一种高磁导率低损耗磁粉芯.pdf

本发明公开了一种高磁导率低损耗磁粉芯，所述高磁导率低损耗磁粉芯使用的磁粉包括如下组分：Si，Fe，Cu，NB，B；其中，Si∶Fe的质量比为9∶98，Fe∶NB的摩尔比为49∶2，NB∶B的质量比为31∶11，Cu∶B的摩尔比为1∶9；根据上述配比，按照以下步骤制备所述高磁导率低损耗磁粉芯：筛分、钝化处理、绝缘包覆处理、模压成型、粉芯晶化和去应力处理；其中，在粉芯晶化和去应力处理，将获得的压坯在520℃～540℃，保温60min～70min，并在保温阶段施加纵向磁场，得到高磁导率低损耗磁粉芯。

1.  一种高磁导率低损耗磁粉芯，其特征在于，所述高磁导率低损耗磁粉芯使用的磁粉包括如下组分：Si，Fe，Cu，NB，B；其中，Si：Fe的质量比为9:98，Fe：NB的摩尔比为49:2，NB：B的质量比为31:11，Cu：B的摩尔比为1:9；
根据上述配比，按照以下步骤制备所述高磁导率低损耗磁粉芯：
S1：将磁粉依次通过100目、150目、200目、250目、320目、500目的粉末筛进行筛分，并按重量分数取5～7％通过100目粉末筛且未通过150目粉末筛的磁粉、4～6％通过150目粉末筛且未通过200目粉末筛的磁粉、47～49％通过200目粉末筛且未通过250目粉末筛的磁粉、25～27％通过250目粉末筛且未通过320目粉末筛的磁粉、10～12％通过320目粉末筛且未通过500目粉末筛的磁粉、3～5％通过500目粉末筛的磁粉进行混合，得到混合磁粉；
S2：将S1中得到的磁粉依次进行钝化处理、绝缘包覆处理，其中在绝缘包覆处理过程中，添加1250±50目的云母粉末作为绝缘剂，且云母粉末与磁粉的质量比为1.5～2.5％；
S3：模压成型；将S2中获得的磁粉在液压机上冷压，从常压以360MPa/min的平均升压速率升至1550MPa～1650MPa压力下保压1-2min，升压过程中随压力的升高其升压速率增大；
S4：粉芯晶化、去应力处理；将S3中获得的压坯在520℃～540℃，保温60min～70min，并在保温阶段施加纵向磁场，得到高磁导率低损耗磁粉芯。

2.  根据权利要求1所述的高磁导率低损耗磁粉芯，其特征在于，在S1中，取用通过100目粉末筛且未通过150目粉末筛的磁粉、通过150目粉末筛且未通过200目粉末筛的磁粉、通过200目粉末筛且未通过250目粉末筛的磁粉、通过250目粉末筛且未通过320目粉末筛的磁粉、通过320目粉末筛且未通过500目粉末筛的磁粉、通过500目粉末筛的磁粉，按重量分数分别为6％、5％、48％、26％、11％、4％。

3.  根据权利要求1所述的高磁导率低损耗磁粉芯，其特征在于，在S2中，云母粉末与磁粉的质量比为2％。

4.  根据权利要求1所述的高磁导率低损耗磁粉芯，其特征在于，在S3中，从常压以360MPa/min的平均升压速率升至1600MPa压力下保压1-2min。

5.  根据权利要求1所述的高磁导率低损耗磁粉芯，其特征在于，在S4中，压坯保温温度为530℃，保温时间为65min。

一种高磁导率低损耗磁粉芯
技术领域
本发明属于磁粉芯技术领域，尤其涉及一种高磁导率低损耗磁粉芯。
背景技术
随着经济的发展，对逆变电路高频化、小型化及抗电磁干扰的要求越来越高。金属磁粉芯是以粉末冶金工艺为基础制造的一种软磁材料，其在磁性能方面的优点，使得在许多场合获得应用。磁粉芯与带绕、叠片的软磁铁芯相比具有恒磁导率、软磁性的优点，在电力电子领域已经得到广泛的应用。在使用磁粉芯优异的软磁性等优点的情况下，必须严格保障磁芯的损耗值较低，但是，现有技术中，磁粉芯在低损耗上还存在不足，可以继续进行改进。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种高磁导率低损耗磁粉芯。
本发明提出的一种高磁导率低损耗磁粉芯，所述高磁导率低损耗磁粉芯使用的磁粉包括如下组分：Si，Fe，Cu，NB，B；其中，Si：Fe的质量比为9:98，Fe：NB的摩尔比为49:2，NB：B的质量比为31:11，Cu：B的摩尔比为1:9；
根据上述配比，按照以下步骤制备所述高磁导率低损耗磁粉芯：
S1：将磁粉依次通过100目、150目、200目、250目、320目、500目的粉末筛进行筛分，并按重量分数取5～7％通过100目粉末筛且未通过150目粉末筛的磁粉、4～6％通过150目粉末筛且未通过200目粉末筛的磁粉、47～49％通过200目粉末筛且未通过250目粉末筛的磁粉、25～27％通过250目粉末筛且未通过320目粉末筛的磁粉、10～12％通过320目粉末筛且未通过500目粉末筛的磁粉、3～5％通过500目粉末筛的磁粉进行混合，得到混合磁粉；
S2：将S1中得到的磁粉依次进行钝化处理、绝缘包覆处理，其中在绝缘包覆处理过程中，添加1250±50目的云母粉末作为绝缘剂，且云母粉末与磁粉的质量比为1.5～2.5％；
S3：模压成型；将S2中获得的磁粉在液压机上冷压，从常压以360MPa/min的平均升压速率升至1550MPa～1650MPa压力下保压1-2min，升压过程中随压力的升高其升压速率增大；
S4：粉芯晶化、去应力处理；将S3中获得的压坯在520℃～540℃，保温60min～70min，并在保温阶段施加纵向磁场，得到高磁导率低损耗磁粉芯。
优选地，在S1中，取用通过100目粉末筛且未通过150目粉末筛的磁粉、通过150目粉末筛且未通过200目粉末筛的磁粉、通过200目粉末筛且未通过250目粉末筛的磁粉、通过250目粉末筛且未通过320目粉末筛的磁粉、通过320目粉末筛且未通过500目粉末筛的磁粉、通过500目粉末筛的磁粉，按重量分数分别为6％、5％、48％、26％、11％、4％。
优选地，在S2中，云母粉末与磁粉的质量比为2％。
优选地，在S3中，从常压以360MPa/min的平均升压速率升至1600MPa压力下保压1-2min。
优选地，在S4中，压坯保温温度为530℃，保温时间为65min。
本发明中，合理控制磁粉的粒度比，从而降低磁粉芯被磁化时涡电流感生的磁场对外出磁化的阻碍作用，有利于提升磁粉芯的磁导率，同时，降低不能通过200目粉末筛的磁粉比例，可以有效降低磁粉芯的涡流损耗，从而使得磁粉芯的损耗较低；通过模压成型可以提高磁粉芯的密度，同时，模压成型过程中不可避免会产生阻碍畴壁移动的内应力造成磁粉芯损耗值的增大并降低磁导率，因此，通过粉芯晶化、去应力处理，将晶化处理和去应力处理同时进行，在形成粉芯晶化的同时降低磁粉芯的内应力，由于粉芯晶化温度较高，可使得磁粉芯的内应力释放更加充分，从而降低磁粉芯损耗值并增加磁导率；在粉芯晶化、去应力处理过程中，施加纵向磁场可以使得磁粉芯内部原子局部重新排列，感生单轴各向异性，使磁粉芯磁化沿纵向择优取向，从而使得磁粉芯被沿纵轴磁化时，磁矩沿纵轴取向阻力较小，提高磁粉芯磁导率；因而，通过对磁粉芯制备各步骤的控制及各步骤的配合，使得磁粉芯能获得优良的综合性能。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
本发明所公开的一种高磁导率低损耗磁粉芯，所述高磁导率低损耗磁粉芯使用的磁粉包括如下组分：Si，Fe，Cu，NB，B；其中，Si：Fe的质量比为9:98，Fe：NB的摩尔比为49:2，NB：B的质量比为31:11，Cu：B的摩尔比为1:9。
上述磁粉组分有利于形成纳米晶组织，从而可以为制备出综合性能良好的高磁导率低损耗磁粉芯奠定良好的基础。
下面对各实施例具体制备方法进行说明。
实施例1
根据上述配比，本实施例1按照以下步骤制备所述高磁导率低损耗磁粉芯：
S1：将磁粉依次通过100目、150目、200目、250目、320目、500目的粉末筛进行筛分，并按重量分数取5％通过100目粉末筛且未通过150目粉末筛的磁粉、6％通过150目粉末筛且未通过200目粉末筛的磁粉、49％通过200目粉末筛且未通过250目粉末筛的磁粉、25％通过250目粉末筛且未通过320目粉末筛的磁粉、10％通过320目粉末筛且未通过500目粉末筛的磁粉、5％通过500目粉末筛的磁粉进行混合，得到混合磁粉；
S2：将S1中得到的磁粉依次进行钝化处理、绝缘包覆处理，其中在绝缘包覆处理过程中， 添加1250目的云母粉末作为绝缘剂，且云母粉末与磁粉的质量比为2.5％；
S3：模压成型；将S2中获得的磁粉在液压机上冷压，从常压以360MPa/min的平均升压速率升至1550MPa压力下保压1min，升压过程中，随压力的升高，升压速率增大；
S4：粉芯晶化、去应力处理；将S3中获得的压坯在540℃，保温60min，并在保温阶段施加纵向磁场，得到高磁导率低损耗磁粉芯。
实施例2
根据上述配比，本实施例2按照以下步骤制备所述高磁导率低损耗磁粉芯：
S1：将磁粉依次通过100目、150目、200目、250目、320目、500目的粉末筛进行筛分，并按重量分数取7％通过100目粉末筛且未通过150目粉末筛的磁粉、4％通过150目粉末筛且未通过200目粉末筛的磁粉、47％通过200目粉末筛且未通过250目粉末筛的磁粉、27％通过250目粉末筛且未通过320目粉末筛的磁粉、12％通过320目粉末筛且未通过500目粉末筛的磁粉、3％通过500目粉末筛的磁粉进行混合，得到混合磁粉；
S2：将S1中得到的磁粉依次进行钝化处理、绝缘包覆处理，其中在绝缘包覆处理过程中，添加1200目的云母粉末作为绝缘剂，且云母粉末与磁粉的质量比为1.5％；
S3：模压成型；将S2中获得的磁粉在液压机上冷压，从常压以360MPa/min的平均升压速率升至1650MPa压力下保压2min，升压过程中，随压力的升高，升压速率增大；
S4：粉芯晶化、去应力处理；将S3中获得的压坯在520℃，保温70min，并在保温阶段施加纵向磁场，得到高磁导率低损耗磁粉芯。
实施例3
根据上述配比，本实施例3按照以下步骤制备所述高磁导率低损耗磁粉芯：
S1：将磁粉依次通过100目、150目、200目、250目、320目、500目的粉末筛进行筛分，并按重量分数取6％通过100目粉末筛且未通过150目粉末筛的磁粉、5％通过150目粉末筛且未通过200目粉末筛的磁粉、48％通过200目粉末筛且未通过250目粉末筛的磁粉、26％通过250目粉末筛且未通过320目粉末筛的磁粉、11％通过320目粉末筛且未通过500目粉末筛的磁粉、4％通过500目粉末筛的磁粉进行混合，得到混合磁粉；
S2：将S1中得到的磁粉依次进行钝化处理、绝缘包覆处理，其中在绝缘包覆处理过程中，添加1280目的云母粉末作为绝缘剂，且云母粉末与磁粉的质量比为2％；
S3：模压成型；将S2中获得的磁粉在液压机上冷压，从常压以360MPa/min的平均升压速率升至1600MPa压力下保压1.5min，升压过程中，随压力的升高，升压速率增大；
S4：粉芯晶化、去应力处理；将S3中获得的压坯在530℃，保温65min，并在保温阶段施加纵向磁场，得到高磁导率低损耗磁粉芯。
实施例1-3中，测试制得的高磁导率低损耗磁粉芯的各项性能，性能数据如表1所示。