微型馬達用磁粉芯的制備和性能研究.pdf

1、磁粉芯是一類重要的磁性功能材料,在電機領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。本文以微型馬達為應用目標,針對目前磁粉芯應用開發(fā)方面存在的問題,采用粉末冶金工藝制備了這一軟磁復合材料。運用SEM、XRD、DSC等分析了材料的結(jié)構(gòu)與性能,通過裝機實驗測試了材料的使用性能,研究了粉末形貌、粒度和粒度分布對材料制備工藝和性能的影響,分析了成形和熱處理工藝對材料力學性能和磁性能的影響,重點探討了粘結(jié)劑對磁性粉末的絕緣包覆以及材料制備工藝和性能的影響。主要的研究內(nèi)

2、容和結(jié)論如下:
　　 磁粉芯對鐵粉的形貌、粒徑有特殊要求。還原后的粉末采用不同的球磨工藝可獲得不同形貌、粒徑的粉末。經(jīng)轉(zhuǎn)速350 r/min、球料比10:1、球磨4h的球磨工藝球磨后粉末由最初的近球形狀研磨成扁平狀,粒徑適中,平均粒徑為100μm,能研磨成適合于制備磁粉芯的粉末。在高能球磨過程中,同時能實現(xiàn)粉末顆粒的絕緣包覆,在粉末表面均勻包覆一層絕緣膜。包覆粉末既沒有發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變,也沒有成分析出。粉末表面均勻包覆一層絕緣膜,能

3、改善粉末的耐熱性,但是隨著溫度的升高,當溫度升高至474.51℃,包覆在粉末表面的有機膜會發(fā)生分解,這對于熱處理溫度的選擇提供了依據(jù)。
　　 粉末冶金工藝制備磁粉芯需要采用較大的壓制壓力(＞800MPa)以提高壓坯的密度。研究結(jié)果表明,隨著壓力的增加,壓坯密度呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢;包覆粉末在1200MPa下壓制成形,壓坯密度較大,達到了6.8g/cm3,材料力學性能較佳;當壓力小于1000MPa時,隨著壓力的增加,改善了磁粉

4、芯的磁性能;而當壓力在1000-1200MPa范圍內(nèi),磁粉芯磁性能較佳,并且波動不大。包覆粉末在1000MPa下成形,磁粉芯磁性能較佳;所以包覆粉末在1200MPa下成形,磁粉芯綜合性能較佳。
　　 研究了退火熱處理工藝對磁粉芯性能的影響。結(jié)果表明,以H2為保護氣氛,壓坯熱處理升溫速率為100.140℃/h,制備的磁粉芯力學性能均能滿足加工要求;升溫速率為140℃/h,制備磁粉芯磁性能較佳。保溫溫度550℃,制備磁粉芯性能較佳。

5、保溫時間40min,制備成磁粉芯力學性能較佳;保溫時間60min,所獲得磁粉芯磁性能較佳;相對于升溫速率,保溫時間對磁粉芯性能的影響并不敏感。所以壓坯熱處理工藝為—升溫速率140℃/h,保溫溫度550℃,保溫時間60min,以H2為保護氣氛,所獲得磁粉芯性能較佳。
　　 粘結(jié)劑的選擇、總量和組成對磁粉芯的性能有著十分重要的影響。本論文選用酚醛樹脂和納米無機粉體為粘結(jié)劑,既可以優(yōu)化包覆效果,同時納米無機粉體改性酚醛樹脂,大大改善其