專利名稱：高導磁率低損耗金屬軟磁材料用粉末及其制備方法
技術領域：
本發明涉及粉末冶金技術領域，尤其涉及一種高導磁率低損耗金屬軟磁材料用粉末及其制備方法。
背景技術：
金屬軟磁粉芯兼有金屬軟磁鋼材及軟磁鐵氧體兩大類別軟磁材料的優良特性，并最大限度地改善了二者存在的缺陷，目前軟磁粉芯的發展趨勢是追求制備出同時擁有高導磁率和低損耗的金屬軟磁粉芯，要想達到這個目標，其中原材料粉末至關重要，粉末的元素成份配置、粒度分布等物理化學性能對軟磁制品的磁性能影響很大。現有技術中高導磁率材料的制造方式如專利公開號為CN1246500A涉及一種高分子/磁性納米復合微波介質材料，含氟、不含氟的高聚物或它們的共聚，共混物的高分子材料與金屬、合金或鐵氧體軟磁材料按I : I至I : 10重量份混合組成，其方法是將粉末或懸濁液的高分子和磁性材料經
攪拌，球磨或超聲等方法均勻復合，用0. 4 4噸/cm2的壓力制成一定形狀,在空氣、I!氣、氮氣或氫氣中，在120 400°C溫度下熱處理30分鐘制得，這種材料無法替代本發明所提出的金屬粉末。又如專利公開號為CN101572150A提供了一種具有高飽和磁化強度的微晶軟磁粉材料，其成分的重量百分含量為4 7%AL、7 12%SI、0. 05 0. 2%CU、0. 1-0. 5%ZR、0. 5 2. 5%B、0. 05 0. 1%PR、0. 05 0. 1%LA、0. 01 0. 05%P、其余為 FE。還有如專利公開號為CN102136331A公開了一種高效軟磁復合材料及其制備方法，該材料是由高電阻率軟磁鐵氧體構成巢壁結構，巢壁結構的鐵氧體包圍并完全隔離巢內軟磁性金屬或合金顆粒軟磁相，使巢內軟磁性金屬或合金顆粒軟磁相相互絕緣，軟磁性金屬或合金顆粒的含量為50wt% 99wt%，余為軟磁鐵氧體；方法是將軟磁性金屬或合金顆粒與軟磁鐵氧體粉末按比例混合，使軟磁鐵氧體粉末完全均勻包覆于軟磁性金屬或合金顆粒表面，再經放電等離子燒結致密化復合燒結成形，最后進行去應力退火熱處理。這些配方和制造方法所得到的產品均具有獨自特點，無法取代本發明所得到產品。
發明內容
本發明的目的是為了解決金屬軟磁鋼材及軟磁鐵氧體兩大類別軟磁材料存在的缺陷問題，提供一種配方科學、工藝合理的高導磁率低損耗金屬軟磁材料用粉末及其制備方法。本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種高導磁率低損耗金屬軟磁材料用粉末及其制備方法，其特征是包含以下粉末元素的重量百分含量84 89% Fe,5. 5 6. 5% Si,2. 0 4. 0% Ni、I. 5 2. 0%Cr、2. 0 3. 0%Mo ;其過程是將原材料按配方比例備料置于中頻爐內，加熱升溫，熔煉過程采用惰性氣體保護，待原材料完全融化后，把熔融的鋼液在1650 1750°C下保溫5 10分鐘，再將鋼液以20 100千克每分鐘的流量進行高壓水霧化工序，霧化過程中使用惰性氣體進行保護，霧化后的粉漿進行脫水，再經真空干燥后進行還原處理，還原溫度600 800°C，氨分解氣流量30 40立方米每小時，將還原后的粉塊進行破碎，過150目篩網后包裝而成。“氨分解氣流量”指每小時通入還原爐中的體積數。通過本工藝方法，可制取粒度組成合理，元素配置恰當、成份均勻穩定等特點的金屬粉末，由這種粉末制成的金屬軟磁零件具有高導磁率低損耗的磁性能特點。作為優選，所述的原材料完全融化后，除去液面漂浮渣，并調整好各粉末元素成份。金屬材料融化過程按常規程序操作，除去表面氧化物等雜物，在實際生產過程中，可抽查金屬熔液的各元素量，保證最佳設計配方。作為優選，所述的鋼液霧化工序，經漏包底部漏孔流下，高壓泵出口噴出的水流壓力為30 45Mpa。霧化過程也可采用其它方式獲得所設計的金屬粒度，但按本裝置的金屬流量需要合理的水流壓力配合。作為優選，所述的還原處理在鋼帶還原爐里進行。自動流水線的鋼帶還原爐高效、品質穩定。
作為優選，所述的在還原爐中，利用氨分解氣把粉末產品表面的部分氧還原。氨分解氣是一種還原性氣體，粉末霧化烘干以后，顆粒表面的氧含量較高，不利于制品廠家工藝的生產，需把粉末在還原爐中還原。氨分解氣中有75%左右的氫氣，在設定溫度下可把還原爐中粉末表面的部分氧還原掉。作為優選，所述的獲得的產品粉末性能為粒度分布比例是100微米以上顆粒含量0 5% ；45微米至100微米顆粒含量40 60% ；45微米以下顆粒含量是40 50%。作為優選，所述的獲得的產品粉末性能還包括松裝密度化/(^3)為2.8 3.0;氧含量小于1500ppm。本發明的有效效果是改善了金屬軟磁鋼材和軟磁鐵氧體兩種軟磁材料存在的缺陷，綜合機械性能優異，利用此粉末可以制備出磁性能優良的金屬軟磁制品。
具體實施例方式下面通過實施例，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。本實施例一種高導磁率低損耗金屬軟磁材料用粉末，材料準備250千克工業純鐵、18千克純硅片、9千克鎳板、10千克含鉻60%的鉻鐵，11千克含鑰55%的鑰鐵。還原后的粉塊經錘式破碎機破碎后，過150目篩網后包裝而成。及其制備過程是將配方好的備料置于中頻爐內，加熱升溫，熔煉過程采用惰性氣體保護，待原材料完全融化后，把溶融的鋼液在1700 C下保溫5分鐘，再將鋼液以30千克每分鐘的流量經漏包底部漏孔流下進入霧化桶內、水流在30Mpa的壓力下進行鋼液霧化工序，在霧化過程中使用氮氣進行保護，氮氣壓力為0. 3Mpa。霧化后的粉漿進行脫水，經真空干燥處理后，在通入氨分解氣的鋼帶還原爐內進行還原，還原溫度為700°C，氨分解氣流量30立方米每小時，還原后的粉塊經錘式破碎機破碎，再過150目篩網后包裝。所得的產品粉末性能為粒度分布比例是100微米以上顆粒含量3% ；45微米至100微米顆粒含量50% ；45微米以下顆粒含量是47%。松裝密度為2. 9g/cm3，氧含量為1400ppm。上述實施例是對本發明的說明，不是對本發明的限定，任何對本發明的簡單變換后的結構、工藝均屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.ー種高導磁率低損耗金屬軟磁材料用粉末及其制備方法，其特征是包含以下粉末元素的重量百分含量84 89% Fe,5. 5 6. 5% Si,2. O 4. 0% Ni、I. 5 2. 0%Cr、2. O 3.0%Mo ;其過程是將原材料按配方比例備料置于中頻爐內，加熱升溫，熔煉過程采用惰性氣體保護，待原材料完全融化后，把熔融的鋼液在1650 1750°C下保溫5 10分鐘，再將鋼液以20 100千克每分鐘的流量進行高壓水霧化工序，霧化過程中使用惰性氣體進行保護，霧化后的粉漿進行脫水，再經真空干燥后進行還原處理，還原溫度600 800°C，氨分解氣流量30 40立方米姆小時,將還原后的粉塊進行破碎,過150目篩網后包裝而成。
2.根據權利要求I所述的高導磁率低損耗金屬軟磁材料用粉末及其制備方法，其特征在于所述的原材料完全融化后，除去液面漂浮渣，并調整好各粉末元素成份。
3.根據權利要求I或2所述的高導磁率低損耗金屬軟磁材料用粉末及其制備方法，其特征在于所述的鋼液霧化工序，經漏包底部漏孔流下，高壓泵出口噴出的水流壓カ為30 45Mpa。
4.根據權利要求I或2所述的高導磁率低損耗金屬軟磁材料用粉末及其制備方法，其特征在于所述的還原處理在鋼帶還原爐里進行。
5.根據權利要求I或2所述的高導磁率低損耗金屬軟磁材料用粉末及其制備方法，其特征在于在還原爐中，利用氨分解氣把粉末產品表面的部分氧還原。
6.根據權利要求I或2所述的高導磁率低損耗金屬軟磁材料用粉末及其制備方法，其特征在于獲得的產品粉末性能為粒度分布比例是100微米以上顆粒含量O 5% ；45微米至100微米顆粒含量40 60% ；45微米以下顆粒含量是40 50%。
7.根據權利要求I或2所述的高導磁率低損耗金屬軟磁材料用粉末及其制備方法，其特征在于獲得的產品粉末性能還包括松裝密度(g/cm3)為2. 8 3. O ;氧含量小于1500ppmo
全文摘要
本發明涉及粉末冶金技術領域，尤其涉及一種高導磁率低損耗金屬軟磁材料用粉末及其制備方法，解決金屬軟磁鋼材及軟磁鐵氧體兩大類別軟磁材料存在的缺陷問題，其特征是包含84～89%Fe、5.5～6.5%Si、2.0～4.0%Ni、1.5～2.0%Cr、2.0～3.0%Mo；將原材料置于中頻爐內，升溫過程中惰性氣體保護，待完全融化后，在1650～1750℃下適當保溫，以20～100千克每分鐘的流量進行鋼液霧化，霧化后的粉漿進行脫水，再經真空干燥后進行還原處理，還原后的粉塊破碎，過150目篩網后包裝而成。利用此粉末可以制備出磁性能優良的金屬軟磁制品。
文檔編號H01F1/20GK102982956SQ20121044147
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者崔毅, 汪志榮, 占建偉 申請人:建德市易通金屬粉材有限公司