一種耐高溫金屬軟磁粉芯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫金屬軟磁粉芯的制備方法，它包含：（1）配制粉芯粉末：將無機陶瓷粉末摻到還原鐵粉中，還原鐵粉和陶瓷粉末重量比為100：0.1-3.0；（2）鈍化處理：在粉芯粉末中加入鈍化劑進行鈍化處理，鈍化劑的用量為粉芯粉末重量的0.001%-0.1%；（3）壓制成型：鈍化處理過后先后加入粘結(jié)劑、潤滑劑，再在500MPa-850MPa的壓強下壓制成型，粘結(jié)劑的用量為粉芯粉末重量的0.1%-2.0%，潤滑劑的用量為粉芯粉末重量的0.3%-1.0%；（4）熱處理：鐵粉芯在250-500℃之間退火處理0.2-2小時；本發(fā)明提高了鐵粉芯的使用溫度，改善鐵粉芯的損耗，使得直流偏置特性得到明顯改善。
【專利說明】—種耐高溫金屬軟磁粉芯的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐高溫金屬軟磁粉芯的制備方法，屬于電子信息材料【技術領域】。
[0002]
【背景技術】
[0003]現(xiàn)代開關電源由于較高的能量轉(zhuǎn)換效率及較高的穩(wěn)定性等原因而被廣泛應用于各種有源電器，例如電腦、LED電視、通訊硬件、家用電器等?？梢哉f，它已經(jīng)成為現(xiàn)代生活和生產(chǎn)不可或缺的關鍵設備。
[0004]其效率之所以高，一方面在于金屬氧化物半導體場效應晶體管的廣泛使用，從而減小了傳統(tǒng)開關器件在“開”和“關”兩種狀態(tài)改變時以及電慣性引起的電能損耗；另一重要原因在于電容和電感有效的共同使用，使得能量可有效在電路中傳遞。
[0005]電容和電感是電抗元件，具有獨特的儲能作用，其本身不會像電阻元件那樣消耗能量，因而是現(xiàn)代開關電源必須的組成部分。其中，電感作為功率因數(shù)校正電感、輸出濾波電感、諧振電感、EMI電感等在相關電源中起到關鍵作用；但是，在實際使用過程中由于磁性材料不可避免地存在磁滯損耗、高頻率下的渦流損耗以及銅損等能量損失。鐵粉芯作為出現(xiàn)較早、使用最廣泛的電感材料之一，具有適當?shù)拇艑省⒅绷髌锰匦砸约白畹偷膬r格，因此在市場上具有很頑強的生命力。但是，隨著電力電子技術的進步以及節(jié)能環(huán)保的要求，電子器件使用頻率越來越高、體積越來越小，使得鐵粉芯的發(fā)熱問題成分非常重要甚至致命的因素。于是，市場上逐步有一些應用采用鐵硅鋁磁粉芯等取代鐵粉芯，但是其相對較高的價格使得其應用受到很大制約。因此，市場上希望提高鐵粉芯的使用溫度以改善鐵粉芯在高溫下的性能，例如可長期在180°C工作。
[0006]本發(fā)明旨在提供一種耐高溫金屬軟磁粉芯的制備方法，使之可以在180攝氏度下長期穩(wěn)定工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫金屬軟磁粉芯的制備方法，能解決常規(guī)鐵粉芯無法滿足高溫條件下工作的難題。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:一種耐高溫金屬軟磁粉芯的制備方法，它包含以下步驟:
(1)配制粉芯粉末:將無機陶瓷粉末摻到還原鐵粉中，使還原鐵粉之間均勻分布微細的陶瓷粉末；其中，還原鐵粉和陶瓷粉末按照重量比為100:0.1-3.0之間；
(2)鈍化處理:在配制好的粉芯粉末中加入鈍化劑進行鈍化處理，鈍化劑的用量為粉芯粉末重量的0.001%-0.1% ；
(3)壓制成型:在鈍化處理過后的混合金屬粉末中先后加入粘結(jié)劑、潤滑劑，然后在500MPa-850MPa的壓強下壓制成型，粘結(jié)劑的用量為粉芯粉末重量的0.1%_2.0%，潤滑劑的用量為粉芯粉末重量的0.3%-1.0% ； (4)熱處理:壓制成型的鐵粉芯在250-500°C之間退火處理0.2-2小時。
[0009]上述技術方案中:
所述的無機陶瓷粉末為云母粉、硅酸鹽、磷酸鹽、金屬氧化物的一種或它們的任意組合，該無機陶瓷粉末的粒徑小于10um。
[0010]所述的鈍化過處理在還原鐵粉與陶瓷粉末均勻混合之后；鈍化劑為純磷酸或硼酸，且在鈍化前加入10倍以上的稀釋劑與其均勻混合，其中，稀釋劑為酒精、丙酮的其中一種或它們的混合液。
[0011]所述的粘結(jié)劑為硅酸鈉。
[0012]所述的退火處理在保護氣體中進行，保護氣體可以是氮氣或氦氣。
[0013]所述的潤滑劑為硬脂酸鋅粉末。
[0014]另外，本發(fā)明的鈍化過程是在鐵粉與無機粉末混合之后，這樣的結(jié)果是:
(1)磷酸或硼酸溶液首先與鐵粉表面發(fā)生氧化還原反應，形成鈍化膜；
(2)其次，磷酸或硼酸溶液可與無機陶瓷粉末部分反應，使鈍化液變?yōu)榱姿猁}或硼酸鹽溶液，并進一步在金屬粉末表面成膜；
(3)由鈍化生成的金屬粉末表面無機薄膜進過高溫退火處理后會發(fā)生交聯(lián)固化反應，從而進一步提高粉末的絕緣阻抗及粉芯強度。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:從粉芯粉末配方上進行了改進，(I)提高了鐵粉芯的使用溫度，(2)以及通過無機陶瓷粉末改善氣隙分布的均勻性，從而改善了鐵粉芯的損耗，(3)由于提高了金屬粉末之間的絕緣阻抗以及改善了分布氣隙特征，因此該鐵粉芯的直流偏置特性得到明顯改善。
【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為在其中一種退火溫度區(qū)間下，磁芯的導磁率變化曲線圖。
圖2為在另外一種退火溫度區(qū)間下，磁芯的導磁率變化曲線圖。
[0016]【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實施例進一步描述本發(fā)明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。
[0018]實施例1
一種耐高溫金屬軟磁粉芯的制備方法，它包含以下步驟:
(O配制粉芯粉末:將云母粉摻到還原鐵粉中，使還原鐵粉之間均勻分布微細的云母粉；其中，還原鐵粉和云母粉按照重量比為100:1來進行配制，取-100目還原鐵粉500g，-1500目云母粉5g,并均勻混合,云母粉的粒徑為8.5um ；
(2)鈍化處理:在配制好粉芯粉末中加入磷酸溶液進行鈍化處理，鈍化劑的用量為粉芯粉末重量的0.05% ；
(3)壓制成型:在鈍化處理過后的混合金屬粉末中先后加入粘結(jié)劑、潤滑劑，然后在750MPa的壓強下壓制成型，粘結(jié)劑選用硅酸鈉，且其用量為粉芯粉末重量的0.5%，潤滑劑的用量為粉芯粉末重量的1.0% ；(4)熱處理:壓制成型的鐵硅鋁磁粉芯分別在300、400、500°C進行退火處理各I小時。
[0019]所述的鈍化劑為磷酸稀釋液，其制作方法為:首先在電子天平上稱量磷酸的重量，然后在磷酸中加入為磷酸重量10倍的酒精作為稀釋劑與之均勻混合。
[0020]所述的粘結(jié)劑為硅酸鈉粉末。
[0021]所述的潤滑劑為硬脂酸鋅粉末。
[0022]表I (以下共三個數(shù)據(jù)表):退火溫度對粉芯性能的影響
【權(quán)利要求】
1.一種耐高溫金屬軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:它包含以下步驟: (1)配制粉芯粉末:將無機陶瓷粉末摻到還原鐵粉中，使還原鐵粉之間均勻分布微細的陶瓷粉末；其中，還原鐵粉和陶瓷粉末按照重量比為100:0.1-3.0之間； (2)鈍化處理:在配制好的粉芯粉末中加入鈍化劑進行鈍化處理，鈍化劑的用量為粉芯粉末重量的0.001%-0.1% ； (3)壓制成型:在鈍化處理過后的混合金屬粉末中先后加入粘結(jié)劑、潤滑劑，然后在500MPa-850MPa的壓強下壓制成型，粘結(jié)劑的用量為粉芯粉末重量的0.1%_2.0%，潤滑劑的用量為粉芯粉末重量的0.3%-1.0% ； (4)熱處理:壓制成型的鐵粉芯在250-500°C之間退火處理0.2-2小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐高溫金屬軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:所述的無機陶瓷粉末為云母粉、硅酸鹽、磷酸鹽、金屬氧化物的一種或它們的任意組合，該無機陶瓷粉末的粒徑小于10um。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐高溫金屬軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:所述的鈍化過處理在還原鐵粉與陶瓷粉末均勻混合之后；鈍化劑為純磷酸或硼酸，且在鈍化前加入10倍以上的稀釋劑與其均勻混合，其中，稀釋劑為酒精、丙酮的其中一種或它們的混合液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐高溫金屬軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:所述的粘結(jié)劑為娃酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐高溫金屬軟磁粉芯的制備方法，其特征在于:所述的退火處理在保護氣體中進行，保護氣體可以是氮氣或氦氣。
【文檔編號】C21D1/00GK103456479SQ201310094594
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月24日
【發(fā)明者】汪民, 郭峰 申請人:廣州市德瓏電子器件有限公司