專利名稱：鐵氧體磁芯坯體的制造方法以及鐵氧體磁芯的制造方法
技術領域：
本發明涉及鐵氧體磁芯的制造，特別是涉及一種鐵氧體磁芯坯體的制造方法以及鐵氧體磁芯的制造方法。
背景技術：
傳統磁芯的生產工藝技術主要是干壓成型法，該方法的缺點是成型產品的形狀有 較大限制，模具造價較高，坯體強度低，坯體內部致密性不一致，組織結構的均勻性相對較差等，又由于磁芯的芯柱一般為圓柱形，干壓不能一次性完成，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,而且增加了生產成本和時間,對產品的一致性也沒有保證。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是彌補現有干壓成型技術的不足，提出一種鐵氧體磁芯坯體的制造方法以及鐵氧體磁芯的制造方法，所述方法能夠生產出符合要求的產品，實現干壓成型技術與注射成型技術互補。本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決
一種鐵氧體磁芯坯體的制造方法，依次包括如下步驟
Cl)將重量百分比為709Γ95%的鐵氧體粉料和重量百分比為59Γ30%的粘結劑進行混煉成泥料，冷卻至室溫后，破碎成Φ3 8πιπι的物料，為注射成型做準備；其中，所述鐵氧體粉料包括如下重量百分比的組分60°/Γ70%的氧化鐵，10°/Γ20%的氧化鎳，2°/Γ Ο%的氧化銅，15% 25%的氧化鋅；所述粘結劑包括如下重量百分比的組分石蠟40% 80%、聚乙烯5% 25%、聚丙烯5% 25%、鄰苯二甲酸二辛酯1% 3%、鄰苯二甲酸二丁酯1% 3%和油酸2% 8% ；
(2)在12(T220°C下，將所述物料在注塑機料筒里加熱熔化，在5(Tl50Bar的壓力下將熔融的物料注入模腔中，填充模腔；
(3)模腔填充后，物料中的熱量通過模具傳導出去，打開模具，取出已固化的坯體，即為所述鐵氧體磁芯坯體。一種鐵氧體磁芯的制造方法，包括如下步驟
將經權利要求I所述的制造方法制備得到的鐵氧體磁芯坯體，依次經過溶劑脫脂、熱脫脂和燒結得到所述鐵氧體磁芯；
所述溶劑脫脂依次包括泡油、晾干和烘干，所述泡油以煤油作為溶劑，溶解溫度為3(T90°C，時間為5 20小時，以除去部分粘結劑；
所述熱脫脂在以O. 3^1. (TC /min的升溫速度升溫至15(T450°C條件下進行，以除去更多的粘結劑。優選地，所述燒結包括
升溫階段緩緩升溫，以升溫速率O. 3^1. (TC /min使溫度從室溫緩緩升至40(T50(TC，待粘結劑排出后，以升溫速率I. (Γ2. (TC /min，繼續升溫至85(T950°C ；坯件逐漸收縮階段以升溫速率O. 5^1. 5°C /min繼續升溫至102(Tll0(rC ；
保溫階段在所述102(Γ1100 下保溫O. 5 I. 5h ；
降溫階段磁芯燒好后，進行降溫，冷卻速率為O. 5^2. (TC /min。優選地，所述溶劑脫脂、熱脫脂和燒結均是在自然空氣中進行的。本發明與現有技術對比的有益效果是本發明采用注射成型工藝很好地解決了不同形狀(例如圓柱型、跑道型、橢圓型等)的鐵氧體磁芯成型的問題，對產品的一致性也有保證，具有生產效率高，可以一模十幾個甚至幾十個，自動化程度較高，人工少等優點，且產品的密度大、密度均一，通過本發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 ;通過本發明的方法成型的鐵氧體磁芯力學強度高，注射磁芯擺折為25N，芯折大于50N，而干壓成型的磁芯擺折為15N，芯折為38N。


圖I為本發明的鐵氧體磁芯的制造方法工藝流程圖。
具體實施例方式下面對照附圖和結合優選具體實施方式
對本發明進行詳細的闡述。本發明提供一種鐵氧體磁芯坯體的制造方法，在一個實施例中，依次包括如下步驟
(1)將70°/Γ95%的鐵氧體粉料和5°/Γ30%的粘結劑進行混煉成泥料，冷卻至室溫后，破碎成Φ3 8πιπι的物料，為注射成型做準備；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；所述粘結劑包括如下重量百分比的組分石蠟40% 80%、聚乙烯5% 25%、聚丙烯5% 25%、鄰苯二甲酸二辛酯1% 3%、鄰苯二甲酸二丁酯1% 3%和油酸2% 8% ；
(2)在12(T220°C下，將所述物料在注塑機料筒里加熱熔化，在5(Tl50Bar的壓力下將熔融的物料注入模腔中，填充模腔；
(3)模腔填充后，物料中的熱量通過模具傳導出去，打開模具，取出已固化的坯體，即為所述鐵氧體磁芯坯體。其中，破碎成Φ3 8mm的小塊物料更容易進入注塑機料筒注射成型；為了將物料注入模腔中，將物料在注塑機料筒里加熱熔化，通過螺桿的往復運動來聚集、均勻化和加壓物料，成型過程實際發生在螺桿往前推，把熔融物料注入模腔中，流體從噴嘴出來經過澆道、流道和澆口進而填充模腔，其中的工藝參數設置依賴于鐵氧體粉料的特性、粘結劑的組成、物料的粘度、模具設計和注塑機的工作狀況等，物料在料筒內受到外部加熱器和螺桿機械化的熱作用，物料的加熱溫度和時間應充足以讓其徹底完全塑化，成型過程中，應快速控制增大壓力把物料注入模腔中，發明人在經過大量的實驗基礎上，選出當在12(T220°C下將物料在注塑機料筒里加熱熔化，在5(Tl50Bar的壓力下將熔融的物料注入模腔中，填充模腔，熔體流速隨模腔壓力增大而減小，當混合料在模具中冷卻下來時，充填過程結束，模腔
填充之后，物料中的熱量通過模具傳導出去，打開模具，取出已固化的坯體。本發明還提供一種鐵氧體磁芯的制造方法，圖I是闡明本發明的工藝流程圖，其具體包括如下步驟將經上述實施例的制造方法制備得到的鐵氧體磁芯坯體，依次經過溶劑脫脂、熱脫脂和燒結得到所述鐵氧體磁芯；
所述溶劑脫脂依次包括泡油、晾干和烘干，所述泡油以煤油作為溶劑，溶解溫度為3(T90°C，時間為5 20小時，以除去部分粘結劑；
所述熱脫脂在以O. 3^1. (TC /min的升溫速度升溫至15(T450°C條件下進行，以除去更多的粘結劑。其中，溶劑脫脂是指溶劑滲透到坯體內部，將坯體內粘結劑中的可溶解成分溶解出來的過程。溶劑脫脂不能溶出全部的粘結劑，只是在溶解大部分的粘結劑后，形成連通孔隙的網絡，在以后的熱脫脂中可縮短升溫和保溫時間，以達到減少總的脫脂時間的目的，溶 解脫脂的特點是溫度低，在粘結劑軟化點之下進行脫脂，可保證坯體不變形。溶劑選擇一般是單一溶劑一步溶解，為縮短脫脂時間，需對各種溶劑溶解速度進行篩選，發明人在經過大量實驗的基礎上，選擇采用煤油作為溶劑，溶解溫度在3(T90°C，時間在5 20小時。溶劑脫脂裝置由水浴鍋、水浴箱和加熱溫度控制系統組成。將坯體浸沒在盛滿煤油的水浴鍋中，通過水浴箱底部電阻絲加熱，水浴箱中的水達到一定的溫度，使得水浴鍋中的煤油的溫度升至3(T90°C，溶解粘結劑中的石蠟組元，達到初步脫脂的目的。熱脫脂是將坯體在空氣中加熱到粘結劑組分揮發或者分解的溫度，使得粘結劑受熱分解發生物態變化，轉變為氣態物質，達到脫脂的目的。在溫度較低時，實現部分蒸發脫除，溫度升至粘結劑分解溫度之上，發生分解反應，脫除更多的粘結劑。發明人在經過大量的實驗證明熱脫脂在以O. 3^1. (TC /min的升溫速度升溫至15(T450°C條件下進行時，產品不易產生變形或者缺陷。在一個優選的實施例中，所述燒結包括
升溫階段緩緩升溫，以升溫速率O. 3^1. (TC /min使溫度從室溫緩緩升至40(T50(TC，待粘結劑排出后，以升溫速率I. (Γ2. (TC /min，繼續升溫至85(T950°C ；
坯件逐漸收縮階段以升溫速率O. 5^1. 5°C /min繼續升溫至102(Tll0(rC ；
保溫階段在所述102(Γ1100 下保溫O. 5 I. 5h ；
降溫階段磁芯燒好后，進行降溫，冷卻速率為O. 5^2. (TC /min。燒結直接決定鐵氧體磁芯的最終組成、相的分布、晶粒大小、致密性、尺寸、外觀及性能。燒結應根據所用燒結設備、預燒溫度高低、預燒料的收縮性、粘結劑的種類和加入比例、產品性能要求、形狀及大小、裝坯重量和方式等方面的不同，確定合適的燒結溫度及燒結曲線，發明人在大量的實驗基礎上，得出的以上優選方案中升溫階段主要是坯件內水分、粘結劑和潤滑劑的揮發過程，此時須緩緩升溫以避免坯件開裂，此后是坯件逐漸收縮階段，由于這一段燒成影響著磁芯晶粒的大小、均勻度、氣孔率及分布等，此時的升溫速率要適當；到最高燒結溫度后，保溫O. 5 I. 5h為宜；在降溫階段，冷卻速率對產品的電磁性能及合格率也有很大影響。通過以上優選的燒結工序，產品的幾乎不存在粘聯、變形和開裂，且產品的外型尺寸和性能的一致性滿足要求。以下通過更具體的實施例對本發明進行進一步闡述。實施例I
注射成型用的粒料，由如下重量百分比的組分組成鐵氧體粉料70%
粘結劑30%
所述鐵氧體粉料由如下重量百分比的組分組成
氧化鐵60%
氧化鎳15%
氧化銅4. 5%
氧化鋅20. 5%
所述粘結劑由如下重量百分比的組分組成
石臘40%
聚乙烯25%
聚丙烯25%
鄰苯二甲酸二辛酯 1%
鄰苯二甲酸二丁酯 3%
油酸6%
按照以上重量百分比混合放入密煉機中密煉，設定溫度180°C，設置攪拌器的頻率為25Hz，每密煉40分鐘后，翻料I次，共翻料4次得到塊狀泥料。待泥料冷卻至室溫，用粉碎機粉碎至平均粒徑為8mm的物料。在180°C下，將所述物料在注塑機料筒里加熱熔化，在125Bar的壓力下將熔融的物料注入模腔中，填充模腔；模腔填充后，物料中的熱量通過模具傳導出去，打開模具，取出已固化的坯體，即為所述鐵氧體磁芯坯體。鐵氧體磁芯坯體依次經過溶劑脫脂、熱脫脂和燒結得到所述鐵氧體磁芯；
所述溶劑脫脂依次包括泡油、晾干和烘干，所述泡油以煤油作為溶劑，溶解溫度為
55°C，時間為10小時，以除去部分粘結劑；
所述熱脫脂在以O. 5°C /min的升溫速度升溫至450°C條件下進行，以除去更多的粘結劑。所述燒結包括
升溫階段緩緩升溫，以升溫速率O. 5°C /min使溫度從室溫緩緩升至450°C，待粘結劑排出后，以升溫速率I. 5°C /min，繼續升溫至900°C ；
坯件逐漸收縮階段以升溫速率1°C /min繼續升溫至1040°C ；
保溫階段在所述1040°C下保溫Ih ；
降溫階段磁芯燒好后，進行降溫，冷卻速率為I. 5°C /min。實施例2
注射成型用的粒料，由如下重量百分比的組分組成
鐵氧體粉料80%
粘結劑20%
所述鐵氧體粉料由如下重量百分比的組分組成
氧化鐵64.0%
氧化鎳13.0%
氧化銅4.0%氧化鋅19.0%
所述粘結劑由如下重量百分比的組分組成
石蠟60.0%
聚乙烯15.0%
聚丙烯15.0%
鄰苯二甲酸二辛酯 2.0% 鄰苯二甲酸二丁酯 2.0%
油酸6.0%
按照以上重量百分比混合放入密煉機中密煉，設定溫度180°C，設置攪拌器的頻率為25Hz，每密煉40分鐘后，翻料I次，共翻料4次得到塊狀泥料。待泥料冷卻至室溫，用粉碎機粉碎至平均粒徑為8mm的物料。在180°C下，將所述物料在注塑機料筒里加熱熔化，在125Bar的壓力下將熔融的物料注入模腔中，填充模腔；模腔填充后，物料中的熱量通過模具傳導出去，打開模具，取出已固化的坯體，即為所述鐵氧體磁芯坯體。鐵氧體磁芯坯體依次經過溶劑脫脂、熱脫脂和燒結得到所述鐵氧體磁芯；
所述溶劑脫脂依次包括泡油、晾干和烘干，所述泡油以煤油作為溶劑，溶解溫度為
55°C，時間為10小時，以除去部分粘結劑；
所述熱脫脂在以O. 5°C /min的升溫速度升溫至450°C條件下進行，以除去更多的粘結劑。所述燒結包括
升溫階段緩緩升溫，以升溫速率O. 5°C /min使溫度從室溫緩緩升至450°C，待粘結劑排出后，以升溫速率I. 5°C /min，繼續升溫至900°C ；
坯件逐漸收縮階段以升溫速率1°C /min繼續升溫至1040°C ；
保溫階段在所述1040°C下保溫Ih ；
降溫階段磁芯燒好后，進行降溫，冷卻速率為I. 5°C /min。實施例3
注射成型用的粒料，由如下重量百分比的組分組成
鐵氧體粉料90%
粘結劑10%
所述鐵氧體粉料由如下重量百分比的組分組成
氧化鐵70.0%
氧化鎳11.0%
氧化銅4.0%
氧化鋅15.0%
所述粘結劑由如下重量百分比的組分組成
石蠟80.0%
聚乙烯5.0%
聚丙烯5.0%
鄰苯二甲酸二辛酯 3.0%
權利要求
1.一種鐵氧體磁芯坯體的制造方法，其特征在于，依次包括如下步驟 (1)將重量百分比為709Γ95%的鐵氧體粉料和重量百分比為59Γ30%的粘結劑進行混煉成泥料，冷卻至室溫后，破碎成Φ3 8πιπι的物料，為注射成型做準備；其中，所述鐵氧體粉料包括如下重量百分比的組分60°/Γ70%的氧化鐵，10°/Γ20%的氧化鎳，2°/Γ Ο%的氧化銅，15% 25%的氧化鋅；所述粘結劑包括如下重量百分比的組分石蠟40% 80%、聚乙烯5% 25%、聚丙烯5% 25%、鄰苯二甲酸二辛酯1% 3%、鄰苯二甲酸二丁酯1% 3%和油酸2% 8% ； (2)在12(T220°C下，將所述物料在注塑機料筒里加熱熔化，在5(Tl50Bar的壓力下將熔融的物料注入模腔中，填充模腔； (3)模腔填充后，物料中的熱量通過模具傳導出去，打開模具，取出已固化的坯體，即為所述鐵氧體磁芯坯體。
2.一種鐵氧體磁芯的制造方法，其特征在于，包括如下步驟 將經權利要求I所述的制造方法制備得到的鐵氧體磁芯坯體，依次經過溶劑脫脂、熱脫脂和燒結得到所述鐵氧體磁芯； 所述溶劑脫脂依次包括泡油、晾干和烘干，所述泡油以煤油作為溶劑，溶解溫度為3(T90°C，時間為5 20小時，以除去部分粘結劑； 所述熱脫脂在以O. 3^1. (TC /min的升溫速度升溫至15(T450°C條件下進行，以除去更多的粘結劑。
3.如權利要求2所述的鐵氧體磁芯的制造方法，其特征在于，所述燒結包括 升溫階段緩緩升溫，以升溫速率O. 3^1. (TC /min使溫度從室溫緩緩升至40(T50(TC，待粘結劑排出后，以升溫速率I. (Γ2. (TC /min，繼續升溫至85(T950°C ； 坯件逐漸收縮階段以升溫速率O. 5^1. 5°C /min繼續升溫至102(Tll0(rC ； 保溫階段在所述102(Γ1100 下保溫O. 5 I. 5h ； 降溫階段磁芯燒好后，進行降溫，冷卻速率為O. 5^2. (TC /min。
4.如權利要求2或3所述的鐵氧體磁芯的制造方法，其特征在于，所述溶劑脫脂、熱脫脂和燒結均是在自然空氣中進行的。
全文摘要
本發明公開了一種鐵氧體磁芯坯體的制造方法，包括(1)將70%~95%的鐵氧體粉料和5%~30%的粘結劑進行混煉成泥料，冷卻至室溫后，破碎成Ф3~8mm的物料，其中，鐵氧體粉料包括60%~70%的氧化鐵，10%~20%的氧化鎳，2%~10%的氧化銅，15%~25%的氧化鋅；粘結劑包括石蠟40%~80%、聚乙烯5%~25%、聚丙烯5%~25%、鄰苯二甲酸二辛酯1%~3%、鄰苯二甲酸二丁酯1%~3%和油酸2%~8%；(2)在120~220℃下，將物料加熱熔化，在50~150Bar的壓力下將熔融的物料注入模腔中；(3)模腔填充后，物料中的熱量通過模具傳導出去，打開模具，取出已固化的鐵氧體磁芯坯體。
文檔編號C04B35/622GK102642240SQ20121012372
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月25日 優先權日2012年4月25日
發明者周小軍, 朱晏軍, 高海明 申請人:深圳順絡電子股份有限公司