鐵氧體磁芯坯體及其制備方法、鐵氧體磁芯及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鐵氧體磁芯領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵氧體磁芯坯體及其制備方法、一種 鐵氧體磁芯及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)磁芯的生產(chǎn)工藝技術(shù)主要是干壓成型法。干壓成型法有很多優(yōu)點(diǎn)：如生產(chǎn)效 率高，人工較少、廢品率低，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)的制品密度大、強(qiáng)度高，適合大批量工業(yè)化生 產(chǎn)。缺點(diǎn)是成型產(chǎn)品的形狀有較大限制，模具造價(jià)較高，坯體強(qiáng)度低，坯體內(nèi)部致密性不一 致，組織結(jié)構(gòu)的均勻性相對(duì)較差等。又由于磁芯的芯柱一般為圓柱形，干壓一般不能一次性 完成，需要先壓成方柱形，再用車床加工成圓柱形，這樣不僅增加工序，而且增加了生產(chǎn)成 本和時(shí)間，對(duì)產(chǎn)品的一致性也沒有保證。
[0003] 為提高不同形狀（例如圓柱形、跑道形、橢圓形等）的磁芯的產(chǎn)品的一致性，本發(fā) 明人在專利文獻(xiàn)ZL201210123721. 2提出了一種鐵氧體磁芯的制備方法，一定程度上解決 了磁芯圓柱成型的問題，但是制備該磁芯的喂料比較脆，采用該喂料進(jìn)行注射成型時(shí)，產(chǎn)品 和回料都容易斷裂，而且容易粘模具以致需要經(jīng)常清洗模具，從而在制備磁芯過程中需要 借助人工操作而只能半自動(dòng)化生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)效率、提高了人工成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種鐵氧體磁芯坯體及其制備方法、一種鐵氧 體磁芯及其制備方法，不僅提高了圓柱形等形狀的磁芯的產(chǎn)品的一致性，而且本發(fā)明的喂 料的柔韌性好，采用本發(fā)明的喂料進(jìn)行注塑成型鐵氧體磁芯坯體時(shí)，產(chǎn)品和回料不會(huì)出現(xiàn) 斷裂，而且很容易脫模而不需要經(jīng)常清洗模具，從而可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)，極大地降低人工 成本，提高生產(chǎn)效率。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明公開了一種鐵氧體磁芯坯體的制備方法，包括如下步驟：
[0007] (1)將重量百分比為70%~95%的鐵氧體粉料和重量百分比為5%~30%的粘 結(jié)劑進(jìn)行混煉，制備成注塑成型用的喂料；其中，所述鐵氧體粉料包括如下重量百分比的組 分：60%~70%的氧化鐵，10%~20%的氧化鎳，2%~10%的氧化銅，15%~25%的氧化 鋅；所述粘結(jié)劑包括如下重量百分比的組分：80% -90%的聚甲醛，3% -6%的高密度聚乙 烯，3% -6%的乙烯-醋酸乙烯共聚物，2% -5%的石蠟，2% -5%的硬脂酸鋅；
[0008] (2)使用所述喂料進(jìn)行注塑成型，形成鐵氧體磁芯坯體。
[0009] 優(yōu)選地，步驟（1)中制備的喂料的平均粒徑為3~8_。
[0010] 優(yōu)選地，步驟⑵包括：在120~220°C下，將所述喂料在注塑機(jī)料筒里加熱熔化， 在50~150Bar的壓力下將熔融的喂料注入模腔中，填充模腔；模腔填充后，喂料中的熱量 通過模具傳導(dǎo)出去，打開模具，取出已固化的坯體，即為所述鐵氧體磁芯坯體。
[0011] 本發(fā)明還公開了一種鐵氧體磁芯坯體，是根據(jù)上述的制備方法制得的鐵氧體磁芯 坯體。
[0012] 本發(fā)明另外公開了一種鐵氧體磁芯的制備方法，包括如下步驟：
[0013] 將經(jīng)上述的制備方法制備得到的鐵氧體磁芯坯體，依次經(jīng)過脫脂和燒結(jié)得到所述 鐵氧體磁芯。
[0014] 優(yōu)選地，所述脫脂為酸催化脫脂；所述酸催化脫脂在硝酸或者草酸狀態(tài)下進(jìn)行的， 以0. 3~1. 0°C /min的升溫速度升溫至100~200°C條件下進(jìn)行，以除去更多的粘結(jié)劑。
[0015] 優(yōu)選地，所述酸催化脫脂是在氮?dú)庵羞M(jìn)行的。
[0016] 優(yōu)選地，所述燒結(jié)包括：
[0017] 升溫階段：緩緩升溫，以升溫速率0. 3~1. 0°C /min使溫度從室溫緩緩升至400~ 500°C，待粘結(jié)劑排出后，以升溫速率1. 0~2. 0°C /min，繼續(xù)升溫至850~950°C;
[0018] 坯件逐漸收縮階段：以升溫速率0. 5~1. 5°C /min繼續(xù)升溫至1020~1100°C;
[0019] 保溫階段：在所述1020~1100°C下保溫0? 5~1. 5h;
[0020] 降溫階段：磁芯燒好后，進(jìn)行降溫，冷卻速率為0. 5~2. 0°C /min。
[0021] 優(yōu)選地，燒結(jié)是在自然空氣中進(jìn)行的。
[0022] 本發(fā)明另外還公開了一種鐵氧體磁芯，是根據(jù)上述的制備方法制得的鐵氧體磁 芯。
[0023] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于：本發(fā)明的喂料的柔韌性好，采用本發(fā)明 的喂料進(jìn)行注塑成型鐵氧體磁芯坯體時(shí)，產(chǎn)品和回料不會(huì)出現(xiàn)斷裂，而且很容易脫模而不 需要經(jīng)常清洗模具，從而可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)，一人可以同時(shí)操作多臺(tái)注塑機(jī)，極大地降低 人工成本，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的一致性也有保證，可以一模十幾個(gè)甚至幾十個(gè)，自 動(dòng)化程度高，且產(chǎn)品的密度大，密度均一。
[0024] 在優(yōu)選的方案中，在制備鐵氧體磁芯時(shí)，專利文獻(xiàn)ZL201210123721. 2中需要先經(jīng) 過溶劑泡油、晾干、烘干等工序，然后再經(jīng)過熱脫脂，一般需要96h，而本發(fā)明采用酸催化脫 脂方法除去粘結(jié)劑，整個(gè)過程只需要4h左右即可，大大節(jié)省了制備時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；而 且專利文獻(xiàn)ZL201210123721. 2中經(jīng)過溶劑泡油、晾干、烘干等工序只能脫除50%~80%左 右的石蠟，其余的石蠟和其余的粘結(jié)劑只能通過高溫（150~450°C)熱脫脂的方法脫除，產(chǎn) 品內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，應(yīng)力較大，產(chǎn)品的擺折強(qiáng)度相對(duì)較小，而本發(fā)明中酸催化脫脂是在100~ 200 °C較低溫度的狀態(tài)下，在酸性環(huán)境中將聚甲醛全部裂解成甲醛氣體逸出，產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu) 相對(duì)致密，應(yīng)力較小，產(chǎn)品的擺折強(qiáng)度增強(qiáng)。通過本發(fā)明的方法成型的鐵氧體磁芯其密度 為5. 25g/cm3,而干壓成型的磁芯的密度為5. 10g/cm3;通過本發(fā)明的方法成型的鐵氧體磁 芯力學(xué)強(qiáng)度高，注塑磁芯擺折為40N，芯折大于50N，而干壓成型的磁芯擺折為15N，芯折為 38N ;在專利文獻(xiàn)ZL201210123721. 2中的注塑磁芯擺折為25N ;大大地改善了鐵氧體磁芯性 能。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的鐵氧體磁芯的制備方法工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面對(duì)照附圖并結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0027] 本發(fā)明提供一種鐵氧體磁芯坯體的制造方法，在一個(gè)實(shí)施例中，包括如下步驟：
[0028] (1)將70 %~95 %的鐵氧體粉料和5 %~30 %的粘結(jié)劑進(jìn)行混煉成泥料，冷卻 至室溫后，破碎成~8mm的喂料，為注射成型做準(zhǔn)備；其中，鐵氧體粉料包括如下重量 百分比的組分：60%~70%的氧化鐵，10%~20%的氧化鎳，2%~10%的氧化銅，15%~ 25 %的氧化鋅；粘結(jié)劑包括如下重量百分比的組分：聚甲醛80 % -90%，高密度聚乙烯 3% -6%，乙烯-醋酸乙烯共聚物3% -6%，石蠟2% -5%，硬脂酸鋅2% -5% ;
[0029] (2)在120~220°C下，將喂料在注塑機(jī)料筒里加熱熔化，在50~150Bar的壓力 下將熔融的喂料注入模腔中，填充模腔；
[0030] (3)模腔填充后，喂料中的熱量通過模具傳導(dǎo)出去，打開模具，取出已固化的坯體， 即為所述鐵氧體磁芯坯體。
[0031] 其中，破碎成~8mm的小塊喂料更容易進(jìn)入注塑機(jī)料筒注塑成型；為了將喂 料注入模腔中，將喂料在注塑機(jī)料筒里加熱熔化，通過螺桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來聚集、均勻化和加 壓喂料，成型過程實(shí)際發(fā)生在螺桿往前推，把熔融喂料注入模腔中，流體從噴嘴出來經(jīng)過澆 道、流道和澆口進(jìn)而填充模腔，其中的工藝參數(shù)設(shè)置依賴于鐵氧體粉料的特性、粘結(jié)劑的組 成、喂料的粘度、模具設(shè)計(jì)和注塑機(jī)的工作狀況等，喂料在料筒內(nèi)受到外部加熱器和螺桿機(jī) 械化的熱作用，喂料的加熱溫度和時(shí)間應(yīng)充足以讓其徹底完全塑化，成型過程中，應(yīng)快速控 制增大壓力把喂料注入模腔中，發(fā)明人在經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，選出當(dāng)在120~220°C下 將喂料在注塑機(jī)料筒里加熱熔化，在50~150Bar的壓力下將熔融的喂料注入模腔中，填充 模腔，熔體流速隨模腔壓力增大而減小，當(dāng)混合料在模具中冷卻下來時(shí)，充填過程結(jié)束，模 腔填充之后，喂料中的熱量通過模具傳導(dǎo)出去，打開模具，取出已固化的坯體。
[0032] 本發(fā)明還提供一種鐵氧體磁芯的制備方法，圖1是本發(fā)明的工藝流程圖，其具體 包括如下步驟：
[0033] 將經(jīng)上述實(shí)施例的喂料通過注塑成型制備得到的鐵氧體磁芯坯體，經(jīng)過酸催化脫 脂和燒結(jié)得到鐵氧體磁芯；
[0034] 其中，酸催化脫脂在硝酸或者草酸狀態(tài)下進(jìn)行的，以0. 3~1. 0°C /min的升溫速度 升溫至100~200°C條件下進(jìn)行，以除去更多的粘結(jié)劑。酸催化脫脂是將坯體在氮?dú)庵屑?熱，粘結(jié)劑組分中的聚甲醛（P0M)會(huì)受熱分解發(fā)生物態(tài)變化，轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)。發(fā)明人在經(jīng) 過大量的實(shí)驗(yàn)證明酸催化脫脂在以〇. 3