水氣聯(lián)合霧化工藝如何降低合金粉末的損耗？

技術(shù)發(fā)展日新月異，當(dāng)前，如何降低損耗已成為磁性元器件產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不可忽視的命題。究其源頭，降低磁性元器件上游原材料——合金粉末中的損耗是當(dāng)前合金粉末廠商面臨的最大挑戰(zhàn)之一。而天智合金作為專業(yè)的合金粉末制造商，在降低合金粉末中的損耗方面有何獨(dú)到的經(jīng)驗(yàn)?zāi)?

近幾年，隨著合金粉末廣泛應(yīng)用于汽車、家電和航空航天等諸多技術(shù)工程領(lǐng)域。霧化法具有合金化程度高、成分均勻、生產(chǎn)效率高、成本低、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，其生產(chǎn)的合金粉末，微觀形狀呈不規(guī)則狀，氧含量低，成形性好，工藝性能穩(wěn)定。

水氣聯(lián)合霧化通過(guò)水循環(huán)系統(tǒng)的過(guò)濾器和吸附器，大大縮減循環(huán)水的循環(huán)流程，極大地提高了生產(chǎn)效率，成為制備高性能合金粉末的重要方式。

泉州天智合金材料科技有限公司是國(guó)內(nèi)最早一批做水氣聯(lián)合霧化的企業(yè)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)亦是國(guó)內(nèi)最先一批研發(fā)水氣聯(lián)合霧化的科研人員。從創(chuàng)立以來(lái)，不斷吸取國(guó)內(nèi)外尖端產(chǎn)品和行業(yè)信息，為我國(guó)霧化制粉行業(yè)的形成和發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

《磁性元件與電源》近期采訪了天智工程師趙放，共同探討了天智在水氣聯(lián)合霧化工藝中降低合金粉末損耗的最新工藝。

01 一體電感對(duì)合金粉末提出降損需求

早在十年前，天智合金材料有限公司就建成了水氣聯(lián)合霧化生產(chǎn)線，并全面投產(chǎn)金剛石超硬工具合金胎體粉。

據(jù)天智工程師趙放介紹，水氣聯(lián)合霧化主要采用鐵硅、鐵鉻系列的合金粉末，合金粉末主要呈現(xiàn)不規(guī)則形狀，用于一體成型電感、T-Core 電感和車規(guī)級(jí)電感。一體成型電感對(duì)合金粉末提出了高飽和、低損耗、高電阻、小型化、薄型化的要求。

Fe-Ni合金

據(jù)悉，磁性粉末的損耗主要在于三個(gè)方面，一是鐵損，也就是渦流損耗;二是銅損，銅損就是在銅線圈產(chǎn)生的損耗;三是磁損，就是磁滯伸縮和磁各項(xiàng)異性所帶來(lái)的損耗。

趙放表示：“一體成型電感需要用比較細(xì)的合金粉末，應(yīng)用場(chǎng)景上的頻率會(huì)比較高一些。因其體積較小，所以它的損耗本身不會(huì)很大，鐵損也并不占主要因素。其實(shí)主要把渦流損耗控制住就好了，因?yàn)樗蟮膿p耗是產(chǎn)生在銅損上?！?/p>

02 天智提供降低損耗三步法

在實(shí)際應(yīng)用中，磁性元器件是除半導(dǎo)體以外的第二大損耗源，其中磁芯中的鐵損又是磁元件損耗的重要損耗源。對(duì)于如何降低合金粉末中的損耗，趙放分享了天智在水氣聯(lián)合霧化制粉中降低損耗的方法。

第一，合金粉末的純度要更高，因?yàn)閾p耗有一個(gè)很大的因素就是它的雜質(zhì)含量，如果在材料的金屬結(jié)構(gòu)里面有雜質(zhì)原子的摻雜，這種摻雜在交變的電場(chǎng)和磁場(chǎng)下，原子會(huì)發(fā)生震動(dòng)，這種震動(dòng)實(shí)際上就是能量損耗。因此，雜質(zhì)含量越低，即純度越高，損耗就越小。水氣聯(lián)合霧化制粉純度可以達(dá)到 90. 5% 以上。

第二，在粒度控制上需要追求一個(gè)更合理、更優(yōu)化的一個(gè)粒度搭配，也就是粒度級(jí)配。趙放表示：“在粒度上，我們希望有一個(gè)顆粒級(jí)配的效果，盡量抑制合金粉末過(guò)高的渦流損耗，同時(shí)還不降低合金粉末的磁導(dǎo)率和感知上的表現(xiàn)?！眹?guó)外如日本、韓國(guó)一些廠家已經(jīng)走粒度級(jí)配的路子了，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)廠家基本還沒(méi)有涉及到這方面的研究，或者處于正在研發(fā)過(guò)程中。“我們是以合金粉末為專長(zhǎng)的廠家，在這方面我們要趕超國(guó)際先進(jìn)水平，讓產(chǎn)品達(dá)到一個(gè)更優(yōu)越的性能?！?/p>

第三，降低合金粉末的氧含量，氧的存在是導(dǎo)致?lián)p耗明顯加大的一個(gè)因素。而水氣聯(lián)合霧化合金粉末粒徑在10微米的情況下，天智能把氧含量能做到200ppm以下，受限于水氣聯(lián)合霧化的工藝，氧含量很難再降低了。

小結(jié)

天智合金目前裝備有200-500kg級(jí)的水氣聯(lián)合霧化制粉設(shè)備，批量生產(chǎn)金剛石超硬工具合金胎體粉、MIM用高振實(shí)超細(xì)不銹鋼粉、以及FeSiCr、FeSi、FeNi50、MPP、FeCoNi、FeSiAL等軟磁粉末，年產(chǎn)合金粉末可以達(dá)到4000噸-5000噸。

天智合金具備完整、配套的金屬材料生產(chǎn)及物理、化學(xué)性能檢測(cè)手段，在磁粉制備、檢測(cè)分析具有完善的條件和裝備，可以滿足國(guó)內(nèi)外客戶各種研制需求。

且隨著智能駕駛、智慧城市、云計(jì)算等應(yīng)用領(lǐng)域的快速成長(zhǎng)，合金粉末的應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富與延伸，而天智在水氣聯(lián)合霧化粉末的投入給其帶來(lái)了巨大的增長(zhǎng)空間。相信天智在水氣聯(lián)合霧化粉末的投入，會(huì)給其帶來(lái)更大的成長(zhǎng)空間。

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審核編輯 黃宇