一種金屬磁粉芯的注射成型制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬磁粉芯的注射成型制備方法，包括如下步驟：1)將金屬軟磁合金粉末球磨成不同粒度的粉末；2)按一定粒度配比好的粉末后，加入鈍化劑進行絕緣包覆；3)加入粘結(jié)劑后，經(jīng)混煉造粒后，將粉料注射成型得到磁粉芯成型坯體；4)磁粉芯坯體經(jīng)過溶劑脫脂和熱脫脂后，經(jīng)燒結(jié)達到致密化；5)在惰性氣體保護下，對磁粉芯進行退火，去除燒結(jié)應力。本發(fā)明方法適合制備中小型形狀復雜、高精度的金屬磁粉芯元件，本發(fā)明方法所制備的磁粉芯具有密度均一、內(nèi)部組織均勻、機械強度高、直流偏磁性能好和功耗相對較低的特點。
【專利說明】一種金屬磁粉芯的注射成型制備方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明屬于磁性器件制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種金屬磁粉芯的注射成型制備方 法。 【背景技術(shù)】
[0002] 目前，金屬磁粉芯的成型方法主要是干壓成型，這種方法具有生產(chǎn)效率高，易于自 動化、不易變形等優(yōu)點，但是其對磁粉芯形狀有較大限制，并存在模具造價高，坯體強度低， 壓制成型后的磁粉芯內(nèi)部密度不均一且組織均勻性較差、易開裂等局限。粉末注射成型利 用模具可注射成型坯件并通過燒結(jié)快速制造高密度、高精度、三維復雜形狀的結(jié)構(gòu)零件，并 可直接批量生產(chǎn)。該工藝技術(shù)不僅具有一次成型后無需切削加工、經(jīng)濟效益高等優(yōu)點，而且 克服了干壓成型所得材質(zhì)不均勻、機械性能低、薄壁成型困難、結(jié)構(gòu)復雜等缺點，特別適合 于大批量生產(chǎn)小型、復雜以及具有特殊要求的器件。
[0003] CN201120017583. 0中提供了一種新型金屬磁粉芯罐型磁芯，采用干壓成型方法 制備罐型磁芯，對產(chǎn)品的規(guī)格要求嚴格，小外徑和薄壁的產(chǎn)品均不能采用此成型方法，同時 對模具要求較高，易損壞模具，實際生產(chǎn)中成本較高。CN101456075B中提供了一種納米晶 軟磁合金元件的制備方法，該制備方法通過注射成型來實現(xiàn)，所得的軟磁粉芯內(nèi)部缺少絕 緣介質(zhì)，存在交直流偏磁性能差和高頻下渦流損耗偏大的缺點，不適合高頻場合下的應用。 CN101010756B中提供了一種磁芯部件的制造方法，該方法采用樹脂組成物作為磁性粉末的 絕緣劑，注射成型后，在后續(xù)燒結(jié)工藝過程中，樹脂絕緣層容易被燒損，很難達到真正的絕 緣包覆效果。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)干壓成型難以批量生產(chǎn)薄壁、形狀復雜、高精度、密 度和組織均勻的金屬磁粉芯等問題，同時獲得直流偏磁性能良好、功耗低的金屬磁粉芯，提 供一種金屬磁粉芯的注射成型制備方法。
[0005] 金屬磁粉芯的注射成型制備方法包括如下步驟：
[0006] 1)選取金屬軟磁合金粉末，球磨成粒度小于75 μ m的粉末顆粒，其中，粉末顆粒粒 度為40 μ m?75 μ m占總量的40?70wt %，粉末顆粒粒度小于40 μ m的占總量的30? 60wt% ；
[0007] 2)將步驟1)配比好的軟磁合金粉末中加入鈍化劑溶液，混合均勻后，在80? 120°C條件下保溫0. 5?2h ;
[0008] 3)將步驟2)鈍化后的軟磁粉末與粘結(jié)劑均勻混合后，在100°C?150°C下混煉 1?3h，得到混料，將混料粉碎至平均粒徑8_的顆粒；
[0009] 4)將步驟3)粉碎后的混料加熱至100°C?150°C，在壓力為75?200bar條件下， 注入到模腔中，打開模具冷卻后即得到成型坯體；
[0010] 5)將步驟4)中的成型坯件置入三氯乙烯中，在40°C?60°C下脫脂5?8h，干燥， 再在400°C?800°C下進行熱脫脂；
[〇〇11] 6)將步驟5)中脫脂后的成型坯體在800°C?900°C燒結(jié)4?8h，在惰性氣體氛圍， 550?600°C下退火0. 5?lh，得到金屬磁粉芯。
[0012] 所述金屬軟磁合金粉末為純鐵系或鐵基合金系；其中，所述的純鐵系為純鐵粉或 羰基鐵粉，所述的鐵基合金系為鐵基合金系Fe-Si合金粉、Fe-Ni合金粉、Fe-Si-Al合金 粉或Fe-Si-Ni系合金粉。所述金屬軟磁合金粉末占總量的70wt%?88wt%，粘結(jié)劑占 總量的12wt%?30wt%。所述鈍化劑為磷酸或鉻酸,鈍化劑用量占金屬軟磁合金粉末的 0.4wt%?1.4wt%。所述的鈍化劑溶液所采用分散劑為無水乙醇或丙酮中的一種或多種， 分散劑用量為金屬軟磁合金粉末重量的l〇wt%?20wt%。所述粘結(jié)劑的組成為50wt%? 65wt%石錯、15wt%?25wt%硬脂酸、10wt%?15wt%聚乙烯和10wt%?15wt%聚丙烯。 所述的惰性氣體為氮氣或氬氣。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)點：有效解決了干壓成型方法針對于中小型形狀復雜、高精度的磁粉 芯生產(chǎn)加工困難，本發(fā)明方法所制備的磁粉芯具有密度均一、內(nèi)部組織均勻、機械強度高、 直流偏磁性能良好和功耗相對較低特點。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明采用注射成型制備金屬磁粉芯的工藝流程圖。 【具體實施方式】
[0015] 實施例1
[〇〇16] 本實施例中金屬軟磁合金粉末和粘結(jié)劑的選擇及用量如表1所示（均按重量百分 比計）：
[0017]表 1
【權(quán)利要求】
1. 一種金屬磁粉芯的注射成型制備方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 選取金屬軟磁合金粉末，球磨成粒度小于75 μ m的粉末顆粒，其中，粉末顆粒粒度 為40 μ πΓ75 μ m占總量的4(T70 wt%，粉末顆粒粒度小于40 μ m的占總量的3(T60 wt% ; 2) 將步驟1)配比好的軟磁合金粉末中加入鈍化劑溶液，混合均勻后，在80 °C~120 °C 條件下保溫〇. 5h?2 h ; 3) 將步驟2)鈍化后的軟磁粉末與粘結(jié)劑均勻混合后，在100 °C ~150 °C下混煉lh~3 h，得到混料，將混料粉碎至平均粒徑8 mm的顆粒； 4) 將步驟3)粉碎后的混料加熱至100 °C~150 °C，在壓力為75 bar~200 bar條件下， 注入到模腔中，打開模具冷卻后即得到成型坯體； 5) 將步驟4)中的成型坯件置入三氯乙烯中，在40 °C飛0 °C下脫脂5?8 h，干燥，再在 400 °C ~800 °C下進行熱脫脂； 6) 將步驟5)中脫脂后的成型坯體在800 °C~900 °C燒結(jié)4 tT8 h，在惰性氣體氛圍， 550 °C?600 °C下退火0. 5 h?l h，得到金屬磁粉芯。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述金屬軟磁合金粉末為純鐵系 或鐵基合金系；其中，所述的純鐵系為純鐵粉或羰基鐵粉，所述的鐵基合金系為鐵基合金系 Fe-Si合金粉、Fe-Ni合金粉、Fe-Si-Al合金粉或Fe-Si-Ni系合金粉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述金屬軟磁合金粉末占總量的70 wt%?88 wt%，粘結(jié)劑占總量的12 wt%?30 wt%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述鈍化劑為磷酸或鉻酸，鈍化劑用 量占金屬軟磁合金粉末的〇. 4 wt%?l. 4 wt%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的鈍化劑溶液所采用分散劑為 無水乙醇或丙酮中的一種或多種，分散劑用量為金屬軟磁合金粉末重量的10 wt%~20 wt%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述粘結(jié)劑的組成為50 wt9T65 wt% 石錯、15 wt%?25 wt%硬脂酸、10 wt %?15 wt %聚乙烯和10 wt %?15 wt %聚丙烯。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的惰性氣體為氮氣或氬氣。
【文檔編號】H01F1/147GK104091667SQ201410246590
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】嚴密, 陳海平, 吳琛, 張念偉, 王新華, 樊波, 張彪 申請人:浙江大學, 浙江省東陽市騰輝新材料有限公司