從水氣聯(lián)合霧化到氣霧化制粉，天智一直行走在提高霧化法制粉工藝的路上。氣霧化制粉主要應(yīng)用在金屬磁粉芯上，受益于下游需求拉動(dòng)，氣霧化制粉技術(shù)賦能行業(yè)升級(jí)改造。專注研發(fā)生產(chǎn)合金粉末的天智合金，在氣霧化制粉工藝上又有何解決方案?

在剛過去不久的第二十一屆華東磁性元件產(chǎn)業(yè)鏈峰會(huì)上，天智合金作為優(yōu)秀粉末供應(yīng)商參展。

《磁性元件與電源》記者觀察到，高性能粉末在產(chǎn)業(yè)鏈中的重要性愈發(fā)凸顯，而天智合金材料科技有限公司作為國內(nèi)首批采用水氣聯(lián)合霧化制粉的供應(yīng)商，歷經(jīng)十年發(fā)展，已成為國內(nèi)代表性粉末供應(yīng)商。因而在峰會(huì)前夕，記者聯(lián)系了天智工程師趙放，與其達(dá)成了專訪意向。

峰會(huì)當(dāng)天，人頭攢動(dòng)，流連于天智合金展位前的客戶亦是絡(luò)繹不絕。記者經(jīng)過多次邀約，趙放才于百忙之中抽出時(shí)間參與采訪。

就降低合金粉末損耗方面，趙放與記者探討了天智近期推出的氣霧化制粉工藝。

01 新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展催生出氣霧化制粉工藝

熔化、霧化和凝固，這是合金原料在氣霧化制粉過程中經(jīng)歷的三個(gè)主要過程。

具體表現(xiàn)為：合金原料在高速氣流沖擊中使金屬溶體，通過碰撞將氣體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為金屬溶體的表面能，熔融金屬流被擊碎成細(xì)小液滴，最后再氣流氛圍中快速冷卻凝固形成粉末。

氣霧化制粉有著高的冷卻速度和高的過冷度，所制備的粉末球形度高、流動(dòng)性好、氣體及雜質(zhì)含量低，成為制備高性能金屬及合金粉末的主要方法。

氣霧化制粉工藝是新能源汽車、光儲(chǔ)充等新能源領(lǐng)域快速發(fā)展下的產(chǎn)物。趙放說道：“新能源汽車對(duì)磁性能要求越來越高，需要較高的磁導(dǎo)率和磁飽和性能，同時(shí)還要降低功率損耗。”

△天智合金粉末

新能源汽車對(duì)磁元件提出了高頻化的要求，對(duì)合金粉末而言，需要更高的飽和磁感強(qiáng)度和更好的耐高頻衰減性。“之前使用的頻率基本上是在幾十kHZ到一兩百kHZ,高頻化后工作頻率基本在1M以上，更高的時(shí)候是在3M甚至到10MHZ，那么粉末的磁性就不能出現(xiàn)高頻衰減，所以在高頻下還要保證磁性能的穩(wěn)定性。現(xiàn)在天智的粉末能在1MHz到10MHz之間磁導(dǎo)率不下降。”

02 氣霧化制粉純度可達(dá)99.8%以上

今年六月，天智正式采用氣霧化制粉工藝，當(dāng)前每個(gè)月產(chǎn)能能達(dá)到300噸。

氣霧化制粉主要采用的是鐵鎳、鐵硅、鐵硅鋁類的粉末，應(yīng)用端集中在金屬磁磁芯、變壓器類的產(chǎn)品。氣霧化制粉工藝對(duì)粒度要求不需要很細(xì)，但是對(duì)粉末磁集成產(chǎn)品之后的損耗要求非常高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一體電感所要求的損耗值。

趙放表示，降低氣霧化制粉過程中的損耗，需要提高粉末純度、優(yōu)化粒度級(jí)配、以及降低粉末中的氧含量。

相較于水氣聯(lián)合霧化粉末，氣霧化制粉的粉末粒度會(huì)粗一些，這種情況下鐵損就上升，產(chǎn)生的損耗主要是在渦流損耗或者鐵損上。因此要降低鐵損或者說降低渦流損耗，就需要粉末的純度越高越好。“如果按金屬的雜質(zhì)含量來計(jì)算，天智的氣霧化制粉純度可以達(dá)到99. 8% 以上。”

此外，天智通過提高冶煉霧化工藝，盡量減少在冶煉霧化工藝中溶渣的含量，降低金屬的損失，現(xiàn)在金屬的收得率可以達(dá)到98%以上。

就降低氧含量方面而言，氣霧化制粉里面的氧含量一般含量小于 1000ppm。因此要通過工藝設(shè)備的提升與改造以降低里面的氧的含量，把它降到越低越好。

對(duì)此，天智通過對(duì)氣霧化設(shè)備的升級(jí)改造，以及熔煉過程中的熔煉方法的優(yōu)化來降低氧的含量。“現(xiàn)在我們的氧含量跟同行業(yè)的相比已經(jīng)是稍低一點(diǎn)了，我們正在往更低的氧含量方面研發(fā)。”

氣霧化制粉的粉末如鐵鎳、鐵硅類的氧含量一般在700、800個(gè)ppm，而天智是可以做到500、600個(gè)ppm，趙放表示氣霧化制粉未來會(huì)盡量往低于500ppm方面發(fā)展。

小結(jié)

高性能原材料，是制造業(yè)發(fā)展剛需，已經(jīng)必不可缺。未來，隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和第三代半導(dǎo)體技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，上至粉末、磁芯、線材、器件，下至汽車電子、光儲(chǔ)充、大數(shù)據(jù)等應(yīng)用場景的不斷豐富，產(chǎn)業(yè)鏈變革儼然開始，風(fēng)口仍將持續(xù)。

從終端需求來看，與第三代半導(dǎo)體配套的磁元件、材料研發(fā)，尤其是材料研發(fā)速度相對(duì)較慢。磁性原材料廠商需要有完整的打樣鏈條和有完整的測試條件，對(duì)損耗能進(jìn)行模擬性或者接近實(shí)際測試平臺(tái)。

開發(fā)高性能原材料之路任重道遠(yuǎn)，天智在氣霧化制粉降損耗方面的經(jīng)驗(yàn)正是千千萬萬個(gè)原材料廠商前進(jìn)路上的縮影，他們步履堅(jiān)定，功不可沒。

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審核編輯 黃宇