本发明专利技术提供一种非晶纳米晶异形磁芯的定形工装，包括：一外框，所述外框内设有至少一个容置槽；至少一内撑，所述内撑置于所述容置槽内，所述内撑的侧部设有内撑切口，所述内撑的内部设有弹性元件，所述内撑切口与所述弹性元件一一配合设置。本发明专利技术提供的异形磁芯定形工装结构简单，便于拆卸，在定形时既能让磁芯放热过程的热量和应力完全释放，避免磁芯内尺寸发生形变和褶皱，提高产品良率及产品性能，又能保证磁芯生产的尺寸精度。能保证磁芯生产的尺寸精度。能保证磁芯生产的尺寸精度。
【技术实现步骤摘要】
一种纳米晶异形磁芯的定形工装及制备方法
[0001]本专利技术涉及磁芯制备
，尤其涉及一种纳米晶异形磁芯的定形工装及制备方法。
技术介绍
[0002]近年来，随着高频电感、高频变压器等元器件的性能要求不断提升，软磁性能优异的纳米晶软磁合金带材在电力电子元器件应用中的重要性日益凸显，应用场合也迅速增多。当前，纳米晶软磁合金带材在电感、变压器等元件中应用时多以圆环形磁芯使用。但为满足复杂的应用环境以及需求愈加精准的市场，电子元件结构亦变得复杂多样，常见圆环形磁芯便不能满足更多的应用场合需求，形状复杂的异形(如跑道型、矩形、不规则形状等)纳米晶磁芯快速发展起来，逐渐成为市场紧俏产品。
[0003]在制备异形纳米晶磁芯时，定形是决定磁芯性能和质量的重要步骤。在定形过程中，需选择与磁芯相匹配的定形工装，然后在特定的热处理条件下定形并进行一系列工艺才能得到目标磁芯。由于纳米晶磁芯需要通过热处理工艺获得，而且其热处理过程中会发生显著的放热现象，定形工装设计不合理时容易产生应力释放不完全导致磁芯变形、热量释放不完全导致过烧等问题，从而严重影响磁芯的性能和良率。此外，定形工装的设计还应考虑批量生产时的操作简便性和品质一致性等因素。
[0004]中国专利CN110931238B公开了一种定形工装，该工装由3个分体工装组合而成，3个分体工装为中间分体工装和位于所述中间分体工装两侧的边缘分体工装，中间分体工装与边缘分体工装间的接触面为曲折面。此工装针对不同尺寸的磁芯定形时，调节困难，无法解决磁芯热处理过程中内尺寸收缩产生的工装错位问题。
[0005]中国专利CN115323149A还公开了一种异形纳米晶磁芯热处理定形工装及其定形方法，由相平行设置的至少两个上表面均成水平面的底座以及调节柱构成，但该工装装卸操作不方便，效率低，且定形得到的产品精度低。
[0006]因此，当前本
亟需解决异形纳米晶磁芯制备过程中简便、高效、高精度定形问题。
技术实现思路
[0007]基于上述问题，本专利技术提供一种纳米晶异形磁芯的定形工装及制备方法，旨在解决现有技术中磁芯定型难、尺寸精度低、磁芯性能低且不一致的技术问题。
[0008]一种纳米晶异形磁芯的定形工装包括：
[0009]一外框，所述外框内设有至少一个容置槽；
[0010]至少一内撑，所述内撑置于所述容置槽内，所述内撑的侧部设有内撑切口，所述内撑的内部设有弹性元件，所述内撑切口与所述弹性元件一一配合设置。
[0011]进一步的，所述容置槽呈阵列式排列，所述内撑为空心状。
[0012]进一步的，所述容置槽的内部轮廓形状和尺寸与所述异形磁芯的外轮廓形状和尺
寸相同。
[0013]进一步的，所述内撑外轮廓的形状与所述异形磁芯内孔的形状相同。
[0014]具体的，所述磁芯的形状为矩形、跑道形、或不规则形中的一种。
[0015]进一步的，所述内撑的外部单边尺寸比所述磁芯内孔的尺寸小0.1mm～0.5mm。
[0016]进一步的，所述弹性元件垂直设置于所述内撑的内部，所述弹性元件的两端与所述内撑相连接。
[0017]进一步的，所述内撑切口的开口方向与所述弹性元件的受力方向平行，所述内撑切口的尺寸小于等于所述磁芯厚度的1/4。
[0018]进一步的，所述弹性元件为螺旋弹簧或波纹管。
[0019]本专利技术还提出一种采用上述定形工装的纳米晶异形磁芯的制备方法，包括：
[0020]步骤A1，将未热处理的纳米晶带材卷绕成环形磁芯；
[0021]步骤A2，将环形磁芯装入定形工装，之后在热处理炉中进行定形热处理，然后冷却至室温，完成定形；
[0022]步骤A3，将定形后磁芯进行脱模处理；
[0023]步骤A4，将定形脱模后的磁芯置于复合磁场热处理炉中，在外加磁场下进行热处理；
[0024]步骤A5，对热处理后的磁芯进行固化处理，得到异形磁芯。
[0025]进一步的，步骤A2中，定形热处理包括三段升温+保温阶段和一段降温阶段；所述降温阶段为将热处理炉内温度降至200℃以下。
[0026]进一步的，定形热处理的第一段升温+保温阶段为将热处理炉内温度由室温加热至纳米晶带材的Cu团簇析出温度T
Cu
至T
Cu
+10℃范围内，保温15
‑
60min。
[0027]进一步的，定形热处理的第二段升温+保温阶段为将热处理炉内温度加热至纳米晶带材的T
X1
‑
20℃至T
X1
‑
10℃范围，保温30
‑
100min；所述T
X1
为纳米晶带材的第一晶化温度。
[0028]进一步的，定形热处理的第三段升温+保温阶段为将热处理炉内温度加热至纳米晶带材的T
X1
℃至T
X1
+50℃范围，保温30
‑
180min。
[0029]进一步的，步骤A4中，热处理工艺包括一段升温+保温阶段、一段降温+保温阶段和一段纯降温阶段；所述纯降温阶段为将热处理炉内温度降至200℃以下。
[0030]进一步的，一段升温+保温阶段为将热处理炉内温度由室温加热至纳米晶带材的T
c
‑
50℃至T
c
‑
10℃范围，保温15
‑
90min，并于保温过程中施加沿带材长度方向的磁场；所述磁场的磁感应强度为50
‑
150mT；所述T
c
为纳米晶带材的居里温度。
[0031]进一步的，一段降温+保温阶段为将热处理炉内温度降至纳米晶带材的T
c
‑
120℃至T
c
‑
50℃范围，保温30
‑
120min，并于保温过程中施加沿带材宽度方向的磁场；所述磁场的磁感应强度为50
‑
200mT。
[0032]本专利技术的有益技术效果在于：
[0033](1)本专利技术的定形工装结构简单，便于拆卸，在纳米晶磁芯定形热处理时既能完全释放热量和应力，又能保证磁芯的尺寸精度高，弹性元件和内撑切口使得磁芯定型热处理过程中吸放热完全，避免磁芯内尺寸发生形变和褶皱，提高产品良率及产品性能。
[0034](2)本专利技术的纳米晶异形磁芯制备方法，采用两步热处理技术：首先采用定形工装进行定形热处理，同步实现纳米晶磁芯的定形和带材的纳米晶化，充分释放晶化相变时的
热量与应力，确保磁芯的形状与尺寸精度；然后采用复合磁场热处理，对磁芯的微观磁结构进行调制，拉升磁芯的软磁性能。最后，本专利技术还将磁芯进行固化处理，进一步固定其尺寸和形状，保证产品的后续应用。
附图说明
[0035]图1是本专利技术的矩形磁芯定形工装的整体结构示意图；
[0036]图2是本专利技术的矩形定形工装的内撑切口的示意图；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种纳米晶异形磁芯的定形工装，其特征在于，包括：一外框，所述外框内设有至少一个容置槽；至少一内撑，所述内撑置于所述容置槽内，所述内撑的侧部设有内撑切口，所述内撑的内部设有弹性元件，所述内撑切口与所述弹性元件一一配合设置。2.根据权利要求1所述的纳米晶异形磁芯的定形工装，其特征在于，所述容置槽呈阵列式排列；所述内撑为空心状。3.根据权利要求1所述的纳米晶异形磁芯的定形工装，其特征在于，所述容置槽的内部轮廓形状和尺寸与所述异形磁芯的外轮廓形状和尺寸相同。4.根据权利要求1所述的纳米晶异形磁芯的定形工装，其特征在于，所述内撑外轮廓的形状与所述异形磁芯内孔的形状相同。5.根据权利要求4所述的纳米晶异形磁芯的定形工装，其特征在于，所述内撑的外部单边尺寸比所述磁芯内孔的尺寸小0.1mm～0.5mm。6.根据权利要求1所述的纳米晶异形磁芯的定形工装，其特征在于，所述弹性元件垂直设置于所述内撑的内部，所述弹性元件的两端与所述内撑相连接。7.根据权利要求1所述的纳米晶异形磁芯的定形工装，其特征在于，所述切口的开口方向与所述弹性元件的受力方向平行，所述内撑切口的尺寸小于等于所述磁芯厚度的1/4。8.根据权利要求6所述的纳米晶异形磁芯的定形工装，其特征在于，所述弹性元件为自螺旋弹簧或波纹管。9.一种采用如权利要求1
‑
8所述的定形工装的纳米晶异形磁芯的制备方法，其特征在于，包括：步骤A1，将未热处理的纳米晶带材卷绕成环形磁芯；步骤A2，将所述环形磁芯装入定形工装，之后在热处理炉中进行定形热处理，然后冷却至室温，完成定形；步骤A3，将定形后磁芯进行脱模处理；步骤A4，将所述定形脱模后的磁芯置于复合磁场热处理炉中，在外加磁场下进行热处理；步骤A5，对热处理后的磁芯进行固化处理，得到异形磁芯。10.根据权利要求9所述的一种异形磁芯的制备方法，其特征在于，所述步骤A2中，所述定形热处理包括三段升温+保温阶段和一段降温阶段；所述降温阶段为将热处理炉内温度降至200℃以下。11.根据权利要求10所述的一种异形磁芯的制备方法，其特征在于，所述定形热处理的第一段升温+保温阶段为将热处理炉内温度由室温加热至纳米晶带材的Cu团簇析出温度T
【专利技术属性】
技术研发人员：霍利山，鲍绪东，郭海，马丽，
申请(专利权)人：宁波中科毕普拉斯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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