第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
軟磁復(fù)合材料中的磁性粒子可以是純鐵、鎳、鈷金屬、鐵鎳合金、鐵鎳鉬合金、鐵鋁合金、鐵基非晶合金、鐵基納米晶合金和軟磁鐵氧體經(jīng)過粉碎后制成的粉末。非磁性物體可以是二氧化硅等絕緣體,硅樹脂、聚乙烯、環(huán)氧樹脂等高分子材料作粘接劑和硬脂酸等作潤(rùn)滑劑。磁性粒子和非磁性物體混合后,可以經(jīng)過絕緣處理、壓制成形、燒結(jié)等工藝加工成磁芯粉,也可以采用現(xiàn)在的塑料工程技術(shù),注塑成各種復(fù)雜形狀的磁芯。
我國(guó)磁芯粉制造水平有了一定的提高,但是很多新材料研發(fā)成果并沒有真正轉(zhuǎn)化為大生產(chǎn),而目前中國(guó)大批量生產(chǎn)磁芯粉的技術(shù)質(zhì)量水平并不高。大批量生產(chǎn)磁性產(chǎn)品的技術(shù)性能水平與國(guó)際先進(jìn)水平還有一定的差距。
中低檔產(chǎn)品價(jià)格在多無(wú)利潤(rùn)邊緣競(jìng)爭(zhēng)。企業(yè)對(duì)高技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的磁性產(chǎn)品開發(fā)力度不夠,不能首先占領(lǐng)新應(yīng)用領(lǐng)域。在國(guó)內(nèi)設(shè)備制造業(yè)沒有按照新磁性產(chǎn)品生產(chǎn)需要而更新創(chuàng)新,高檔材料的制造設(shè)備均靠引進(jìn)。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程
一、產(chǎn)品主要制備方法
1、一種新型鐵氧體/鐵基復(fù)合材料軟磁芯粉的制備方法
其粉芯是由下列重量百分比的原料組成:160目以下的粉體70~90%,膠粘劑1~30%;粉體材料由10~100%的鐵粉和0~90%的錳鋅鐵氧體粉體構(gòu)成,膠粘劑為水玻璃膠、硅酸乙酯膠,通過配料、成型、熱處理、浸膠、浸漆包裹制得。
本工藝的優(yōu)點(diǎn)是:1)配方設(shè)計(jì)先進(jìn);2)絕緣膠粘劑無(wú)毒、無(wú)味、收縮率極小,與粉體粘結(jié)率大,通過浸漬處理,粉芯的品質(zhì)因數(shù)值大大提高;3)提高了磁芯粉的綜合性能指標(biāo)參數(shù),保證了產(chǎn)品性能參數(shù)的一致性,提高了質(zhì)量合格率。
2、壓制鐵硅鋁磁芯粉用粉末的制造方法
步驟是:真空感應(yīng)爐冶煉添加少量錳,鈦元素的特定成硅鋁分的鐵硅鋁合金鑄錠——鑄錠用機(jī)械法破碎成小于120目的粉末——去應(yīng)力和還原熱處理。優(yōu)點(diǎn):由于在合金中添加少量錳和鈦,使得合金的飽和磁通密度值可達(dá)11000~11500Gs(高斯),矯頑力≤160A/m。采用機(jī)械破碎法,使得粉末的顆粒形狀為多角形和少量不規(guī)則多角形,從而在模壓成型具有良好的成形性和壓密性,并且可以在較低的壓力下模壓成型。制造出的軟磁鐵硅鋁磁芯粉具有較低的磁芯損耗和良好的直流偏磁場(chǎng)(DCBias)性能。通過不同的粒度配比和適當(dāng)調(diào)整配方,可以制造出有效磁導(dǎo)率為μe=60,μe=75,μe=90,μe=125的鐵硅鋁磁芯粉。
3、鐵基非晶、納米晶磁芯粉制備方法
一種鐵基非晶、納米晶磁芯粉制備方法,其特征在于制備工藝步驟,即:1)將成分為Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的非晶帶材在電爐中脆化處理后,在行星球磨機(jī)中球磨,取出后,經(jīng)篩分得到不同顆粒度的磁粉,標(biāo)為非晶粉;2)將成分為Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的非晶帶材在真空爐中進(jìn)行納米晶化熱處理后,在行星球磨機(jī)中球磨,對(duì)球磨罐抽真空,取出后,加入適量油酸攪拌均勻,待干后經(jīng)篩分得到不同顆粒度的磁粉,標(biāo)為納米晶粉;3)分別將非晶、納米晶磁粉與聚乙烯醇水溶液充分混合后,在10MPa壓力下壓制成非晶、納米晶磁芯粉,表面做噴漆處理,再進(jìn)行性能檢測(cè),成品包裝。
工藝優(yōu)點(diǎn)是:與采用其他絕緣粘結(jié)劑相比,其工藝簡(jiǎn)單,易于成型、脫模,工業(yè)生產(chǎn)易控制,有利于環(huán)保,并具一定的成本優(yōu)勢(shì)。
4、合金粉末的制造方法及磁芯粉的制造方法
Fe-6.5Si合金磁芯粉的制造方法,包括:粒度配比——合金粉末的鈍化處理——向合金粉末中加入絕緣劑、粘接劑、潤(rùn)滑劑和脫模劑——模壓成型——熱處理——加固處理——表面涂層,合金粉末的鈍化處理是先配制磷酸丙酮溶液,濃度為5—15%磷酸、余為丙酮,添加量為合金粉末的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)2—6%。其優(yōu)點(diǎn):由于合金中添加少量鈦或鈮,使合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度BS值可達(dá)16000-18000高斯,矯頑力≤80A/m。磁芯粉在壓制成型時(shí)具有較好的成形性和壓縮性。降低和消除機(jī)械破碎應(yīng)力。制造的磁芯粉,其磁導(dǎo)率為125,具有低的鐵芯損耗,交直流疊加性能達(dá)到鐵硅鋁磁芯粉水平。
5、高性能磁芯粉用超細(xì)羰基鐵粉的制備方法
高性能磁芯粉用超細(xì)羰基鐵粉的制備方法,其特征在于該方法是將純凈一氧化碳與鐵原料于合成釜內(nèi),在3~15MPa的壓力和100~200℃的溫度下合成生成五羰基鐵,經(jīng)冷凝、氣液分離,液體五羰基鐵送進(jìn)貯槽;在分解爐內(nèi)同時(shí)通入五羰基鐵、羰基鎳、氮?dú)?、氨氣,控制分解爐內(nèi)溫度在180~350℃之間,生成復(fù)合均勻,具有特殊電磁性能的超細(xì)羰基鐵粉。
本工藝的生產(chǎn)方法具有流程短、能能耗低、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn),生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域廣,提高了產(chǎn)品附加值,使國(guó)內(nèi)高性能磁芯粉的性價(jià)比得到大幅度提高。
6、Fe-Ni50系合金粉末及磁芯粉制造方法
一種軟磁Fe-Ni50系合金粉末制造方法,包括:Fe-Ni50系合金的冶煉-水霧化法噴成粉末-粉末加工-加工后的熱處理,粉末粒度配比-鈍化處理-粉末表面鈍化處理-向合金粉末內(nèi)添加絕緣劑、潤(rùn)滑劑、脫模劑-模壓成型-熱處理-表面涂層。此工藝制造的合金粉末制成的磁芯粉,其磁導(dǎo)率達(dá)到μe=125(kHz)且具有良好的交直疊加的跌落性能及較低的鐵芯損耗。
7、高磁導(dǎo)率FeSiAL磁芯粉的制造方法
高磁導(dǎo)率FeSiAL磁芯粉的制造方法。包括如下步驟:1)采用真空感應(yīng)爐冶煉FeSiAL合金扁錠;2)將上述合金扁錠經(jīng)過機(jī)械破碎、在氫氣氣氛熱處理爐內(nèi)退火處理,得到合金粉末;3)將上述合金粉末添加云母粉、環(huán)氧樹脂類粘接劑、硬脂酸類脫膜劑進(jìn)行處理,模壓成型;4)將上述成型制品放入氮?dú)饣驓鍤獗Wo(hù)氣氛熱處理爐中進(jìn)行熱處理,得到高磁導(dǎo)率FeSiAL磁芯粉。
此工藝制造出磁導(dǎo)率為147的鐵硅鋁磁芯粉,可以縮小磁芯粉的體積,節(jié)省漆包線。在交流100kHz疊加直流偏磁場(chǎng)H=20Oe時(shí)的磁導(dǎo)率為初始磁導(dǎo)率的70%以上,具有低的磁芯損耗,在頻率50kHz,Bm=500Gs時(shí)損耗≤85mw/cm3。
8、高頻低導(dǎo)磁系數(shù)低損耗磁芯粉及其制備方法
涉及粉末冶金領(lǐng)域,尤其是一種高頻低導(dǎo)磁系數(shù)μ低損耗磁芯粉及其制備方法,其特征在于:它的成分為二元系鐵鎳合金添加Mo,Ni的含量取為75~82%,Mo的添加量為1~3%,余量為Fe,熔煉溫度為1600℃,成型壓力壓力取1000~1200MPa,熱處理溫度取450~550℃,保溫時(shí)間取1小時(shí),此工藝的高頻低導(dǎo)磁系數(shù)μ低損耗磁磁芯粉的物理性能和磁性能優(yōu)良。100kHz下磁芯粉導(dǎo)磁系數(shù)導(dǎo)磁系數(shù)μ值變化小于0.3%;30kHz時(shí),導(dǎo)磁系數(shù)μ=60±5,Q=100~120;磁芯粉的損耗P0.5/40K<12.5w/kg,滿足了高頻領(lǐng)域高性能電子器件的要求。
9、制備金屬磁芯粉用磁粉絕緣粘結(jié)劑
此工藝屬于磁性材料中絕緣磁粉的制造領(lǐng)域。更適用于制備金屬磁芯粉中軟磁材料粉末的絕緣粘結(jié)劑。該磁粉絕緣粘結(jié)劑的成份組成是由鉻酐、云母、正硅酸乙酯、硅酮樹脂經(jīng)有機(jī)溶劑稀釋、混合而成。
此工藝磁粉絕緣粘結(jié)劑與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有成份設(shè)計(jì)合理,適用范圍寬,絕緣粘結(jié)多種類磁粉使用效果好,對(duì)鐵基、鎳基和其它成份的軟磁磁粉都有很好的絕緣與粘結(jié)效果。此工藝所生產(chǎn)的金屬磁芯粉,具有很好的高頻特性,能明顯提高產(chǎn)品的品質(zhì)因素。
10、合金軟磁芯粉制造方法
一種提高致密度、磁導(dǎo)率和Q值等性能指標(biāo)的一種合金軟磁芯粉制造方法;包括如下工藝步驟:冶煉母合金——合金帶材噴制——在200℃-600℃的溫度下進(jìn)行脆化處理——研磨制備磁粉——包裹所研磨制備的磁粉顆粒——壓制成型——熱處理——磁芯外層噴涂或浸漆包裹。
二、產(chǎn)品工藝流程
磁芯粉工藝流程簡(jiǎn)圖
第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 分析
當(dāng)前電子線路向高速數(shù)字電路轉(zhuǎn)移。高組裝密度和高運(yùn)算速度對(duì)EMC提出更高的要求。電子產(chǎn)品的微型化、多功能、移動(dòng)化的發(fā)展又促使電子產(chǎn)品在組裝方式上向表面貼裝技術(shù)轉(zhuǎn)移,又進(jìn)一步降低干擾。同時(shí)為了提高其動(dòng)態(tài)響應(yīng),降低干擾,必須力求減小供電母線的引線電感。最有效的方法是將電源直接裝在負(fù)載附近,用分散供電方式(即小功率源)而不采用集中供電的形式(大功率源),這樣大大減少引線的長(zhǎng)度,有效降低輻射干擾。
新穎的復(fù)合磁芯粉是目前最理想的濾波電感材料,它是將金屬軟磁粉末經(jīng)絕緣包裹壓制退火而成,它相當(dāng)于把一集中的氣隙分散成微小孔穴均勻分布在磁芯中,不但材料的抗飽和強(qiáng)度增加,而且磁芯的電阻率比原來(lái)增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)且各向同性,改變了金屬磁性材料不能在高頻下使用的缺點(diǎn)。這就是在國(guó)外所有差模濾波電感都是用磁芯粉,而不用開口鐵氧體磁芯的原因。
今后幾年美國(guó)將大力發(fā)展小功率16W~25W低壓(輸出電壓最低為1.2V)DC/DC開關(guān)電源。可見,片式磁性器件是微型化的關(guān)鍵材料之一,它可分為線繞型片式電感、疊層型片式電感、薄膜型片式電感。
目前美國(guó)和日本的一些重要 研究 所都開始 研究 薄膜電感和薄膜變壓器,并與集成元件組合制成新穎的超小型、高可靠性、高抗干擾能力的電源模塊。由此可見超小型電感和變壓器將是21世紀(jì)磁性元件的發(fā)展方向。
第二部分 磁芯粉國(guó)內(nèi)市場(chǎng)綜述
第一節(jié) 磁芯粉市場(chǎng)現(xiàn)狀 分析 及預(yù)測(cè)
1、產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)狀
通常,磁芯粉是制作電感器件、尤其是高頻大電流大功率電路電感的重要元件,其市場(chǎng)廣闊。
目前常用的金屬磁芯粉有Fe磁芯粉、Fe-Ni磁芯粉和Fe-Ni-Mo磁芯粉等;Fe磁芯粉雖然價(jià)廉,但其高頻特性不佳,因而國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制作的各類開關(guān)電源、穩(wěn)壓器大都采用價(jià)格較貴的Fe-Ni磁芯粉和Fe-Ni-Mo磁芯粉(MPP磁芯粉)。而近些年產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展,市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了應(yīng)用廣泛的納米晶軟磁合金磁芯粉,這類產(chǎn)品具有優(yōu)良的頻率特性和溫度穩(wěn)定性,特別適合用做高頻、大電流和大功率條件下的各類開關(guān)電源、變換器及功率校正因子(PFC)技術(shù)中的扼流圈、濾波電感及儲(chǔ)能電感等。
2、產(chǎn)品市場(chǎng)現(xiàn)狀
近年來(lái),隨著我國(guó)電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,我國(guó)逐漸成為世界電子信息產(chǎn)業(yè)中心,其中2007年我國(guó)電感元件產(chǎn)量就達(dá)214億只,產(chǎn)產(chǎn)量平均增長(zhǎng)率在20%以上??梢哉f我國(guó)電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了磁芯粉 行業(yè) 的發(fā)展,我國(guó)細(xì)心分 行業(yè) 正進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期。隨著未來(lái)電子產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)磁芯粉市場(chǎng)將保持較快的增長(zhǎng)速度。
由于磁芯粉近年來(lái)強(qiáng)大的市場(chǎng)需求和戰(zhàn)略地位,世界各國(guó)對(duì)磁芯粉的 研究 與開發(fā)都給予了足夠的重視。美國(guó)、日本、韓國(guó)等一些國(guó)家都將磁芯粉作為關(guān)鍵技術(shù),投入大量經(jīng)費(fèi)進(jìn)行 研究 和開發(fā)。從總體上看,美、日、韓在磁芯粉的 研究 方面居領(lǐng)先地位。我國(guó)的磁芯粉產(chǎn)業(yè)化的總體水平落后于美日兩國(guó),與一些歐洲國(guó)家(英、德、法等)相近。雖然在某些具體材料 研究 方面,我國(guó)科學(xué)家的 研究 成果已處于國(guó)際領(lǐng)先水平。但是在實(shí)際應(yīng)用、生產(chǎn)水平、工業(yè)化程度以及市場(chǎng)份額上與歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家仍然有相當(dāng)大的差距。目前尤其在高端材料市場(chǎng)上,國(guó)外企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位,例如韓國(guó)CSC等企業(yè)在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)占有率甚至達(dá)到60-70%。目前國(guó)內(nèi)的這個(gè)基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè),在軍工上,美國(guó)磁性材料公司要占有60%以上市場(chǎng);工業(yè)上韓國(guó)企業(yè)占了70%的市場(chǎng)。我們的衛(wèi)星我們的導(dǎo)彈上的基礎(chǔ)金屬磁性材料裝的大多是人家的東西。
3、產(chǎn)品市場(chǎng)預(yù)測(cè)
目前我國(guó)電感元件市場(chǎng)供不應(yīng)求,而作為重要的基礎(chǔ)材料磁芯粉材料,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)更是嚴(yán)重缺乏,而未來(lái)幾年我國(guó)電子產(chǎn)業(yè)仍將保持良好的發(fā)展勢(shì)頭,這必將加大對(duì)磁芯粉的需求,同時(shí)國(guó)產(chǎn)化率的提高也成為今后產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。
當(dāng)然,應(yīng)當(dāng)看到的時(shí),巨大的市場(chǎng)空間必將吸引更多的技術(shù)和資金參與進(jìn)來(lái),包括來(lái)自國(guó)外的大型企業(yè),這將會(huì)使得 行業(yè) 今后市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇。對(duì)于我國(guó)企業(yè)而言,則必須加大技術(shù)及資金的突入,努力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)的創(chuàng)新與升級(jí),以使自身的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有力地位。
第二節(jié) 磁芯粉產(chǎn)品產(chǎn)值 分析 及預(yù)測(cè)
目前,全球范圍內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)磁芯粉的企業(yè)為數(shù)不多,主要有以下幾家:
全球主要磁芯粉生產(chǎn)企業(yè)統(tǒng)計(jì)
國(guó)別 | 企業(yè) | 產(chǎn)品 |
美國(guó) | MAGNETICS | 主要生產(chǎn)高磁通、鐵硅鋁、鐵鎳鉬,不生產(chǎn)鐵粉芯,產(chǎn)量及技術(shù)水平處世界領(lǐng)先。 |
ARNOLD | 產(chǎn)品同上 | |
MICROMETALS | 專業(yè)生產(chǎn)鐵粉芯 | |
韓國(guó) | CSC | 產(chǎn)品同上 |
DONGBU | 產(chǎn)品同上,但技術(shù)水平較低 | |
中國(guó) | 北京七星飛行電子有限公司 | 生產(chǎn)高磁通、鐵硅鋁、鐵鎳鉬、鐵粉芯,品種類別齊全,部分材料處于世界領(lǐng)先水平。產(chǎn)品占據(jù)國(guó)內(nèi)大多數(shù)市場(chǎng)。 |
英國(guó) | MMG | 專業(yè)生產(chǎn)鐵硅合金粉芯 |