一种带弧面的磁环及其制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种带弧面的磁环及其制造工艺，其属于软磁材料生产技术的领域，其包括如下步骤：先准备预设量的FeSiCr合金粉末；然后，利用球磨处理使其实现扁平化；接着，再对其进行表面磷化；待其充分干燥后，再对其进行钝化，然后，再对经过二次酸化的材料进行绝缘包覆；再分别经过压制成型、固化处理以及辅助加工后可以获得一种带弧面的磁环产品。该种磁环产品的内核分子式的化学计量比为质量百分比，其中，Fe为87.80

【技术实现步骤摘要】
一种带弧面的磁环及其制造工艺


[0001]本专利技术涉及软磁材料生产技术的
，特别是涉及一种带弧面的磁环及其制造工艺。

技术介绍

[0002]软磁材料以其高饱和磁感应强度和磁导率等特性，在电磁转换、能量存储与传递方面发挥着不可替代的作用。传统的金属软磁粉芯是由经过绝缘处理的金属或者合金粉末与粘结剂均匀混合形成复合软磁颗粒，通过粉末冶金的方式制备得到。金属软磁粉芯具有较高电阻率、低损耗、较广的应用频率范围。随着科技的发展与社会的进步，人们对电子行业的发展提出了新的要求：（1）电子器件的发展应当向着小型化、高频化、一体化、轻量化；（2）电子行业的发展应当遵循可持续发展原则。根据以上原则，电子器件在进行制备的过程中需要谨慎选择原料，尽量优化制备工艺，减少在制备过程中对环境的影响，提高电子器件的品质。在金属磁粉芯的几种类别中，目前工业应用较为成熟的金属磁粉芯体系包括：纯铁粉芯、Fe
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Si系、Fe
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Si
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Al系以及Fe
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Ni系。
[0003]基于此，中国专利CN106205930A公开了一种铁镍钼金属磁粉芯的制备方法，其包括以下步骤：(1)熔炼雾化；(2)粒度组合；(3)磁粉球磨；(4)热处理；(5)化学包覆；(6)氧化成膜；(7)二次绝缘包覆；(8)压制成型；(9)磁芯退火；(10)喷漆。上述所公开的铁镍钼金属磁粉芯的制备方法具有成本低以及操作方便的优点。但由于铁镍钼磁粉的材料价格昂贵，其成本是传统FeSiAl磁粉的6倍左右，因而导致上述制备方法的实际市场需求量极小。
[0004]此外，中国专利CN104361968A也公开了一种低损耗高磁导率铁硅铝磁粉芯的制备方法；其通过在熔炼中通过添加少量Ti元素到FeSiAl中，经过铸锭，破碎制成粉末，再经过高温氢气退火、绝缘包覆、成型、磁芯退火等工艺制备出磁导率达到147的铁硅铝磁粉芯，其损耗在50kHz，100mT时是280mW/cm3。虽然，通过上述所公开的低损耗高磁导率铁硅铝磁粉芯的制备方法所制备的磁芯磁导率的较高，但由于其制备的磁芯粉末较粗，因而导致其涡流损耗大，损耗偏高；而且，由于该种制备方法使用的破碎的粉末，因而，其具有磁芯密度小以及叠加性能较差等缺陷。
[0005]因此，目前较受一体成型电感元器件市场欢迎的软磁材料包括Fe
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Si系中的FeSiCr合金磁粉芯和羰基铁粉芯。由于所述FeSiCr合金中通过添加了Cr元素，从而使其能大幅度增强Fe
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Si系合金的耐腐蚀性；但这也同时导致了其在生产加工中难以通过弱酸H3PO4来钝化FeSiCr合金粉末，以使FeSiCr合金粉末能在其表面形成完整的无机绝缘层。而且，所述FeSiCr合金粉的粉末也存在质地偏硬的缺陷，所以，在常规的压制过程所述FeSiCr合金粉末的表面绝缘层易破裂。此外，常规的FeSiCr合金磁粉芯的内部结构为气隙、内应力和绝缘处理的合金粉末所组成的三维网络结构。由于所述FeSiCr合金磁粉芯的颗粒形状、粒径分布等因素造成压制成型的磁粉芯内部容易存留孔洞，所以，在高压交变磁场中应用该种FeSiCr合金磁粉芯时易导致其被击穿。因而，现有的FeSiCr合金磁粉芯普遍存在高频损耗高的技术问题。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对现有技术中铁基磁环所存在的高频损耗高的技术问题，提供一种带弧面的磁环及其制造工艺。
[0007]一种带弧面的磁环的制造工艺，其包括如下步骤：S1：首先，称取预设质量的气雾化FeSiCr合金粉末放入球磨装置中；然后，再根据所称取的FeSiCr合金粉末的质量对应称取预设质量的无水乙醇倒入所述球磨装置中；待所述球磨装置被密封完好后放入球磨设备；球料比设为10：1、转速设为300r/min以及球磨时间设为15h；S2：接着，将经过球磨处理的FeSiCr合金粉末加入到浓度为1.5wt.%的H3PO4丙酮溶液中，其中丙酮溶液与所述FeSiCr合金粉末的质量比为1.5:1；然后，在50℃下将混合液均匀搅拌至所述丙酮溶液完全挥发；然后，再将剩余的FeSiCr合金粉末在120℃的真空干燥箱内对其持续干燥1h；S3：接着，选取粒径小于140目的已磷化的FeSiCr合金粉末加入到浓度为2.0wt%HCl乙醇溶液中，并将混合溶浆放置于65℃的水浴锅中均匀搅拌4h；待搅拌完毕后将FeSiCr粉末在120℃的真空干燥箱内干燥1h；S4：接着，使用振动筛分机选取粒径小于140目的FeSiCr合金粉末，并将其放入已预先混合均匀的丙酮与1wt.%的KH
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550溶液的中，并将其继续搅拌均匀后烘干；然后，再将混合均匀的丙酮与硅酸钠水溶液混合溶液滴入上述的混合物中，最后，再次对其搅拌并将其在100℃的真空干燥箱内干燥1h；S5：接着，先用无水酒精溶剂擦拭成型模具至表面光滑，再使用硬脂酸钡作为成型模具的润滑剂；然后，将经过绝缘包覆后的FeSiCr粉末放置于成型模具中成型，其中，成型压力为900MPa，保压时间为90s；S6：接着，将压制成型后得到的铁基磁粉芯放置于干燥箱内，并在空气气氛中于200℃固化2小时；S7：最后，将固化处理后铁基磁粉芯打磨为带弧面的磁环。
[0008]具体的，在步骤S1中单次投入球磨装置中的FeSiCr合金粉末与无水乙醇的质量比为：1:2。
[0009]具体的，在步骤S2中，先在超声波搅拌器的作用下，将H3PO4在丙酮溶液中完全分散。
[0010]具体的，在步骤S2中，设置水浴反应锅的温度为50℃，先投入磷酸丙酮溶液，然后，再将FeSiCr合金粉末加入到磷酸丙酮溶液中。
[0011]具体的，在步骤S2中，先使用机械搅拌器匀速搅拌FeSiCr合金粉与磷酸丙酮的混合溶液直至丙酮完全挥发，整个搅拌过程持续40min。
[0012]具体的，然后，将FeSiCr合金粉放置在通风橱中于室温下干燥30min，再使用140目筛网对其进行筛料。
[0013]具体的，最后，将粒径小于140目的FeSiCr合金粉末颗粒在120℃真空干燥箱干燥处理1小时。
[0014]具体的，所添加的硅酸钠水溶液的质量占投入的FeSiCr合金粉末的质量的3%
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4%。
[0015]进一步的，一种由上述的带弧面的磁环的制造工艺制备的磁环，其内核分子式的
化学计量比为质量百分比，其中，Fe为87.80
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91.75、Si为3.65
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8.20、Cr为4.00
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5.55，上述三组分的百分比之和为100。
[0016]综上所述，本专利技术一种带弧面的磁环的制造工艺首先通过球磨工艺实现FeSiCr粉末的扁平化，由于FeSiCr粉末的软磁性能与其自身密度和电阻率密切相关，随粉末球磨时间的延长，磁粉芯的品质因数先升高后降低，当粉末球磨时间设定为15小时左右时，可以获得直径约为30μm、厚度约为0.2μm、颗粒纵横比（直径/厚度）为150的粉末，此时制得的磁粉芯综本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带弧面的磁环的制造工艺，其特征在于，其包括如下步骤：S1：首先，称取预设质量的气雾化FeSiCr合金粉末放入球磨装置中；然后，再根据所称取的FeSiCr合金粉末的质量对应称取预设质量的无水乙醇倒入所述球磨装置中；待所述球磨装置被密封完好后放入球磨设备；球料比设为10：1、转速设为300r/min以及球磨时间设为15h；S2：接着，将经过球磨处理的FeSiCr合金粉末加入到浓度为1.5wt.%的H3PO4丙酮溶液中，其中丙酮溶液与所述FeSiCr合金粉末的质量比为1.5:1；然后，在50℃下将混合液均匀搅拌至所述丙酮溶液完全挥发；然后，再将剩余的FeSiCr合金粉末在120℃的真空干燥箱内对其持续干燥1h；S3：接着，选取粒径小于140目的已磷化的FeSiCr合金粉末加入到浓度为2.0wt%HCl乙醇溶液中，并将混合溶浆放置于65℃的水浴锅中均匀搅拌4h；待搅拌完毕后将FeSiCr粉末在120℃的真空干燥箱内干燥1h；S4：接着，使用振动筛分机选取粒径小于140目的FeSiCr合金粉末，并将其放入已预先混合均匀的丙酮与1wt.%的KH
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550溶液的中，并将其继续搅拌均匀后烘干；然后，再将混合均匀的丙酮与硅酸钠水溶液混合溶液滴入上述的混合物中，最后，再次对其搅拌并将其在100℃的真空干燥箱内干燥1h；S5：接着，先用无水酒精溶剂擦拭成型模具至表面光滑，再使用硬脂酸钡作为成型模具的润滑剂；然后，将经过绝缘包覆后的FeSiCr粉末放置于成型模具中成型，其中，成型压力为900MPa，保压时间为90s；S6：接着，将压制成型后得到的铁基磁粉芯放置于干燥箱内，并在空气气氛中于200℃固化2小时；S7：最后，将固化处理后铁基磁粉芯打磨为带弧面的磁环。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁成，张国庭，王理平，林露明，
申请(专利权)人：惠州市安可远磁性器件有限公司，
类型：发明
国别省市：