阅读说明：本技术 一种铁基合金磁粉芯的防锈处理方法 (Rust-proof treatment method for iron-based alloy magnetic powder core ) 是由 徐涛涛 张博玮 冯松松 张鑫 朱玉飞 邹中秋 仝西川 马剑 于 2021-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种铁基合金磁粉芯的防锈处理方法,属于磁性材料技术领域。本发明将绝缘后的铁基合金粉放入防锈液中浸泡,防锈液可在绝缘后的磁粉表面成膜；起到防锈、改善磁粉表面绝缘质量从而防止损耗恶化,以及提高磁粉成形性从而提升粉芯机械强度的效果；接着压制成生坯,将生坯再放入防锈液中进行二次浸泡,可以有效修复生坯表面可能因压制而损坏的防锈膜层和绝缘包覆层,起到防锈和防止损耗显著恶化的效果。用本发明方法可以解决现有喷漆防锈工艺成本高、环境污染大,常规防锈液浸泡工艺不能长期和全面防锈,以及硅烷偶联剂防锈工艺损害粉芯磁性能的问题,有效防止铁基合金磁粉芯因环境湿度大、放置时间较长等因素引起的表面锈蚀。(The invention discloses an antirust treatment method for an iron-based alloy magnetic powder core, and belongs to the technical field of magnetic materials. According to the invention, the insulated iron-based alloy powder is soaked in the antirust liquid, and the antirust liquid can form a film on the surface of the insulated magnetic powder; the effects of rust prevention, improvement of the surface insulation quality of the magnetic powder so as to prevent loss deterioration, and improvement of the formability of the magnetic powder so as to improve the mechanical strength of the powder core are achieved; and then pressing into a green body, and putting the green body into antirust liquid for secondary soaking, so that an antirust film layer and an insulating coating layer which are possibly damaged by pressing on the surface of the green body can be effectively repaired, and the effects of rust prevention and remarkable deterioration prevention of loss are achieved. The method can solve the problems that the existing spray painting antirust process has high cost and large environmental pollution, the conventional antirust liquid soaking process can not realize long-term and comprehensive antirust, and the silane coupling agent antirust process damages the magnetic performance of the powder core, and effectively prevents the surface of the iron-based alloy magnetic powder core from being rusted due to factors such as large environmental humidity, long standing time and the like.)

一种铁基合金磁粉芯的防锈处理方法

技术领域

本发明属于磁性材料技术领域，具体涉及一种铁基合金磁粉芯的防锈方法。

背景技术

常见的铁基合金磁粉芯有铁硅粉芯、铁硅铝粉芯、铁镍粉芯和纯铁粉芯，广泛应用于有源滤波器、逆变器、不间断电源等电力电子设备中。目前，磁粉芯大都是通过绝缘包覆、压制成形和退火热处理等粉末冶金工艺制备而成，具有易加工和磁性能优良的优点。

但因软磁粉芯大都以铁为主要组成元素，在空气潮湿或长期搁置的情况下容易生锈，其抗锈蚀能力较差。为防止铁基合金磁粉芯锈蚀，实际生产中常采用喷漆或防锈油浸泡的方法将磁芯与空气隔绝，防止锈蚀。但喷漆容易污染环境，且漆层外表皮在长时间使用后容易出现掉落的情况；而用防锈油浸泡磁芯，由于磁芯内部微小气隙内的空气很难完全排出，因此防锈油很难完全进入粉芯内部气隙，难以达到全面防锈和长期防锈的目的。此外，还有研究人员使用硅烷偶联剂对磁粉芯进行防锈处理，但该方法在防锈过程中需对磁芯进行酸洗或者碱洗，而酸和碱都会与磁粉发生反应，使其表面钝化，从而导致磁粉芯磁性能的恶化。所以，发展一种不影响粉芯磁性能，同时能实现长期和全面防锈的工艺方法，对优化铁基合金磁粉芯的综合物性具有重要意义。

发明内容

为了解决现有喷漆防锈工艺成本高、环境污染大、防锈液浸泡工艺不能长期和全面防锈，以及硅烷偶联剂防锈工艺损害粉芯磁性能等问题，实现在不影响铁基合金磁粉芯磁性能条件下，能增强磁粉芯抗锈蚀能力并提升磁粉芯机械强度，本发明提供一种铁基合金磁粉芯的防锈处理方法。

一种铁基合金磁粉芯的防锈处理操作步骤如下：

（1）将绝缘后的铁基合金粉末放入防锈液中进行浸泡，浸泡时间为20～80 min；烘干，烘干温度为60～160 ℃、烘干时间为60～80 min，得到防锈铁基合金粉末；

所述防锈液为丙烯酸乳液、环氧丙烯酸酯树脂和十二碳醇脂三者的混合溶液；

（2）在防锈铁基合金粉末中加入脱模剂均匀混合，脱模剂的加入量为防锈铁基合金粉末质量1‰～10‰的量，压制成生坯，成形压强为1600 MPa～2500 MPa；

（3）将生坯放入防锈液中进行二次浸泡，浸泡时间为60～180 min；在60～80℃进行生坯表面烘干；再低温烘烤，低温烘烤条件：温度130～300℃、时间30～100 min；得到浸泡生坯；

所述防锈液与步骤（1）中的防锈液相同；

（4）将浸泡生坯在氮气中进行退火处理，退火温度为700～900 ℃，保温时间为40～120 min，自然冷却，得到铁基合金磁粉芯；

所述铁基合金磁粉芯的相对磁导率为58～73，50kHz/100mT的损耗为267.3～501.2mW/cm³，拉断强度为479～643N。

进一步的具体技术方案如下：

步骤（1）中，所述铁基合金粉末为气雾化铁硅铝合金粉、球磨破碎铁硅铝合金粉、气雾化铁硅合金粉中的一种。

所述防锈液按体积比1:1:3～18由丙烯酸乳液、环氧丙烯酸酯树脂和十二碳醇脂三者混合均匀制成。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1.本发明将绝缘后的铁基合金粉放入防锈液中浸泡，防锈液可在绝缘后的磁粉表面成膜，一方面可以弥补绝缘包覆的不均匀，另一方面形成的防锈液薄膜具有疏水和粘结的作用，因此可以起到防锈，隔断磁粉涡流通路防止损耗显著恶化，提高磁粉成形性从而提升粉芯机械强度的作用。

2.本发明将压制成形后的生坯再放入防锈液中进行二次浸泡，可以有效修复生坯表面可能因压制而损坏的防锈膜层和绝缘包覆层，因此可以起到防锈和防止损耗显著恶化的效果。

3.以相对磁导率级别为60（±8%）的球磨破碎铁硅铝磁粉芯为例，1号为未经防锈处理的样品，2号为采用本发明工艺制备的样品。它们的磁性能和拉断强度对比如表1所示。可见，采用本发明防锈工艺处理后样品的磁导率及损耗均变化不大，但拉断强度显著增强。图1为两个样品经双85测试360小时后的外观照片。可见，采用本发明防锈工艺处理后，样品的表面未出现锈蚀现象，呈现了很好的防锈效果。

附图说明

图1 （a）未经防锈处理和（b）采用本发明防锈工艺处理后的球磨破碎铁硅铝磁粉芯在双85测试360小时后样品的外观照片。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。

实施例1

一种铁基合金磁粉芯的防锈处理操作步骤如下：

（1）取500g绝缘后的气雾化铁硅铝合金粉，放入到5kg防锈液中进行浸泡，浸泡时间为20 min；烘干，烘干温度为60 ℃、烘干时间为60 min，得到防锈铁基合金粉末。

所述防锈液按体积比1:1:3由丙烯酸乳液、环氧丙烯酸酯树脂和十二碳醇脂三者混合均匀制成。

（2）将500g防锈铁基合金粉末与0.5g的脱模剂均匀混合，压制成生坯，成形压强为1600 MPa。

（3）将生坯放入防锈液中进行二次浸泡，浸泡时间为60min。在60℃条件下进行生坯表面烘干，再在130℃条件下低温烘烤，烘烤时间为30min，得到浸泡生坯。

所用防锈液与步骤（1）中的防锈液相同。

（4）将浸泡生坯进行退火处理，退火温度为700 ℃，保温时间为40min，得到气雾化铁硅铝软磁粉芯。

本实施例1的气雾化铁硅铝软磁粉芯的相对磁导率为62、50kHz/100mT的损耗为267.3mW/cm³、拉断强度为479N。

实施例2

一种铁基合金磁粉芯的防锈处理操作步骤如下：

（1）取500g绝缘后的球磨破碎铁硅铝合金粉，放入到5kg防锈液中进行浸泡，浸泡时间为60 min，烘干，烘干温度为120℃、烘干时间为70 min，得到防锈球磨破碎铁硅铝合金粉末。

所述防锈液按体积比1:1:10由丙烯酸乳液、环氧丙烯酸酯树脂和十二碳醇脂三者混合均匀制成。

（2）将500g防锈球磨破碎铁硅铝合金粉末与2.5g的脱模剂均匀混合，压制成生坯，成形压强为1900 MPa。

（3）将生坯放入防锈液中进行二次浸泡，浸泡时间为120min。在70℃条件下进行生坯表面烘干，再在200℃条件下低温烘烤，烘烤时间为60min，得到浸泡生坯。

所用防锈液与步骤（1）中的防锈液相同。

（4）将浸泡生坯进行退火处理，退火温度为800 ℃，保温时间为80min，得到球磨破碎铁硅铝软磁粉芯。

本实施例2的球磨破碎铁硅铝软磁粉芯的相对磁导率为58、50kHz/100mT的损耗为329.3mW/cm³、拉断强度为643N。

参见图1，图1（a）为未经防锈处理的球磨破碎铁硅铝磁粉芯在双85测试360小时后样品的外观照片，可见球磨破碎铁硅铝磁粉芯表面存在锈斑。图1（b）为采用本发明防锈工艺处理后的球磨破碎铁硅铝磁粉芯在双85测试360小时后样品的外观照片，可见本发明防锈工艺处理后的球磨破碎铁硅铝磁粉芯表面没有锈斑。

实施例3

一种铁基合金磁粉芯的防锈处理操作步骤如下：

（1）取500g绝缘后的气雾化铁硅合金粉，放入到5kg防锈液中进行浸泡，浸泡时间为80 min；烘干，烘干温度为160 ℃、烘干时间为80 min，得到防锈气雾化铁硅合金粉末。

防锈液按体积比1:1:18由丙烯酸乳液、环氧丙烯酸酯树脂和十二碳醇脂三者混合均匀制成。

（2）将500g防锈气雾化铁硅合金粉末与5g的脱模剂均匀混合，压制成生坯，成形压强为2500 MPa。

（3）将生坯放入防锈液中进行二次浸泡，浸泡时间为180min。在80℃条件下进行生坯表面烘干，再在300℃条件下低温烘烤，烘烤时间为100min，得到浸泡生坯。

所用防锈液与步骤（1）中的防锈液相同。

（4）将浸泡生坯进行退火处理，退火温度为900 ℃，保温时间为120min，得到气雾化铁硅软磁粉芯。

本实施例3的气雾化铁硅软磁粉芯的相对磁导率为73、50kHz/100mT的损耗为501.2 mW/cm³、拉断强度为598N。

以上所述，仅是本发明的典型实施例，不对本发明做任何限制，依据本发明方法所做的任何修改及等同变化，仍属于本发明的保护涵盖范围。