一种铁芯及其制作方法技术

一种铁芯及其制作方法，属于磁性材料领域。铁芯的制作方法包括以下步骤：将铁粉浸泡于磷酸水溶液中形成铁粉溶液，然后在惰性气体或者还原性气体下干燥铁粉溶液，得到铁粉初料。混合铁硅铝粉、微蜡粉以及铁粉初料，得到混料。对混料进行压制成型、烧结、冷却，得到所述铁芯。由本发明专利技术提供的方法制作的铁芯具有高稳定性和高强度的优点，可避免被气蚀，延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁性材料领域，具体而言，涉及一种铁芯及其制作方法。
技术介绍
电喷柴油发动机是采用电子控制燃油喷射及排放的柴油机。目前，电喷柴油发动机常常采用高压共轨式喷油系统以实现对喷油量、喷油压力、喷油速率和喷油定时等的灵活控制，从而实现优化燃烧过程，进而提高柴油机的性能。高压共轨式喷油系统对喷油量和喷油规律的控制都是通过对高速电磁阀的精确控制实现的，因此，高速电磁阀的性能直接决定了共轨式燃油喷射系统的功能。现有的电磁阀中的铁芯存在使用过程中易发生气蚀的问题，从而导致其使用寿命下降，难以满足要求。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种强度高、稳定性好的铁芯，以避免铁芯在电喷系统中发生气蚀而损坏的情况。本专利技术的第二目的在于提供一种上述铁芯的制作方法，以简化铁芯的制作流程，改善铁芯的强度，提高使用寿命。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种铁芯的制作方法包括以下步骤：步骤A、将铁粉浸泡于磷酸水溶液中形成铁粉溶液，然后在惰性气体或者还原性气体下干燥铁粉溶液，得到铁粉初料；步骤B、混合铁硅铝粉、微蜡粉以及铁粉初料，得到混料；步骤C、对混料进行压制、烧结、冷却，得到铁芯。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种铁芯的制作方法，通过对铁粉进行磷化处理，从而在高纯度铁粉的表面形成磷酸盐，进而对铁粉实现保护，防止铁芯在使用环境中被气体或者液体物质腐蚀。将磷化处理的铁粉与铁硅铝粉材料、微蜡粉混合，再依次采用压制、烧结、冷却制作成而成铁芯，其强度高，能够承受外界更高的冲击作用，保持较长的寿命。铁硅铝材料的加入和烧结温度的控制，则使得制作的铁芯具有较优异的电磁和力学性能。通过本发明提供的方法制作的铁芯具有高的导磁率、高强度和稳定性、高频损耗低的优点。铁芯最大导磁率为1200H/m，铁芯的密度可达7.40～7.70g/cm3，磁感应强度达到1.8～1.85T，磁导率可达7～30μΩ。现有市售的柴油电喷系统用高压共轨电磁阀铁芯的强度低、稳定性相对较差，在使用过程中容易因气蚀损坏而无法使用，其使用寿命一般为2年；采用本专利技术提供的铁芯制作方法制作的铁芯稳定高、强度大，其使用寿命可长达8年以上。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例1中提供的铁芯的制作方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。以下针对本专利技术实施例的铁芯及其制作方法进行具体说明：一种铁芯的制作方法，包括以下步骤：步骤S101、将铁粉浸泡于磷酸水溶液中形成铁粉溶液，然后在惰性气体或者还原性气体下干燥铁粉溶液，得到铁粉初料；步骤S102、混合铁硅铝粉、微蜡粉以及铁粉初料，得到混料；步骤S103、对混料进行压制成型、烧结、冷却，得到铁芯。磷酸水溶液浸泡铁粉的磷化处理可以在铁粉表面形成磷酸盐物质，从而对铁粉起到保护作用，提高其抗腐蚀性能，减少柴油机的电喷系统中的油气对铁芯的气蚀问题。惰性气体下的干燥，可以避免干燥过程中铁粉的氧化问题，提高铁粉的纯度。还原性气体可进一步地减少了铁粉被氧化的情况。还原性气体的选择可以有多种，例如，一氧化碳、氢气，优选采用氢气。铁硅铝粉是一种优异的磁性材料，以铁硅铝粉作为辅助功能材料，可以改善铁芯的电磁性能，提高铁芯使用的范围；铁硅铝粉也可以改善铁芯力学性能，提高铁芯强度，改善其抗腐蚀能力。微蜡粉作为粘结剂能够使铁硅铝粉和磷化处理的铁粉充分混合，利于进行塑形。此外，作为粘结剂的微蜡粉，更易于制作铁芯的过程中的排蜡操作，从而避免排蜡过程中对铁芯的破坏，减小对铁芯的力学性能和电磁性能的影响。总之，本专利技术提供的铁芯制作方法，将铁粉经过在惰性气体氛围或还原性气体氛围下磷化处理，再与铁硅铝粉和微蜡粉混合，经过压制成型制作为需要的形状，然后经过烧结使铁粉、铁硅铝粉充分反应，同时将微蜡粉排出，再通过冷却，从而获得性能优异的铁芯。磷化处理在铁粉表面形成磷酸盐膜层，可以起到较好的防锈蚀作用，特别是对于工作在高温的油气环境中的工件。该铁芯具有更高的强度和耐腐蚀性能，在柴油发动机的电喷系统中不易发生气蚀，使用寿命更高。此外，铁芯还具有更好的耐老化能力，有助于提高其使用寿命。铁粉品质的好坏会影响最终铁芯产品的质量，因而，铁粉可优选采用纯铁粉，以进一步降低铁芯中被氧化的铁粉的含量。纯铁粉更易于与磷酸水溶液进行反应，以便在其表面形成更加稳定、结合牢固的磷酸盐，使铁粉具有更好的抗气蚀性能、稳定的电磁性能。由于磷酸水溶液的浓度会影响铁粉的磷化程度，进而对铁粉的强度和耐气蚀性能产生影响。在步骤S101中，磷酸水溶液优选采用由市售85wt％浓磷酸用水稀释而成。优选地，磷酸水溶液中磷酸的浓度为30～37wt％。铁粉浸泡于磷酸水溶液中的时间是30～40分钟。采用上述浓度的磷酸水溶液和上述浸泡时间，可以在铁粉表面形成厚度和结合稳定的磷酸盐物质，以实现增强铁芯的抗气蚀性，同时避免造成铁粉的导电性能大幅度降低。此外，采用上述条件进行浸泡还可确保铁芯的致密度和磁感应强度以及磁导率，从而提高铁性的使用性能。铁粉溶液的干燥可以采用闪蒸、加热等方式进行。由于加热干燥的方式操作简单、操作过程更易控制，且干燥过程的成本更低廉，因此，优选采用加热方式进行。加热干燥的过程会对磷酸水溶液与铁粉间的反应过程起到影响，并且会加速铁粉的氧化过程，导致铁粉品质的下降。基于上述考虑，采用以下升温梯度加热铁粉溶液：1小时内加热至40～50℃；再于1小时内加热至200～210℃；然后1小时内加热至290～310℃。通过采用梯度升温的方式，可以提高铁粉与磷酸水溶液之间的反应速度，同时通过控制时间可以获得更好的磷化处理效果。磷化处理过程中形成的磷酸盐可以作为防氧化层，减少在加热过程中铁粉被氧化的情况的发生。在步骤S102中，铁硅铝粉的用量是铁粉初料的重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁芯的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、将铁粉浸泡于磷酸水溶液中形成铁粉溶液，然后在惰性气体或者还原性气体下干燥所述铁粉溶液，得到铁粉初料；步骤B、混合铁硅铝粉、微蜡粉以及所述铁粉初料，得到混料；步骤C、对所述混料进行压制成型、烧结、冷却，得到所述铁芯。

【技术特征摘要】
1.一种铁芯的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A、将铁粉浸泡于磷酸水溶液中形成铁粉溶液，然后在惰性气体
或者还原性气体下干燥所述铁粉溶液，得到铁粉初料；
步骤B、混合铁硅铝粉、微蜡粉以及所述铁粉初料，得到混料；
步骤C、对所述混料进行压制成型、烧结、冷却，得到所述铁芯。
2.根据权利要求1所述的铁芯的制作方法，其特征在于，在步骤A中，
所述磷酸水溶液中磷酸的浓度为30～37wt％，所述铁粉浸泡于所述磷酸水溶
液中的时间是30～40分钟。
3.根据权利要求2所述的铁芯的制作方法，其特征在于，在步骤A中，
所述干燥铁粉溶液的方法是：采用以下升温梯度加热所述铁粉溶液：
1小时内加热至40～50℃，再于1小时内加热至200～210℃，然后1小
时内加热至290～310℃。
4.根据权利要求1所述的铁芯的制作方法，其特征在于，在步骤B中，
所述铁硅铝粉的用量是所述铁粉初料的重量的0.1～6％。
5.根据权利要求4所述的铁芯的制作方法，其特征在于，在步骤B中，
所述微蜡粉的用量是所述铁粉初料...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈籼夫，杜鋆鹏，杜林周，
申请(专利权)人：成都锦粼科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51