CN101980582A - 一种用于电磁炉的线盘以及该线盘的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于电磁炉的磁性线盘，包括线盘支架和固定在支架的线圈，特征在于，所述线盘支架与磁条采用同一材质压制而成，所述材质为导磁粉料。本发明线盘支架强度高，稳定性好。因为增加了磁条的支架功能，工艺程序减少，工作效率提高。因导磁粉料中已加入了绝缘剂，漆包线和磁性支架之间不用再加入绝缘物质，进一步简化线盘的工艺，支架成型为一体，导磁性能好。提高了线盘能效转换率，线盘支架采用冷压成型，可制成多种形状，可塑性更强能适应更高要求的异形线盘以提高电磁炉的性能。
Description
技术领域
本发明属于电磁炉技术领域，具体涉及电磁线盘以及该线盘的制备方法。
背景技术
电磁炉利用电磁感应原理，在锅具底部产生涡流并进行加热，其作为新兴厨房家电产品，由于节能，清洁，加热速度快等优势得到消费者的认可。在电磁炉设计中，线盘作为电磁炉中的电磁转换部件，其结构，材料，直接影响电磁炉的热效率、辐射和加热面积等性能。
传统的线盘由多股漆包线绞合，盘绕在线盘支架上方。线盘支架内装有磁条，以线盘中心点呈辐射状排列，整个线盘由线盘支架支撑。该线盘装配工艺复杂，成本高。所用磁条为锰锌铁氧体，属尖晶石型结构，由铁，锰，锌的氧化物，采用陶瓷工艺制成，磁导较高，但是由于需要高温烧结，磁条只能做出简单的形状，为减少漏磁量和磁辐射，简单形状的条状磁铁已不能满足多样化的要求。而其结构决定，在产品碰撞或做跌掉试验时，易破碎，因此磁条必须由塑胶支架支撑，以免在运输过程中造成磁条损坏，因此组装装配繁琐，工作效率低。
公告号为CN101583212A的中国发明专利提供一种电磁线盘及其制作方，该线盘支架中分散设有颗粒状铁氧体。该发明技术减少了支架与磁条的装配工序。该线盘制备方法有两种，一是将颗粒状或粉末状磁性物与线盘架材料混合，将磁性物和盘架材料的混合物注塑成型，第二种制备方法是先将线盘盘架注塑成型，将磁性物分散在已成型的线盘盘架表面，然后通过外力将磁性物挤压入线盘盘架，铁氧体混合在塑胶中加热注塑现有工艺难以实现，而且该方式破坏了铁氧体的一体性，颗粒之间有塑胶包括，磁阻增加。其性能与整体铁氧体相比成倍下降。该发明方案所提出的优势是不可能实现的，用外力将比重在60%左右的磁性物挤压入盘架表面，现有工艺也没有相应方案实现，即使完成发明，支架的机械强度受到损伤，支架易破裂。
发明内容
为克服现有技术线盘的缺陷，提供一种支架硬度强、导磁性好、磁泄漏小、热效率高、工艺易实现的线盘以及该线盘的制备方法。
针对以上根本技术问题，本发明相应的解决技术方案是：
一种用于电磁炉的磁性线盘，包括线盘支架和固定在支架的线圈，特征在于，所述线盘支架与磁条采用同一材质压制而成，所述材质为导磁粉料。本发明磁性线盘替代传统支架加铁氧体的方式，减少了装配程序。由于磁粉料压制成型，冷压工艺易实现，整体磁性支架提高导磁性能和线盘的能效转换，减少线盘对外的辐射。磁性支架采用挤压成型，可以实现支架更多形状，可塑性更强，能适应更高要求的异形线盘。
所述导磁粉料为绝缘处理后的磁粉，并添加有粘结剂和润滑剂，绝缘处理所用的绝缘剂、粘结剂和润滑剂的加入量以磁粉的重量计，绝缘处理所用的绝缘剂为磁粉重量的3-5%，粘结剂为磁粉重量的1-4‰，润滑剂为磁粉重量的1-3‰。粘结剂优选为3‰，润滑剂优选为2‰。导磁粉料中加入了绝缘剂，漆包线和磁性支架之间不用再加入绝缘物质。粘结剂使磁粉之间粘合，在冷压模具内形成固态形态模坯，烘干后，粘结剂固化，磁性支架定型。在粉料进入挤压模具时，润滑剂能使粉料顺利的通过，粉料输入装置，也利于模坯与模具分离。
本发明磁粉选择羟基铁粉或.和纯铁粉。可能根据电磁炉线盘需要，配制出与电磁炉加热频率相符的导磁材料，减少磁阻。提高电磁炉的热效率。
上述绝缘剂优选液态环氧树脂，室温下树脂的状态为液态，液态树脂可用作浇注料、无溶剂胶黏剂和涂料等。固态树脂可用于溶剂型涂料、粉末涂料和固态成型材料等。液态环氧树脂广泛应用于户外电子电器制品的电工浇注及电子灌封；尤其适于对冷热冲击性能要求较高的电工电子元器件绝缘灌封、粘接等方面；比如；户外互感器、电抗器以及笔记本电脑、手机等数码电子产品。可以为脂环族羧酸脂类环氧树脂单体，也是可以为组合物如CN101784579A，或者CN1178230提到的封装半导体的环氧树脂液体组合物
所述粘结剂为固态环氧树脂。室温下树脂的状态固态环氧。这里所说的固态环氧树脂是相对分子质量较大的单纯的环氧树脂，是一种热塑性的固态低聚物。
本发明的线盘支架冷压而成，使形状具有多种可能，根据产品的需要，磁性支架可以做成多种形态，如高度有要求的产品，可以使用平板形支架。要求与锅具配合加热的产品，可以选择带有曲面的线盘，发挥线盘的最大优势。因此线盘支架的主体可为碗形，碗形内圆周面上一体成型有卡槽，多根漆包线绞合成一股，以中心点或外沿为起点，顺针或逆时针放入碗形圆周面的卡槽。
线盘支架的主体又存在多种异形，主体不对称，或者为对称的回旋体，在回旋体中央向上形成圆锥凸起，该线盘支架的内壁固定线圈。
所述线盘支架主体可以为传统支架的形状即平面盘形，由两个同心圆环和圆环间径向辐射状布置的肋条组成。
为固定漆包线，上述肋条上制有卡槽。
该线盘支架主体为实心平板，
本发明另一目的是提供上述线盘的制造方法，其中包括以下步骤：（1）、在磁粉中加入绝缘剂以进行绝缘处理，其中将混合材料充分搅拌均匀，再置入烘烤炉中进行烘烤，使绝缘剂得以完全硬化并在磁粉表面形成一层绝缘膜，绝缘处理所用的绝缘剂用量为磁粉重量的3-5%；
（2）、在经过上述绝缘处理的混合材料中加入粘结剂，充分搅拌，粘结剂用量为磁粉重量的1-4‰；
（3）、用筛粉机过筛，以生成微细颗粒；
（4）、将通过筛选处理后的混合材料置入烘烤炉进行烘烤，并于烘烤完成后将润滑剂加入该其中，润滑剂用量为磁粉重量的1-3‰，混合均匀，制成导磁粉料；
（5）、导磁粉料放入模具中冷压成模坯，将模坯放入烤炉中烘烤，烘烤温度180℃～220℃，烘烤时间60～120分钟。
进一步，所述步骤(1)中，所述磁粉为铁粉制成，磁粉的颗粒大小为10μm～15μm，该合金磁粉的频率为20－30KHz.
13. 制备如权利要求12所述电磁炉的线盘的方法，其特征在于所述绝缘剂为液态环氧树脂烘烤时的温度为100℃～150℃，时间为90～120分钟；
在所述步骤(3)中，生成的微细颗粒大小范围在38μm～48μm之间；
在所述步骤(4)中，所述润滑剂为硬脂酸锌，烘烤时的为温度100～120 ℃，时间为30～60分钟。
相比现有技术的线盘，本发明磁性线盘具有如下技术效果:
（1）.与CN101583212A相比，本发明线盘支架采用由磁粉压制而成，不包含陶瓷工艺制成铁氧体，强度高，稳定性好。
（2）.本发明线盘支架与磁条同一材质制成，工艺程序减少，工作效率提高。
（3）.导磁粉料中已加入了绝缘剂，漆包线和磁性支架之间不用再加入绝缘物质，进一步简化线盘的工艺。
（4）.磁性支架成型为一体，导磁性能好。提高了线盘能效转换率减少线盘对外的辐射。根据行业标准《QBT1236-2008电磁炉》所规定的试验方法和设备，通过实验对比，相比传统线盘，在线径，股数，绕线工艺相同的情况下，磁性支架比传统支架能效高1-3%。辐射降低40-70%。
（5）. 线盘支架采用压铸成型，可制成多种形状，可塑性更强，能适应更高要求的异形线盘以提高电磁炉的性能。
附图说明
图1为本发明线盘支架制成碗形的结构示意图；
图2为本发明线盘支架制成异形的结构示意图；
图3为本发明线盘支架制成平板镂空的结构示意图；
图4为本发明线盘支架制成平板带卡线槽的结构示意图；
图5为本发明线盘支架制成平板实心的结构示意图；
图中：1 为线盘支架，2为线圈，3为卡线槽。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明技术方案做进一步说明：
本发明中压制表示在模具或其他容器中，在外力作用下，将粉末密实成具有规定形状和尺寸的工艺过程，包括冷压成模坯，经烘炉烘干即可。
实施例1
电磁炉的磁性线盘，包括线盘支架、固定在支架的线圈和与线盘支架为用一材质制成的磁条，线盘支架与磁条采用导磁粉料整体压制而成。
导磁粉料是由铁粉再配以绝缘剂液态环氧树脂、以及润滑剂制成，将导磁粉料放入模具中冷压成模坯，将模坯放入烤炉中烘烤而形成本发明磁性线盘。根据模具不同，导磁粉料可压铸成图1－图5的各种形状。
图1中， 磁性线盘包括线盘支架1和固定在支架上的线圈（漆包线）2以及和线盘支架1为同一材质制成的磁条，线盘支架1制成碗形，将多根线圈2绞合成一股，线圈2以中心点或外沿为起点，顺针或逆时针放入线盘支架1卡槽内，卡槽与支架为一体。
图2中，磁性线盘包括线盘支架1和固定在支架上的线圈（漆包线）2以及和线盘支架1为同一材质制成的磁条，线盘支架1的主体为回旋体，回旋体11中央向上形成圆锥凸起，该线盘支架的内壁固定线圈2。
图3中，磁性线盘包括线盘支架1和固定在支架上的线圈（漆包线）以及和线盘支架1为同一材质制成的磁条，线盘支架1主体为平面盘形，线盘支架1和磁条4由两个同心圆环和圆环间径向辐射状布置的肋条组成，将多根漆包线绞合成一股，漆包线盘绕在线盘上方，漆包线与支架之间用粘合剂固定。
图4是图3的一种变换方式，在辐射状肋条上制有卡槽3，漆包线缠绕在卡槽内。
图5所示线盘支架主体为实心平板，漆包线与支架之间用粘合剂固定。
根据前述内容可知，本发明线盘支架粉压式成型，该线盘制备工艺如下：
本发明导磁粉料优选绝缘处理后的纯铁粉，并添加有粘结剂和润滑剂制成。
绝缘剂选择液态环氧树脂(Epoxy)；润滑剂选择硬脂酸锌。
铁粉可由磁粉的颗粒大小为10μm～15μm。
具体制造时，先取铁粉， 然后在这磁粉中加入液体环氧树脂进行绝缘处理，具体是将这些混合材料经充分搅拌均匀后，再置入烘烤炉中，烘烤温度100℃～150℃，烘烤时间90～120分钟，使绝缘剂得以完全硬化并在磁粉表面形成一层绝缘膜。
然后，在经过上述绝缘处理的混合材料中加入固态环氧树脂(Epoxy)，充分搅拌。
利用造粒机进行造粒处理，再用筛粉机过筛,以生成微细颗粒，颗粒大小范围在38μm～48μm之间，其目的是在成型时令这些材料具有所需流动性的需求。
再将该通过造粒处理的混合材料置入烘烤炉，烘烤温度100～120 ℃，烘烤时间30～40分钟，并于烘烤完成后将硬脂酸锌润滑剂加入该其中，混合均匀，即可得到导磁粉料。
液态环氧树脂、固态环氧树脂和润滑剂的用量根据铁粉重量取，如铁粉为100公斤，液体环氧树脂为3公斤，固态环氧树脂为2公斤、 润滑剂硬脂酸锌为0.2公斤。
最后将得到的导磁粉料倒入模具中，随后通过压铸形成模坯，将坯件置入一烤炉，烘烤温度100℃～120℃，烘烤时间60～90分钟，即可得到线盘支架和磁条的一体成型体。
经过检测比传同样传统的铁氧体和支架的组合，热效率高度1%，辐射降低40%。
实施例2
本实施提供线盘的制备工艺：
本实施例的导磁粉料绝缘处理后的羟基铁粉，并添加粘结剂和润滑剂制成。
绝缘剂选择液态环氧树脂(Epoxy)，购于美国陶氏公司的331J环氧树，润滑剂选择硬脂酸锌。
羟基铁粉为颗粒大小为10μm～15μm。
制造时，先取羟基铁粉， 然后在羟基铁粉中加入液体环氧树脂进行绝缘处理，具体是将这些混合材料经充分搅拌均匀后，再置入烘烤炉中，烘烤温度120℃，烘烤时间90分钟，使绝缘剂得以完全硬化并在磁粉表面形成一层绝缘膜，
然后，在经过上述绝缘处理的混合材料中加入固态环氧树脂（购于无锡惠隆电子材料有限公司 固体环氧树脂0191S），充分搅拌。
利用造粒机进行造粒处理，再用筛粉机过筛,以生成微细颗粒，颗粒大小范围在40μm之间，其目的是在成型时令这些材料具有所需流动性的需求。
再将该通过造粒处理的混合材料置入烘烤炉，烘烤温度100℃，烘烤时间40分钟，并于烘烤完成后将硬脂酸锌润滑剂加入该其中，混合均匀，即可得到导磁粉料。
具体制造时，设已取的羟基铁粉为100公斤，则在后续步骤中，、液态环氧树脂为5公斤，固态环氧树脂为4公斤、 润滑剂为0.3公斤。
最后将得到的导磁粉料倒入模具中，随后通过压铸形成模坯，将坯件置入一烤炉，烘烤温度120℃，烘烤时间60分钟，即可得到线盘支架。
经检测经过检测比传同样传统的铁氧体和支架组合，热效率高度3%,辐射降低70%。
实施例3－7
本实施例制备磁性线盘的工艺同实施例1，只是原料配比有所改变。[0051] 
本发明通过上述制备方法所得用于电磁炉的线盘， 其硬度强，导磁性好。代替传统的支架加铁氧体方式，减少了工艺程序。因导磁粉料中已加入了绝缘剂，漆包线和磁性支架之间不用再加入绝缘物质。由于磁性支架成型为一体，导磁性能好。提高了线盘的能效转换，减少线盘对外的辐射。磁性支架采用压铸成型，可以作出更的形状，可逆性更强，能适应更高要求的异形线盘。
综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。
Claims (13)
1.一种用于电磁炉的磁性线盘，包括线盘支架和固定在支架的线圈，特征在于，所述线盘支架与磁条采用同一材质压制而成，所述材质为导磁粉料。
2.如权利要求1所述用于电磁炉的磁性线盘，其特征在于所述导磁粉料为绝缘处理后的磁粉，并添加有粘结剂和润滑剂，绝缘处理所用的绝缘剂、粘结剂和润滑剂的加入量以磁粉的重量计，绝缘处理所用的绝缘剂为磁粉重量的3-5%，粘结剂为磁粉重量的1-4‰，润滑剂为磁粉重量的1-3‰。
3.如权利要求2所述用于电磁炉的磁性线盘，其特征在于磁粉为羟基铁粉或/和纯铁粉。
4.如权利要求3所述用于电磁炉的磁性线盘，其特征在于绝缘剂为液态环氧树脂。
5.如权利要求3所述用于电磁炉的磁性线盘，其特征在于粘结剂为固态环氧树脂。
6.如权利要求1－5之一所述用于电磁炉的磁性线盘，其特征在于线盘支架的主体为碗形，碗形内圆周面上一体成型有卡槽，多根漆包线绞合成一股，以中心点或外沿为起点，顺针或逆时针放入磁形圆周面的卡槽。
7.如权利要求1－5之一所述用于电磁炉的磁性线盘，其特征在于线盘支架的主体为回旋体，回旋体中央向上形成圆锥凸起，该线盘支架的内壁固定线圈。
8.如权利要求1－5之一所述用于电磁炉的磁性线盘，其特征在于线盘支架主体为平面盘形，由两个同心圆环和圆环间径向辐射状布置的肋条组成。
9.如权利要求8所述用于电磁炉的磁性线盘，其特征在于所述肋条上制有卡槽。
10.如权利要求1－5之一所述用于电磁炉的磁性线盘，其特征在于线盘支架主体为实心平板。
11.制备如权利要求1－5之一所述用于电磁炉的磁性线盘的方法，其特征在于按以下步骤制备：
（1）、在磁粉中加入绝缘剂以进行绝缘处理，其中将混合材料充分搅拌均匀，再置入烘烤炉中进行烘烤，使绝缘剂得以完全硬化并在磁粉表面形成一层绝缘膜，绝缘处理所用的绝缘剂用量为磁粉重量的3-5%；
（2）、在经过上述绝缘处理的混合材料中加入粘结剂，充分搅拌，粘结剂用量为磁粉重量的1-4‰；
（3）、用筛粉机过筛；
（4）、将通过筛选处理后的混合材料置入烘烤炉进行烘烤，并于烘烤完成后将润滑剂加入该其中，润滑剂用量为磁粉重量的1-3‰，混合均匀，制成导磁粉料；
（5）、导磁粉料放入模具中冷压成模坯，将模坯放入烤炉中烘烤，烘烤温度180℃～220℃，烘烤时间60～120分钟。
12.如权利要求11所述制备方法，其特征在于所述步骤(1)中，所述磁粉为铁粉，磁粉的颗粒大小为10μm～15μm，该磁粉的频率为20－30KHz。
13.如权利要求12所述制备方法，其特征在于所述绝缘剂为液态环氧树脂烘烤时的温度为100℃～150℃，时间为90～120分钟；
在所述步骤(3)中，生成的微细颗粒大小范围在38μm～48μm之间；
在所述步骤(4)中，所述润滑剂为硬脂酸锌，烘烤时的为温度100～120 ℃，时间为30～60分钟。
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