一种环氧改性有机硅树脂包覆磁粉芯的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁粉芯制造领域，具体涉及一种环氧改性有机硅树脂包覆磁粉芯的制备方法。
技术背景
[0002]铁磁粉芯是由高磁导率合金粉末(铁硅(Fe-Si )、铁镍(Fe-Ni )、铁硅镍(Fe-S1-Ni )、铁镍钼(Fe-N1-Mo))和非铁磁性材料(主要是各种树脂)粘结而成的，气隙在铁磁性材料中有着非常重要的作用。粉体包覆的好坏直接影响到磁芯的成型密度，进而直接影响到产品的性能，包括直流偏置(DC-Bias)性能和磁芯损耗。
[0003]金属磁粉芯将磁性粉末与绝缘介质均匀混合，压制成磁芯，由于粉粒很小(直径
0.5~5 μπι)，被非磁性绝缘介质隔开，其电阻率比金属及其合金要大得多，因而涡流损耗小。同时，磁粉芯内部形成分布气隙，在磁化时，这些分布气隙能够存储相当大的能量。磁芯粉磁导率较小但线性度、饱和磁密较高，工作频率范围较宽。磁芯总损耗的增加主要来自于涡流损耗。因此想要减小金属软磁粉芯的损耗，主要应当从如何降低涡流损耗来入手，这也是金属软磁粉芯的主要生产工艺技术之核心。
[0004]目前，现有技术中，采用环氧包覆时，具有包覆性能好的优点，但是退火后，包覆的环氧树脂易烧蚀，不能用于较高温度退火，磁芯产品的磁损较高；采用有机硅包覆时，可以用于500°C退火，但是压制性较差，成型密度不高，产品性能较差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于解决目前磁芯产品包覆材料存在的以上问题，提供一种新型的绝缘保护方式，可以明显改善粉体的包覆性能，使本产品能够用于高温退火，从而降低磁芯的磁损。
[0006]一种环氧改性有机硅树脂包覆磁粉芯的制备方法，包括以下步骤:
(1)气雾化制粉；
(2)筛分；
(3)绝缘；
(4)筛分；
(5)混合造粒；
(6)筛分；
(7)压制；
(8)退火;
其中，步骤(3)中所述绝缘是指使用环氧改性有机硅树脂包覆磁粉芯；所述环氧改性有机硅树脂的制备方法为:使用甲苯作为溶剂，在反应器中加入环氧树脂E44，加热到120°C出现回流，加入催化剂二月桂酸二丁基锡、偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和有机硅树脂SAR665，在120°C下连续反应4h，得到环氧改性有机硅树脂；其中，所述有机娃树脂和环氧树脂E44的质量比为7:3 ;催化剂的添加量为有机娃树脂和环氧树脂E44的2~3wt% ;偶联剂的添加量为有机娃树脂和环氧树脂E44的lwt%。
[0007]作为一种优选的技术方案，步骤(8)中，所述退火是在300°C下预烘烤lh，然后升温至500°C退火2h，最后随炉冷却至室温。
[0008]本发明环氧改性有机硅树脂包覆运用于磁粉芯包覆，其占磁性粉体总质量分数控制在0_10%之间。本发明适用范围是:适用于Fe-XSi (X在是质量分数在0_8%之间)广品包覆；适用于Fe-XNi (X在是质量分数在0-8%之间)产品包覆；适用于Fe-XS1-YAl (X、Y在是质量分数在0-8%之间)产品包覆；适用于Fe-XS1-YNi (X、Y在是质量分数在0_8%之间)产品包覆；适用于Fe-XS1-YCr (X、Y在是质量分数在0_8%之间)产品包覆。
[0009]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
本发明结合了环氧树脂包覆和有机硅包覆的优点，既能改善磁性粉体表面的包覆情况，又能使产品用于降低磁损耗的退火，有效提高产品的密度，降低磁芯的磁损耗。
【附图说明】
[0010]图1为本发明实施例1试验时所用的磁环示意图；
图2为有机硅包覆的TEM图；
图3为环氧改性有机硅包覆的TEM图；
图4为环氧改性有机硅包覆的粉体截面；
图5是不同粉体包覆方式下的磁芯密度；
图6是不同粉体包覆方式下的磁芯损耗。
【具体实施方式】
[0011]为进一步说明本发明的技术手段、新颖性和目的效果，结合实际阐述实施例，但以下实施例为示例性的，仅用于解释此发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0012]实施例1
以压制成的外径X内径X高为26.92mmX14.73mmXll.18mm的磁环为例，如图1所示，尺寸公差为±0.10
[0013]制作流程为(I)气雾化制粉；(2)筛分；(3)绝缘；(4)筛分；(5)混合造粒；(6)筛分；(7)压制；(8)退火；上述制作流程，如无特别说明，均为本领域常规制作流程。其中，步骤(3)中所述绝缘是指使用环氧改性有机硅树脂包覆磁粉芯；所述环氧改性有机硅树脂的制备方法为:使用甲苯作为溶剂，在反应器中加入环氧树脂E44，加热到120°C出现回流，加入催化剂二月桂酸二丁基锡、偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和有机硅树脂SAR665，在120°C下连续反应4h，得到环氧改性有机硅树脂；其中，所述有机硅树脂和环氧树脂E44的比例为7:3 (140:60g);催化剂的添加量为2%(4g);偶联剂的添加量为l%(2g)。
[0014]步骤(8)中，所述退火是在300°C下预烘烤lh，然后升温至500°C退火2h，最后随炉冷却至室温。
[0015]图4中可以看到粉体周围包覆了一成2 μπι的环氧有机硅树脂包覆层，而且从图1和图2中TEM图片可以看出用环氧改性有机硅树脂包覆的粉体其光洁度要高于用有机硅树脂包覆的铁硅粉体，成型性方面，环氧改性有机硅树脂包覆的铁硅粉体的成型的密度也要高于用有机硅包覆的粉体。
[0016]实验例
按照常规方法制备有机硅树脂包覆的Fe-6.5Si粉体和实施例1所述方法制备磁环各10个，测量其密度，可由图5看出，环氧改性有机硅包覆的磁环密度明显高于有机硅树脂包覆的磁环。
[0017]有机硅树脂包覆的磁粉芯不仅包覆的密度不高，而且存在很严重的拉模现象，对模具的寿命有很大的影响，大大增加了生产成本。环氧改性有机硅树脂包覆性能要优于有机硅包覆，成型密度要明显高于有机硅包覆，这与压制时有机硅包覆粉体的拉模有很大的关系。制成相对磁导率为60u±8%的产品，采用0.8mm的铜漆包线双线并绕24圈，在BST-2损耗测试仪器上面测量其磁损。BST-2双线并绕测试能有效忽略磁芯的铜损耗，直接测出磁芯损耗的情况；测试条件为50KHz，测试结果如图6所示。可以看出，在环氧有机硅树脂包覆的磁芯其磁损低于有机硅包覆，提升了产品的性能，有机硅包覆磁损较高，其原因在于其粉体包覆的不完整性，正如如图2所示。粉体颗粒包覆不完整，表面不光洁，应用于颗粒与颗粒之间有接触，绝缘性不好，涡流损耗较大，造成磁环的磁损耗较大。环氧树脂承受的退火温度较低，在后续退火工艺中不能将退火温度提高到500°C以上，损耗最大。退火能消除压制过程中的内应力，使位错向晶界处移动，从而降低磁芯损耗。由图6数据可见，环氧有机硅树脂包覆能有效降低磁芯损耗，是比较理想的磁芯粉体包覆方式。
【主权项】
1.一种环氧改性有机硅树脂包覆磁粉芯的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤: (1)气雾化制粉； (2)筛分； (3)绝缘； (4)筛分； (5)混合造粒； (6)筛分； (7)压制； (8)退火; 其中，步骤(3)中所述绝缘是指使用环氧改性有机硅树脂包覆磁粉芯；所述环氧改性有机硅树脂的制备方法为:使用甲苯作为溶剂，在反应器中加入环氧树脂E44，加热到120°C出现回流，加入催化剂二月桂酸二丁基锡、偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和有机硅树脂，在120°C下连续反应4h，得到环氧改性有机硅树脂；其中，所述有机硅树脂和环氧树脂E44的质量比为7:3 ;催化剂的添加量为有机娃树脂和环氧树脂E44的2~3wt% ;偶联剂的添加量为有机娃树脂和环氧树脂E44的lwt%。2.根据权利要求1所述环氧改性有机硅树脂包覆磁粉芯的制备方法，其特征在于步骤(8)中，所述退火是在300°C下预烘烤lh，然后升温至500°C退火2h，最后随炉冷却至室温。
【专利摘要】本发明公开了一种环氧改性有机硅树脂包覆磁粉芯的制备方法。本发明所述制备方法是将环氧树脂、有机硅树脂、催化剂、偶联剂反应后所得的环氧改性有机硅树脂包覆磁粉芯，可以有效改善磁芯粉体颗粒的包覆情况，提升产品性能，有效降低磁损。
【IPC分类】B22F3/24, H01F1/26, B22F3/02, B22F1/00
【公开号】CN105225783
【申请号】CN201510751154
【发明人】柳维
【申请人】东莞铭普光磁股份有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年11月5日