铁硅铬合金软磁粉末的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种铁硅铬合金软磁粉末的生产方法，选用铬铁合金、硅铁合金以及纯铁作为原料，投料时，先投入纯铁，待其完全熔化后再投入铬铁合金，待铬铁合金完全熔化后再投入硅铁合金，待原料全部熔融混合后喷射进入雾化器雾化，雾化得到的合金粉末进行分级分选。制备得到的铁硅铬合金软磁粉末球形率高、组分稳定、结构均匀、偏析少，能够满足品质要求高的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
铁硅铬合金软磁粉末的生产方法
本专利技术涉及金属粉末生产
，特别地，涉及一种铁硅铬合金软磁粉末的生产方法。
技术介绍
金属合金软磁粉末是磁性材料中用途最广、用量最大的一类材料，随着其应用领域越来越广泛，对金属合金软磁粉末的品质要求越来越高。其中，铁硅铬合金软磁粉末是需求比较大的金属合金软磁粉末材料之一，其是制造电感器的重要材料，电感在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用，还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。随着自动化控制技术、智能终端等电子制造领域的进步，电子器件日益向小型化、高性能、高速化发展，其对电感材料的要求也越来越高。当前，国内铁硅铬合金粉末生产主要采用球磨法、水雾化法、空气雾化法生产，这些生产工艺生产的铁硅铬合金软磁粉末容易存在球形度差、氧化程度高、结构不均匀、组分不稳定、偏析严重等品质问题，进而导致生产的软磁材料存在结构不致密、通磁不稳定、磁性能局部差异大、使用寿命短、电感值低等一系列问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种铁硅铬合金软磁粉末的生产方法，以解决铁硅铬合金软磁粉末球形度差、组分不稳定、偏析严重的技术问题。根据本专利技术，提供一种铁硅铬合金软磁粉末的生产方法，包括以下步骤：1)原材料准备：硅铁合金50～150重量份，铬铁合金50～150重量份，纯铁700～900重量份；2)投料、混合：先投入所述纯铁，加热升温使所述纯铁完全熔化后，投入所述铬铁合金，在所述铬铁合金完全熔融后，投入所述硅铁合金，使所述硅铁合金完全熔化，得混合金属液；3)雾化：将所述混合金属液进行雾化，形成合金粉末；4)分级：将所述合金粉末分级分选，得不同规格的铁硅铬合金软磁粉末产品。铬单质的熔点为1857℃，硅单质的熔点为1410℃，本专利技术利用铬铁合金、硅铁合金形式引入铬组分和硅组分，铬铁合金的熔点约为1530℃，硅铁合金的熔点约为1320℃，原料的熔化温度大幅下降，反应温度不需要那么高，且利用硅铁合金形式引入硅组分，能够保证硅的成分稳定，不像单质硅那样在高温条件下熔化会氧化、挥发，导致合金中硅含量不稳定。投料时，采用分步投料，先将铁含量高的成分优先熔化，能对后熔化的低含量成分铬、硅进行浸润包裹，避免产生偏析，使得到的合金粉末产品结构均匀，球形度好。进一步地，所述硅铁合金的成分组成为：硅65～75％，杂质≤0.1％，余量为铁；所述铬铁合金的成分组成为：铬55～70％，碳6～8％，余量为铁；所述纯铁的成分组成为：铁99～99.9％，杂质0.1～1％，以上均为质量组成。进一步地，所述投料、混合步骤，在投入所述铬铁合金之后，检测CO或CO2的浓度，当所述CO或CO2的浓度低于2％时，充入氮气，使氮气纯度达98.5％以上。铬铁合金中含有成分碳，在高温条件下，铬铁合金中的碳会优先与空气中的氧发生反应，生成CO，在高温条件下，CO在混合设备上方会进一步氧化为CO2。另外，在高温条件下，碳可夺取铁、铬氧化物中的氧，使铁、铬还原为单质，故在有碳的情况下，不需要隔绝空气。但当CO、CO2逸散后，铁、铬和硅在高温条件下，都可以被空气中的氧所氧化，因此，当检测到混合设备内CO或CO2的浓度低于2％时，需要向混合设备充入氮气来隔绝空气，避免铁、硅、铬被氧化，使得到的合金粉末氧含量低。进一步地，所述雾化步骤，采用高温高压氮气为雾化气体对所述混合金属液进行雾化。雾化步骤利用氮气为介质进行雾化，相对惰性的氮气可防止铁、硅、铬被氧化，采用高温高压的氮气为雾化气体高速喷射入雾化室，合金粉末的球形率高。也可以采用其他惰性气体作为雾化气体，例如氩气。进一步地，所述投料、混合步骤在微正压环境下进行。进一步地，所述微正压为2000～3000KPa。进一步地，所述投料、混合步骤的加热采用电磁感应加热，所述加热升温为加热升温至1580～1650℃。采用电磁感应加热的方式，在电磁感应磁场作用下，熔融的金属液体会自动形成涡旋，促使其中的不同金属液混合、互融。投料、混合时，将含量高的组分铁优先熔化，能对后熔化的低含量成分铬、硅进行浸润包裹，且有磁场导致涡旋对熔融金属液进行搅拌、混合，有助于后引入成分不会产生偏析，进一步保证合金粉末的球形度好和粒度均匀。进一步地，所述投料、混合步骤在混合设备中进行。优选地，所述混合设备为中频炉坩埚。利用铬铁合金形式引入铬组分，熔点下降到1530℃，中频炉坩埚的使用上限温度为1700℃，加热至1580～1650℃即可将铬铁合金完全熔化。当然，所述混合设备也可以采用其他耐高温的设备，只要其能承受所述加热温度即可。进一步地，所述铬铁合金完全熔融20～40min后，投入所述硅铁合金。进一步地，所述混合金属液喷射进入雾化装置前先进入保温装置进行保温，所述保温装置内充氮气保护。混合装置内用于投料和混合熔融的金属液，将混合均匀的金属液转移到保温装置再喷射进入雾化装置，可以进行连续生产，且能够保证进入雾化装置的金属液已经得到充分熔融和混合，保温装置的设置还能够保持金属混合液温度稳定，减少温度波动，有利于雾化得到的粉末粒度更均匀，球形率更高，保温装置充氮气保护，隔绝了铁、硅和铬与氧气的接触，防止铁、硅、铬被氧化，降低合金粉末的氧含量。进一步地，所述保温装置为中频保温炉，保温温度为1580～1650℃。当然，所述保温装置也可以是其他耐高温的设备，只要其能承受所述保温温度即可。进一步地，所述雾化步骤，所述混合金属液采用竖喷方式进入雾化装置。竖喷时，系统风吸力和重力都是向下，金属液滴在雾化室只受向下力作用，而横喷时，系统吸力横向作用，金属液滴要受吸力和重力两个方向的作用，因而，竖喷得到的粉末形状更均匀，球形度更好；且系统风竖直向下，形成的紊流远比横喷方式时先横后竖的运动路径所产生的紊流小，这样，回旋的粉末大幅减少，粉末的粘结情况也会轻微很多。进一步地，所述合金粉末分级分选采用氮气为流动介质。采用氮气为流动介质，可以隔绝合金粉末与空气的接触，防止铁、硅、铬被氧化，降低合金粉末的氧含量。当然，也可以采用其他惰性气体作为流动介质。进一步地，所述分级分选包括初步分级和精细分级，经过所述初步分级的铁硅铬合金软磁粉末进一步精细分级得到粒度分布更集中的铁硅铬合金软磁粉末产品。进一步地，所述铁硅铬合金粉末的成分为铁≥88％，硅6～8％，铬4～6％，其他≤0.1％，以上均为质量组成。本专利技术的铁硅铬合金软磁粉末的生产方法生产得到的铁硅铬合金粉末，可以应用于单端反激变压器、EMI滤波器中的电感器、储能电感器、纯电感器以及扼流圈(逆变电感器)等领域，具有高饱和磁感应强度、优异的直流叠加特性，磁导率范围分布广，温度特性良好，可以在-65～125℃的范围内正常工作，高温高频损耗小，温度系数小等优良品质。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的铁硅铬合金软磁粉末的生产方法，选用铬铁合金、硅铁合金以及纯铁作为原料，投料时，先投入纯铁，待其完全熔化后再投入铬铁合金，待铬铁合金完全熔化后再投入硅铁合金，待原料全部熔融混合后进行雾化得到合金粉末，然后对合金粉末进行分级分选。本专利技术中利用铬铁合金、硅铁合金形式引入铬组分和硅组分，相对于铬单质、硅单质，熔化温度大幅下降，减少了设备投资，同时，利用硅铁合金形式引入硅组分，能够保证硅的成分稳定，不像单质硅那样在高温条件下熔化会氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁硅铬合金软磁粉末的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原材料准备：硅铁合金50～150重量份，铬铁合金50～150重量份，纯铁700～900重量份；2)投料、混合：先投入所述纯铁，加热升温使所述纯铁完全熔化后，投入所述铬铁合金，在所述铬铁合金完全熔融后，投入所述硅铁合金，使所述硅铁合金完全熔化，得混合金属液；3)雾化：将所述混合金属液进行雾化，形成合金粉末；4)分级：将所述合金粉末分级分选，得不同规格的铁硅铬合金软磁粉末产品。

【技术特征摘要】
1.一种铁硅铬合金软磁粉末的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原材料准备：硅铁合金50～150重量份，铬铁合金50～150重量份，纯铁700～900重量份；2)投料、混合：先投入所述纯铁，加热升温使所述纯铁完全熔化后，投入所述铬铁合金，在所述铬铁合金完全熔融后，投入所述硅铁合金，使所述硅铁合金完全熔化，得混合金属液；3)雾化：将所述混合金属液进行雾化，形成合金粉末；4)分级：将所述合金粉末分级分选，得不同规格的铁硅铬合金软磁粉末产品。2.根据权利要求1所述的一种铁硅铬合金软磁粉末的生产方法，其特征在于，所述硅铁合金的成分组成为：硅65～75％，杂质≤0.1％，余量为铁；所述铬铁合金的成分组成为：铬55～70％，碳6～8％，余量为铁；所述纯铁的成分组成为：铁99～99.9％，杂质0.1～1％，以上均为质量组成。3.根据权利要求2所述的一种铁硅铬合金软磁粉末的生产方法，其特征在于，所述投料、混合步骤，在投入所述铬铁合金之后，检测CO或CO2的浓度，当所述CO或CO2的浓度低于2％时，充入氮气，使氮气纯度达98.5％以上。4.根据权利要求1所述的一种铁硅铬合金软...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永红，龚世雪，符兴家，李刚，
申请(专利权)人：泸溪县金源粉体材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43