專利名稱：：一種帶有套環(huán)模具的軟磁鐵芯熱處理方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種鐵芯產(chǎn)品的熱處理方法，尤其是采用一種與鐵芯產(chǎn)品外周尺寸相吻合的套環(huán)模具的軟磁鐵芯熱處理方法。
背景技術：
：從七十年代新型非晶軟磁合金的出現(xiàn)到八十年代末期開發(fā)出鐵基納米晶合金，經(jīng)過二十多年的研究開發(fā)，這兩類性能優(yōu)異的新型軟磁合金已進入成熟的應用階段。特別是鐵基納米晶的問世，適應了當前電子技術的不斷向高頻化發(fā)展的趨勢，在軍用及民用電子及電力電子行業(yè)得到了廣泛的應用。由于軟磁鐵芯在制備時要產(chǎn)生應力，以及由于快淬非晶和納米晶薄帶材料在熱處理后會脆化，因此必須經(jīng)過熱處理消除這些應力，然后再裝入一個護套中才能使用。為保證軟磁鐵芯與護套的接觸緊密并有盡可能大的鐵芯截面積，鐵芯與護套兩者之間的空隙很小。因此如果鐵芯的圓度不高，在裝入剛性的高圓度圓形護套時，就會產(chǎn)生應力。目前用于各種變壓器及電感鐵芯等高頻的小尺寸納米晶環(huán)形鐵芯在經(jīng)熱處理后，雖己消除了制備應力，但由于在熱處理后鐵芯的圓度不高，其后在裝入具有高圓度的圓形護套時，就會變形，使得軟磁鐵芯產(chǎn)生了新的應力，從而使軟磁鐵芯的磁性能降低，使成品鐵芯的最佳性能受到影響。以往軟磁鐵芯在裝護套前圓度不高的原因是用快淬薄帶巻繞成環(huán)形鐵芯并將其從巻繞機的芯軸上退下后往往不能保證其圓度，僅憑肉眼大致確定為圓形。在此狀態(tài)下進行熱處理后再裝入高圓度的護套時，鋼性護套使鐵芯由低圓度變成高圓度，從而產(chǎn)生內(nèi)應力。該應力與磁致伸縮耦合，阻礙疇壁位移，使鐵芯的高頻性能惡化。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為解決軟磁鐵芯在熱處理時變形產(chǎn)生新應力的問題而提供了一種帶有套環(huán)模具的軟磁鐵芯熱處理方法，該方法采用一種與鐵芯產(chǎn)品外周尺寸相吻合的套環(huán)模具進行熱處理，該套環(huán)模具可保證軟磁鐵芯在熱處理時形狀不變，從而保證了軟磁鐵芯在熱處理后，再裝入護套時因形狀尺寸與護套一致而使鐵芯的磁性能基本不變。本發(fā)明的設計思想是將快淬軟磁薄帶巻成所需尺寸的環(huán)形鐵芯后，在其外圈套上一個剛性環(huán)形熱處理套環(huán)模具，然后一起進行熱處理，以保證環(huán)形軟磁鐵芯在熱處理后的高圓度，并與高圓度的護套相吻合。從而避免了以往軟磁鐵芯產(chǎn)品在熱處理后因變形在裝入護套時可能產(chǎn)生的應力，使鐵芯產(chǎn)品的磁性能在裝護套前后保持不變。本發(fā)明的技術解決方案如下在進行鐵芯熱處理時采用與鐵芯產(chǎn)品外周尺寸相吻合的套環(huán)模具并與軟磁鐵芯同時進行熱處理，所用的套環(huán)模具與軟磁鐵芯產(chǎn)品的外周尺寸相吻合，該套環(huán)模具采用與軟磁鐵芯產(chǎn)品熱膨脹系數(shù)相同或相近并且耐高溫的金屬材料制成，以使軟磁鐵芯在熱處理溫度下不變形，并采用以下步驟進行熱處理a在進行熱處理前將軟磁鐵芯置入與鐵芯產(chǎn)品外周尺寸相吻合的套環(huán)模具中；b將軟磁鐵芯與套環(huán)模具一同進行熱處理；軟磁鐵芯在熱處理全過程中被固定裝在套環(huán)模具內(nèi)；c在熱處理完成后，將鐵芯產(chǎn)品從套環(huán)模具中取出并置入與模具尺寸相同的護套中。本發(fā)明所使用的套環(huán)模具的內(nèi)孔為在鐵芯的外徑或外周邊上加0.20.4mm，套環(huán)模具的高度為鐵芯產(chǎn)品高度的30%_70%;所使用的套環(huán)模具采用與軟磁鐵芯產(chǎn)品熱膨脹系數(shù)相同或相近并且耐高溫的材料制成，套環(huán)的材料為金屬、陶瓷等在高溫下不易變形的材料，熱處理的溫度范圍為350-600°C。下面結合附圖對本發(fā)明進行更詳細地說明圖1為軟磁鐵芯產(chǎn)品在熱處理時用的套環(huán)模具的結構主視2為軟磁鐵芯產(chǎn)品有熱處理時用的套環(huán)模具的結構剖面圖具體實施方式本發(fā)明采用的與軟磁鐵芯產(chǎn)品外周尺寸相吻合的套環(huán)模具，在熱處理過程中，由于套環(huán)模具的作用，能使軟磁帶巻環(huán)形鐵芯始終保持與套環(huán)模具一致的高圓度，熱處理后可消除制備時產(chǎn)生的應力，使軟磁鐵芯產(chǎn)品達到最佳磁性水平。由于熱處理后軟磁鐵芯在裝入護套時的圓度與熱處理時套環(huán)模具的圓度相同，所以將具有高圓度的軟磁鐵芯裝入高圓度的護套時就不會產(chǎn)生新的應力，因而避免了軟磁鐵芯裝入護套后的性能惡化。使軟磁鐵芯達到裝入護套前后其性能不變的目的。本發(fā)明所采用的與軟磁鐵芯產(chǎn)品外周尺寸相吻合的套環(huán)模具進行熱處理的方法，在于在進行熱處理時所用的軟磁鐵芯產(chǎn)品套環(huán)模具是采用與軟磁鐵芯產(chǎn)品熱膨脹系數(shù)相同或相近且耐高溫(在鐵芯熱處理溫度下變形)的金屬材料制成，在進行熱處理前將軟磁鐵芯產(chǎn)品裝入套環(huán)模具中并與套環(huán)模具一同進行熱處理，軟磁鐵芯產(chǎn)品在熱處理全過程中都被套在套環(huán)模具內(nèi)，在熱處理完成后，將軟磁鐵芯產(chǎn)品從套環(huán)模具中取出并置入與套環(huán)模具形狀尺寸相同的護套中即可。實施例1結合附圖1和2，采用寬度為7.5mm，厚度為22um的納米晶軟磁合金薄帶，將該薄帶巻繞成①20.7mmX0>10.3mmX7.5mm的環(huán)形鐵芯后，裝入尺寸內(nèi)徑021腿，厚2mm，高4mm的A3鋼制剛性套環(huán)模具中，然后再放入熱處理爐，在550°C-59(TC溫度范圍內(nèi)進行熱處理，熱處理后將軟磁鐵芯從套環(huán)模具中取出，放入空間尺寸為①21mmX①10mmX7.5ram的塑料護套中，采用MATS-2010SA軟磁交流測量裝置對該軟磁鐵芯進行高頻磁性測試，表1中同時列出用傳統(tǒng)方法熱處理的軟磁鐵芯性能數(shù)據(jù)，即處理時軟磁鐵芯不套高圓度剛性套環(huán)處理后護套的軟磁鐵芯性能以作對比。從表1數(shù)據(jù)可見，軟磁鐵芯在套環(huán)模具中進行熱處理后再裝入護套前后測得的高頻磁性幾乎不變；而未套高圓度套環(huán)模具進行熱處理的軟磁鐵芯裝入護套后損耗明顯上升，即增加了30%;其磁導率大幅下降降低至25%。實施例2采用寬度為20mm，厚度為25um的Finemet合金薄帶。將該薄帶巻繞成①30X①20X20mm的環(huán)形鐵芯后，裝入內(nèi)徑O30.3mm，厚度2.5mm:高12mm的不銹鋼剛性套環(huán)模具中，放入熱處理爐在550-570'C溫度范圍內(nèi)進行熱處理，處理后將軟磁鐵芯從套環(huán)模具中取出并放入與套環(huán)模具尺寸相同的環(huán)形護套中即成。然后采用軟磁直流測試裝置(沖擊法)進行靜態(tài)磁性測試，表1中同時列出經(jīng)傳統(tǒng)方法(比較例1和2)，即處理時軟磁鐵芯不用套環(huán)模具處理后的軟磁鐵芯性能與本發(fā)明的性能進行對比。在熱處理后，不用套環(huán)模具的納米晶軟磁合金鐵芯裝入護套后靜態(tài)磁性亦有一定程度的惡化，初始磁導率降低了15%，而使用了套環(huán)模具處理的軟磁鐵芯產(chǎn)品在裝入護套后的性能變化很小。表1為軟磁鐵芯產(chǎn)品在熱處理時采用套環(huán)模具后與不用套環(huán)模具(比較1和2)進行熱處理的效果對比其中B1Q:磁場為10Oe時的磁感應強度；"謹:磁場為O.OOlOe時的初始磁導率；P0.02T/500k:頻率為500KHZ，磁感為0.02T下的損耗；u0.02T/500k:頻率為500KHZ，磁感為0.02T下的磁導率。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>用本發(fā)明進行熱處理后的軟磁鐵芯性能與傳統(tǒng)方法處理軟磁鐵芯相比可看出，采用本發(fā)明方法處理后的軟磁鐵芯在裝入護套后，靜態(tài)磁性能保持了裝護套前的材料最佳性能(靜性能變化〈1%)，而經(jīng)傳統(tǒng)方法處理的鐵芯裝入護套后，靜態(tài)磁性能明顯惡化，特別是對應力敏感的初始磁導率在裝護套前后變化了15%。因此，本發(fā)明所用的與軟磁鐵芯產(chǎn)品外周尺寸相吻合的套環(huán)模具因為在熱處理時保證了軟磁帶巻環(huán)形鐵芯形狀不變，從而保證了軟磁帶巻環(huán)形鐵芯在熱處理后再裝入護套時因形狀尺寸與護套一致而使鐵芯的磁性能基本不變。權利要求1、一種帶有套環(huán)模具的軟磁鐵芯熱處理方法，在熱處理后將鐵芯產(chǎn)品置入護套中，其特征在于在進行熱處理時使用一種與軟磁鐵芯產(chǎn)品外周尺寸相吻合的套環(huán)模具，并采用以下步驟進行熱處理a在進行熱處理前將軟磁鐵芯置入與鐵芯產(chǎn)品外周尺寸相吻合的套環(huán)模具中；b將軟磁鐵芯與套環(huán)模具一同進行熱處理；軟磁鐵芯在熱處理全過程中被固定裝在套環(huán)模具內(nèi)；c在熱處理完成后，將鐵芯產(chǎn)品從套環(huán)模具中取出并置入與模具尺寸相同的護套中。2、根據(jù)權利要求1所述的帶有套環(huán)模具的軟磁鐵芯熱處理方法，其特征在于套環(huán)模具的內(nèi)孔為在鐵芯的外徑或外周邊上加0.20.4mm，套環(huán)模具的高度為鐵芯產(chǎn)品高度的30%_70%。3、根據(jù)權利要求1所述的帶有套環(huán)模具的軟磁鐵芯熱處理方法，其特征在于套環(huán)模具采用與軟磁鐵芯產(chǎn)品熱膨脹系數(shù)相同或相近并且耐高溫的材料制成。4、根據(jù)權利要求1帶有套環(huán)模具的軟磁鐵芯熱處理方法，其特征在于熱處理的溫度范圍為350°C-600°C。全文摘要本發(fā)明提供了一種帶有套環(huán)模具的環(huán)形鐵芯熱處理方法，該方法采用一種與鐵芯產(chǎn)品外周尺寸相吻合的套環(huán)模具進行熱處理，該套環(huán)模具可保證軟磁鐵芯在熱處理時形狀不變，從而保證了軟磁鐵芯在熱處理后再裝入護套時因形狀尺寸與護套一致而使鐵芯的磁性能基本不變；本發(fā)明用于軟磁鐵芯熱處理的模具套環(huán)為圓環(huán)狀，模具套環(huán)的內(nèi)徑為在軟磁鐵芯外徑上加0.2～0.4mm，模具套環(huán)的高度為鐵芯高度的30％-70％；該模具套環(huán)與套入其內(nèi)的鐵芯同時進行熱處理，模具套環(huán)的材料為金屬、陶瓷等在高溫下不易變形的材料。文檔編號C21D1/00GK101126120SQ200710122019公開日2008年2月20日申請日期2007年9月20日優(yōu)先權日2007年9月20日發(fā)明者全白云,猛馮,煜王,焱祁,郭世海申請人:鋼鐵研究總院