典型的磁芯體材料。錳-鋅鐵氧體具有高磁導(dǎo)率和高磁通密度的特點，且在低于1MHz 的頻率時，具有較低損耗的特性。鎳-鋅鐵氧體具有極高的阻抗率、不到幾百的低磁導(dǎo)率等特性，及在高于1MHz的頻率亦產(chǎn)生較低損耗等。鐵氧體磁芯用于各種電子設(shè)備的線圈和變壓器中。
鉬坡莫材料具有很高的導(dǎo)磁率、飽和磁感應(yīng)強度和較低的矯頑力和電阻率，主要用于弱磁場中使用的小型、高靈敏度的變壓器、放大器、繼電器、扼流圈、錄音磁頭、磁屏蔽等，是穩(wěn)定性最好的磁芯材料之一。
在國內(nèi)已申請的相關(guān)專利中，專利《一種高磁導(dǎo)率鐵鎳鉬磁粉芯的制 備方法》（申請?zhí)枺?01410717731.8，公開日：2015-04-29），公開了一種高磁導(dǎo)率鐵鎳鉬磁粉芯的制備方法，但其采用水溶工藝和粘結(jié)劑成型，穩(wěn)定性較差且對最終制成的鐵鎳鉬磁粉芯（即鉬坡莫磁芯）電磁性能穩(wěn)定性和結(jié)合力影響較大，而且由于該發(fā)明的鐵鎳鉬磁粉芯未給出鐵、鎳、鉬含量的比值，公開不清晰，使其所謂的高磁導(dǎo)率性能成為無根之木、無源之水，另一方面，由于采用的是550-600℃退火，未超過居里溫度，使該發(fā)明制備的鐵鎳鉬磁粉芯（即鉬坡莫磁芯）殘余磁通量較大，且熱應(yīng)力消除不充分，使用時易變形，物理性能不穩(wěn)定；由于未做冷熱循環(huán)沖擊去應(yīng)力處理，因此對溫度變化相對敏感，電磁性能也不穩(wěn)定。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種性能來源清晰、穩(wěn)定性高、對溫度不敏感、結(jié)合力好、不易變形、殘余磁通量小的高穩(wěn)定性的鉬坡莫磁芯的制造方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種高穩(wěn)定性的鉬坡莫磁芯的制造方法，其特征在于包括以下步驟：
1）原材料準(zhǔn)備
①選用以重量比計含鉬3.2%-3.8%、含鐵15.8%-17.2%、含鎳79%-81%的鉬坡莫合金原始磁粉；
②準(zhǔn)備的工藝裝備包括：熱壓金屬模、內(nèi)表面噴涂有WC基耐磨涂層的金屬沖壓模具、耐高溫定型夾具；
③準(zhǔn)備的設(shè)備包括：真空爐、沖壓機、真空熱壓成型設(shè)備、冷軋設(shè)備、冷凍箱、烘箱；
2）鉬坡莫型材的成型及處理
①將1）中步驟①準(zhǔn)備的鉬坡莫合金原始磁粉填入1）中步驟②準(zhǔn)備的熱壓金屬模中，壓實后放入1）中步驟③準(zhǔn)備的真空熱壓成型設(shè)備，在1pa-10pa的真空環(huán)境里、1100℃-1200℃溫度下、以85%-90%的變形率壓制成型，然后隨爐冷卻至500℃-550℃出爐，獲得原始型材；
②待步驟①獲得的原始型材冷卻至室溫后，放入1）中步驟③準(zhǔn)備的冷軋設(shè)備，以50%-55%變形率冷軋，即獲得待用鉬坡莫型材；
3）鉬坡莫磁芯的成型及預(yù)處理
①將2）中步驟②獲得的待用鉬坡莫型材放置于沖壓機下，金屬沖壓模具中，按標(biāo)準(zhǔn)方法沖擊壓型，獲得原始鉬坡莫磁芯；
②步驟①完成后，將步驟①獲得的原始鉬坡莫磁芯放入真空爐，在1pa-10pa的真空環(huán)境里、950℃-1000℃溫度下進行預(yù)退火處理，退火完成后隨爐冷卻至550℃-580℃后出爐，獲得變形鉬坡莫磁芯；
③將步驟②獲得的變形鉬坡莫磁芯放置在耐高溫定型夾具中進行物理強制定型，獲得定型鉬坡莫磁芯；
④將步驟③獲得的定型鉬坡莫磁芯放入真空爐，在1pa-10pa的真空環(huán)境里、950℃-1000℃溫度下進行終退火處理，退火完成后隨爐冷卻至550℃-580℃后出爐，獲得去應(yīng)力鉬坡莫磁芯；
⑤反復(fù)進行③~④工序，直至去除耐高溫定型夾具后獲得的去應(yīng)力鉬坡莫磁芯仍能滿足尺寸要求，即獲得所需待用鉬坡莫磁芯；
4）鉬坡莫磁芯的穩(wěn)定化處理
①將3）中步驟④獲得的待用鉬坡莫磁芯放置于冷凍箱中，溫度不高于-70℃，保溫20min-30min，獲得冷處理鉬坡莫磁芯；
②步驟①完成后，將步驟①獲得的冷處理鉬坡莫磁芯置于室溫下，至其溫度回復(fù)至室溫，然后放入烘箱中，以不高于2℃/min的升溫速率升至100℃-105℃，保溫25min-30min，獲得熱循環(huán)鉬坡莫磁芯；
③將步驟②獲得的熱循環(huán)鉬坡莫磁芯置于室溫下，至其溫度回復(fù)至室溫；
④反復(fù)進行①~③工序兩次，獲得溫穩(wěn)性鉬坡莫磁芯；
⑤將步驟④獲得的溫穩(wěn)性鉬坡莫磁芯放入烘箱，以不高于2℃/min的升溫速率升至700℃-720℃，保溫30min-40min，再按標(biāo)準(zhǔn)方法進行橫向磁場熱處理，然后隨爐冷至200℃-250℃后出爐空冷，即獲得所需高穩(wěn)定性的鉬坡莫磁芯。
上述一種高穩(wěn)定性的鉬坡莫磁芯的制造方法，其中：所述熱壓金屬模采用1Cr12MoV制做，其硬度范圍60-65HRC；
上述一種高穩(wěn)定性的鉬坡莫磁芯的制造方法，其中：所述內(nèi)表面噴涂有WC基耐磨涂層的金屬沖壓模具的基體采用5CrNiMo制做，其硬度范圍45-51HRC；
上述一種高穩(wěn)定性的鉬坡莫磁芯的制造方法，其中：所述耐高溫定型夾具采用1Cr17Ni2制做，其硬度范圍33-38HRC；
一種根據(jù)上述制造方法所制造出的高穩(wěn)定性的鉬坡莫磁芯，其中：以重量比計含鉬3.2%-3.8%、含鐵15.8%-17.2%、含鎳79%-81%。
一種根據(jù)上述制造方法所制造出的高穩(wěn)定性的鉬坡莫磁芯，其中：表面平面度不高于0.01μm，兩面平行度不高于0.01μm，孔隙率不大于2%。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：由于公開的鉬坡莫磁芯內(nèi)主要成分含量清晰、處理方式明確、層次清楚，因此本發(fā)明的性能來源清晰；經(jīng)過粉體高溫?zé)釅撼尚?，而且熱壓變形率高，因此壓制出的鉬坡莫磁芯結(jié)合力好；在整個工藝流程中，多次退火均超過了居里溫度，去除了殘余磁通量，又在最終工序中增加了按標(biāo)準(zhǔn)方法進行的橫向磁場熱處理，使得終成品內(nèi)的磁性離子或離子對出現(xiàn)方向有序，從而引起所謂感生各向異性，使材料中原來易磁化方向各不相同的磁疇結(jié)構(gòu)，變成易磁化的，方向大致平行于磁場取向的磁疇結(jié)構(gòu)，殘余雜亂磁通量小；經(jīng)過了多次退火處理、多次變形—校形—去應(yīng)力的穩(wěn)定化處理，還進行了三次-70℃~100℃冷熱循環(huán)沖擊處理，使最終成品的殘余物理應(yīng)力和熱應(yīng)力均很小、穩(wěn)定性高、對溫度不敏感、不易變形。
具體實施方式
實施例1：
一種高穩(wěn)定性的鉬坡莫磁芯，該鉬坡莫磁芯的成分以重量比計含鉬3.2%-3.8%、含鐵15.8%-17.2%、含鎳79%-81%；該鉬坡莫磁芯表面平面度不高于0.01μm，兩面平行度不高于0.01μm，孔隙率不大于2%。
上述高穩(wěn)定性的鉬坡莫磁芯的制造方法，包括以下步驟：
1）原材料準(zhǔn)備
①選用以重量比計含鉬3.2%-3.8%、含鐵15.8%-17.2%、含鎳79%-81%的鉬坡莫合金原始磁粉；
②準(zhǔn)備的工藝裝備包括：硬度范圍60-65HRC，1Cr12MoV制做的熱壓金屬模；內(nèi)表面噴涂有WC基耐磨涂層的金屬沖壓模具，該金屬沖壓模具采用1Cr17Ni2制做，其硬度范圍33-38HRC；采用1Cr17Ni2制做，硬度范圍33-38HRC的耐高溫定型夾具；
③準(zhǔn)備的設(shè)備包括：真空爐、沖壓機、真空熱壓成型設(shè)備、冷軋設(shè)備、冷凍箱、烘箱；
2）鉬坡莫型材的成型及處理
①將1）中步驟①準(zhǔn)備的鉬坡莫合金原始磁粉填入1）中步驟②準(zhǔn)備的熱壓金屬模中，壓實后放入1）中步驟③準(zhǔn)備的真空熱壓成型設(shè)備，在1pa-10pa的真空環(huán)境里、1100℃-1200℃溫度下、以85%-90%的變形率壓制成型，然后隨爐冷卻至500℃-550℃出爐，獲得原始型材；
②待步驟①獲得的原始型材冷卻至室溫后，放入1）中步驟③準(zhǔn)備的冷軋設(shè)備，以50%-55%變形率冷軋獲得待用鉬坡莫型材；
3）鉬坡莫磁芯的成型及預(yù)處理
①將2）中步驟②獲得的待用鉬坡莫型材放置于沖壓機下，金屬沖壓模具中，按標(biāo)準(zhǔn)方式?jīng)_擊壓型，獲得原始鉬坡莫磁芯；
②步驟①完成后，將步驟①獲得的原始鉬坡莫磁芯放入真空爐，在1pa-10pa的真空環(huán)境里、950℃-1000℃溫度下進行預(yù)退火處理，退火完成后隨爐冷卻至550℃-580℃后出爐，獲得變形鉬坡莫磁芯；
③將步驟②獲得的變形鉬坡莫磁芯放置在耐高溫定型夾具中進行物理強制定型，獲得定型鉬坡莫磁芯；
④將步驟③獲得的定型鉬坡莫磁芯放入真空爐，在1pa-10pa的真空環(huán)境里、950℃-1000℃溫度下進行終退火處理，退火完成后隨爐冷卻至550℃-580℃后出爐，獲得去應(yīng)力鉬坡莫磁芯；
⑤反復(fù)進行③~④工序，直至去除耐高溫定型夾具后獲得的去應(yīng)力鉬坡莫磁芯仍能滿足尺寸要求，即獲得所需待用鉬坡莫磁芯；
4）鉬坡莫磁芯的穩(wěn)定化處理
①將3）中步驟④獲得的待用鉬坡莫磁芯放置于冷凍箱中，溫度不高于-70℃，保溫20min-30min，獲得冷處理鉬坡莫磁芯；
②步驟①完成后，將步驟①獲得的冷處理鉬坡莫磁芯置于室溫下，至其溫度回復(fù)至室溫，然后放入烘箱中，以不高于2℃/min的升溫速率升至100℃-105℃，保溫25min-30min，獲得熱循環(huán)鉬坡莫磁芯；
③將步驟②獲得的熱循環(huán)鉬坡莫磁芯置于室溫下，至其溫度回復(fù)至室溫；
④反復(fù)進行①~③工序兩次，獲得溫穩(wěn)性鉬坡莫磁芯；
⑤將步驟④獲得的溫穩(wěn)性鉬坡莫磁芯放入烘箱，以不高于2℃/min的升溫速率升至700℃-720℃，保溫30min-40min，再按標(biāo)準(zhǔn)方法進行橫向磁場熱處理，然后隨爐冷至200℃-250℃后出爐空冷，即獲得所需高穩(wěn)定性的鉬坡莫磁芯。
按照本實施例處理的鉬坡莫磁芯樣品，其電感穩(wěn)定性數(shù)值不高于0.03%、初始電感偏移范圍數(shù)值不高于0.3%
對所公開的實施例的上述說明，僅為了使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。