本實用新型專利技術(shù)公開了一種用于磁性器件的芯鐵。該芯鐵不僅包括軸，以及由鐵基非晶合金帶材繞行在軸上并經(jīng)退火處理而形成的非晶合金體，還包括用于封裝該鐵基非晶合金，使其與外界環(huán)境隔離的封裝層。該芯鐵不僅具有優(yōu)異的磁性能，而且能夠有效避免非晶合金直接裸露在表面，經(jīng)摩擦碰撞而掉渣、斷裂，以及與外界環(huán)境、其他結(jié)構(gòu)單元直接接觸而存在的應力敏感性大、抗腐蝕性能差等問題。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)設(shè)及一種用于電磁鐵、電磁閥、繼電器、電磁起重機等磁性器件的巧 鐵。
技術(shù)介紹
現(xiàn)代電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，有源器件的進步，電子產(chǎn)品的體積和重量大大減 少，推動了包括電磁鐵、電磁閥、繼電器和電磁起重機在內(nèi)的電子元器件向輕、薄、小的方向 發(fā)展。同時，國家節(jié)能減排政策的實施化及"低碳經(jīng)濟"的趨勢也推動了電磁鐵、電磁閥、繼 電器和電磁起重機向低能耗環(huán)保方向發(fā)展。因此，用于電磁鐵、電磁閥、繼電器、電磁起重機 等器件中的巧鐵的生產(chǎn)工藝也面臨向高頻化、低損耗、輕重量、小體積方向的變革。 傳統(tǒng)工藝中，用于電磁鐵、電磁閥、繼電器、電磁起重機等器件中的巧鐵材料為軟 磁不誘鋼、娃鋼、電工純鐵等。但是，該些材料作為巧鐵材料時其加工工藝、磁性能、能耗等 方面仍然有待進一步提高。 例如，目前電磁四通換向閥的先導閥巧鐵采用不誘鋼軟磁制備，但是制備過程復 雜，費時、費力并且高能耗，另外不誘鋼的軟磁性能差，制得的四通換向閥存在響應速度慢、 勵磁電流大、應數(shù)多化及能耗高等缺點。公開號為CN103805875A的專利技術(shù)專利公布了一種 不誘鋼電磁閥巧鐵的制備方法，采用高溫感應烙爐煉鑄、120(TCW上鍛造、車削成型加工、 1000°CW上正火熱處理，W及磨加工等過程，工藝復雜，并且高溫鍛造和高溫正火熱處理過 程耗能高。 非晶合金是采用快速凝固工藝，將烙融狀態(tài)的高溫鋼水噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻漉 上，W每秒達百萬度的速度迅速冷卻，使原子來不及重新排列就被凝固而形成的具有長程 無序微觀結(jié)構(gòu)的合金材料。與晶態(tài)合金相比，非晶合金在物理性能、化學性能和機械性能 等方面都發(fā)生了顯著的變化。鐵基非晶合金一般具有高飽和磁感應強度、低矯頑力、高磁 導率和低損耗等優(yōu)點，同時，由于非晶合金制造和使用過程節(jié)能，因此被稱為"綠色材料"和 二十一世紀"雙節(jié)能"材料。 與軟磁不誘鋼、娃鋼、電工純鐵等相比，鐵基非晶合金材料具有W下的優(yōu)點： (1)能耗低：由于非晶金屬軟磁材料比傳統(tǒng)晶體金屬軟磁材料電阻率高，軟磁性 能好，鐵基非晶合金材料作為巧鐵時的鐵損低，是普通娃鋼片巧鐵的1/3 - 1/5 ;[000引 （2)磁性能優(yōu)異；鐵基非晶合金的磁導率可達娃鋼、軟磁不誘鋼和電工純鐵的幾 十百甚至幾百倍；（3)穩(wěn)定性高；鐵基非晶合金的溫度穩(wěn)定性高、時效穩(wěn)定性高、磁沖擊穩(wěn) 定性高；另外，鐵基非晶合金還具有頻率適應范圍、生產(chǎn)工藝簡單、環(huán)保、價格低等優(yōu)點。因 此，由鐵基非晶合金制備的巧鐵的綜合性能較高。 目前，由非晶合金材料制備巧鐵的方法通常是；采用鐵基非晶帶材繞制形成筒狀， 然后進行退火處理，最后根據(jù)器件所需巧鐵的實際結(jié)構(gòu)進行加工。 但是，該方法制得的非晶合金巧鐵主要存在如下問題；（1)脆性大；鐵基非晶帶材 經(jīng)退火處理后脆性較大，該方法中，經(jīng)繞制、退火后的鐵基非晶帶材進行結(jié)構(gòu)加工，然后直 接作為巧鐵應用在器件中，一方面存在在加工過程中由于脆性開裂、斷裂等隱患，另一方面 在應用過程中經(jīng)摩擦、碰撞，存在巧鐵掉渣、開裂、斷裂等問題；（2)應力敏感、抗腐蝕性差： 利用該方法制得的鐵巧中，鐵基非晶合金材料直接裸露在表面，在應用過程中與外界環(huán)境、 周圍結(jié)構(gòu)單元直接接觸，從而導致該巧鐵的應力敏感性大、抗腐蝕性能差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，本技術(shù)旨在提供一種用于磁性器件的巧鐵，該巧鐵具有 優(yōu)良的磁性能與力學性能，同時具有良好的耐腐蝕性能與抗沖擊性能。 為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本技術(shù)所采用的技術(shù)方案為： 一種用于磁性器件的巧鐵，包括軸W及套接在軸上的非晶合金體，所述的非晶合 金體是鐵基非晶合金帶材繞行在軸上并經(jīng)退火處理而形成的，其特征是；還包括封裝層，所 述封裝層設(shè)置在非晶合金體外圍，用于封裝所述鐵基非晶合金體，使其與外界環(huán)境隔離。 作為優(yōu)選，所述封裝層為環(huán)氧樹脂、聚縮醒樹脂、聚苯離等中的一種或兩種W上材 料。 作為優(yōu)選，所述封裝層為兩層結(jié)構(gòu)，由設(shè)置在非晶合金體外圍的第一封裝層與設(shè) 置在第一封裝層外圍的第二封裝層組成。作為進一步優(yōu)選，所述第一封裝層為環(huán)氧樹脂層， 第二封裝層為聚縮醒樹脂層。 所述軸材料不限，包括不誘鋼、娃鋼、純鐵、環(huán)氧樹脂、聚縮醒樹脂等；作為優(yōu)選，所 述軸材料為環(huán)氧樹脂、聚縮醒樹脂、聚苯離等中的一種或兩種W上材料。 所述封裝層用于裝封所述非晶合金體，使其與外界環(huán)境隔離，作為優(yōu)選，所述封裝 層還設(shè)置在軸側(cè)面，同時用于封裝軸，使其與外界環(huán)境隔離。[001引所述的磁性器件不限，包括電磁鐵、電磁閥、繼電器、電磁起重機等器件。 所述軸的直徑不限，可根據(jù)所需巧鐵內(nèi)孔的直徑進行調(diào)整。 本技術(shù)還提出一種制備上述用于磁性器件的巧鐵的方法，包括如下步驟： (1)將鐵基非晶帶材繞行在軸上，得到非晶合金體；[002引 似將步驟（1)得到的非晶合金體進行退火熱處理； (3)用封裝材料對步驟（2)處理后的非晶合金體進行封裝，使之與外界隔離。 所述的步驟（2)中，作為優(yōu)選，退火熱處理在氣氣或氮氣熱處理爐子中進行。 所述的步驟（2)中，退火熱處理過程為；：首先升溫至一定溫度，然后冷卻。作為 優(yōu)選，退火熱處理的過程為；首先W-定的升溫速率升溫至320~420°C，保溫一定時間，然 后隨爐冷卻至室溫或降溫至200°C后空冷。作為進一步優(yōu)選，所述的升溫速率為3~10°C/ S，所述的保溫時間為0. 5~化。 所述的步驟（3)中，封裝方法不限，包括將液狀的封裝材料涂覆、噴涂或浸漆在步 驟似制得的非晶合金體表面，然后固化。 在實際應用中，器件所需巧鐵的結(jié)構(gòu)往往較復雜，目前一般采用將鐵基非晶帶材 繞制形成筒狀非晶合金，然后再進行結(jié)構(gòu)加工，使之結(jié)構(gòu)與所需巧鐵結(jié)構(gòu)相同。但是，在實 際操作中，該結(jié)構(gòu)加工的難度較大，得到的非晶合金的結(jié)構(gòu)精度往往較低。為了降低該結(jié)構(gòu) 加工難度，提高結(jié)構(gòu)精度，本技術(shù)人優(yōu)化了上述步驟（1)，該優(yōu)化的步驟（1)包括如下 步驟（1-1)與步驟（1-2):[002引 （1-1)設(shè)Y軸方向沿待制備巧鐵中的非晶合金體的厚度方向，將該待制備巧鐵中 的非晶合金體沿Y軸分割為若干非晶合金單元，每個單元中，沿X軸方向的寬度相同； 將鐵基非晶合金帶材剪裁為若干鐵基非晶合金子帶材；每個子帶材中，沿長度方 向該鐵基非晶合金子帶材的寬度相同；使其中一個鐵基非晶合金子帶材的寬度與待制備巧 鐵中某一非晶合金單元沿X軸方向的寬度相對應； a-リ沿x軸方向放置軸，根據(jù)各非晶合金單元沿X軸方向的寬度選擇相對應的鐵 基非晶合金子帶材，沿Y軸依次將各鐵基非晶合金子帶材進行層疊繞行，繞行厚度與相對 應的非晶合金單元的厚度一致，，即得到與待制備巧鐵中的非晶合金體實際形狀相同的非 晶合金體。 綜上所述，本技術(shù)采用鐵基非晶合金材料形成磁性器件中的巧鐵，利用鐵基 非晶合金材料磁性能優(yōu)異、能耗低、穩(wěn)定性高的優(yōu)點提高了巧鐵的磁性能，降低了能耗，并 且提高了巧鐵的穩(wěn)定性；并且，本技術(shù)在巧鐵外圍設(shè)置封裝層，將非晶合金體封裝在其 中，不僅有效避免了非晶合金體直接裸露在巧鐵表面，經(jīng)摩擦、碰撞而掉渣、開裂、斷裂等問 題，而且也有效避免了非晶合金體在應用過程中與外界環(huán)境、周圍結(jié)構(gòu)單元直接接觸，導致 該巧鐵的應力敏感性大、抗腐蝕性能差的問題，從而提高了巧鐵的使用壽命，保證了磁性器 件的性能穩(wěn)定。 另外，采用本本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于磁性器件的芯鐵，包括軸，以及套接在軸上、并且由鐵基非晶合金帶材繞行在軸上并經(jīng)退火處理而形成的非晶合金體，其特征是：還包括設(shè)置在所述非晶合金體外圍，用于裝封所述鐵基非晶合金，使其與外界環(huán)境隔離的封裝層。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王安定，賀愛娜，常春濤，王新敏，門賀，趙成亮，
申請(專利權(quán))人：中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所，
類型：新型
國別省市：浙江;33
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