CN104725034A - 一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料及其制备方法，其中喂料包括如下重量百分比的组分：粉料70％-95％、粘结剂5％-30％；其中粉料包括如下重量百分比的组分：氧化铁60％-70％、氧化镍10％-20％、氧化铜2％-10％、氧化锌15％-25％；粘结剂包括如下重量百分比的组分：聚甲醛80％-90％、高密度聚乙烯3％-6％、乙烯-醋酸乙烯共聚物3％-6％、石蜡2％-5％、硬脂酸锌2％-5％。本发明的喂料的柔韧性好，采用本发明公开的注塑铁氧体磁芯成型用的喂料进行注塑成型，不仅提高了圆柱形等形状的磁芯的产品的一致性，而且产品和回料不会出现断裂，很容易脱模而不需要经常清洗模具，从而可以实现全自动生产，极大地降低人工成本，提高生产效率。

Description

一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及粉体注塑成型领域，尤其涉及一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料及其制备方法。

背景技术

传统磁芯的生产工艺技术主要是干压成型法。干压成型法有很多优点：如生产效率高，人工较少、废品率低，生产周期短，生产的制品密度大、强度高，适合大批量工业化生产。缺点是成型产品的形状有较大限制，模具造价较高，坯体强度低，坯体内部致密性不一致，组织结构的均匀性相对较差等。又由于磁芯的芯柱一般为圆柱形，干压一般不能一次性完成，需要先压成方柱形，再用车床加工成圆柱形，这样不仅增加工序，而且增加了生产成本和时间，对产品的一致性也没有保证。

为提高不同形状(例如圆柱形、跑道形、椭圆形等)的磁芯的产品的一致性，本发明人在专利文献ZL201210118871.4提出了一种铁氧体磁芯注射成型用的粒料，使用该粒料注射成型，一定程度上解决了磁芯圆柱成型的问题，但是该粒料比较脆，采用该粒料进行注射成型时，产品和回料都容易断裂，而且容易粘模具以致需要经常清洗模具，从而在制备磁芯过程中需要借助人工操作而只能半自动化生产，降低了生产效率、提高了人工成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料及其制备方法，不仅提高了圆柱形等形状的磁芯的产品的一致性，而且本发明的喂料的柔韧性好，采用本发明的喂料进行注塑成型铁氧体磁芯时，产品和回料不会出现断裂，而且很容易脱模而不需要经常清洗模具，从而可以实现全自动生产，极大地降低人工成本，提高生产效率。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料，包括如下重量百分比的组分：

粉料              70％-95％

粘结剂            5％-30％；

所述粉料包括如下重量百分比的组分：

所述粘结剂包括如下重量百分比的组分：

优选地，注塑铁氧体磁芯成型用的喂料包括如下重量百分比的组分：

粉料              85％

粘结剂            15％。

优选地，所述粉料包括如下重量百分比的组分：

优选地，所述粘结剂包括如下重量百分比的组分：

本发明还公开了一种制备上述的注塑铁氧体磁芯成型用的喂料的方法，包括如下步骤：

1)制备粉料

将按照上述的重量百分比的氧化铁、氧化镍、氧化铜和氧化锌通过搅拌球磨机使其均匀混合，所述搅拌球磨机的转速为30-60r/min，球磨时间为30-50h，然后在800℃-1000℃温度下进行煅烧，煅烧时间为1-3h，待煅烧完后用球磨机将其球磨至粒度为0.5-2.0μm的粉料；

2)粉料和粘结剂的密炼

先将粉料用烘箱进行烘干，烘干温度为80℃-150℃，烘干时间为1h-2h，取出冷却至室温，再将粉料和粘结剂按照权利要求1所述的重量百分比在密炼机中密炼，加热温度为120℃-200℃，设置搅拌器的频率为25-65Hz，密炼45-120分钟后，得到块状泥料；

3)块状泥料的粉碎

用粉碎机将块状泥料粉碎为喂料。

优选地，用粉碎机将块状泥料粉碎的喂料的平均粒径为3～8mm。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：本发明的喂料的柔韧性好，采用本发明的喂料进行注塑成型铁氧体磁芯时，产品和回料不会出现断裂，而且很容易脱模而不需要经常清洗模具，从而可以实现全自动生产，极大地降低人工成本，提高生产效率，同时对产品的一致性也有保证，且产品的密度大、力学强度高。

具体实施方式

下面结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料，包括粘结剂和粉料，其中粘结剂包括聚甲醛、高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、石蜡、硬脂酸锌。

注塑喂料中的粘结剂是一种短时存在的载体，增加流动是粘结剂最本质的功能，粘结剂的加入增加了粉料的流动性，使得粉料在注射压力下能充填复杂形状的模腔；粉料流动性增加后，有利于最终产品的组织均匀性和保持坯块的复杂几何形状，也有利于尺寸公差的控制，并延长模具及其它设备的使用寿命。维持产品形状是粘结剂的另一项重要功能，坯块从模腔中脱出后，粘结剂使之具有一定的强度，保持一定的形状，良好的保形性可以避免成型时的一些缺陷，也便于转移搬运操作，还有利于脱脂时使坯块不变形。

注塑用的粘结剂一般不能由单一的组元，因为在脱脂时会发生剧烈地反应，气体会急剧大量地逸出，会使产品开裂甚至破碎。粘结剂一般是由低分子组元与高分子组元加上一些必要的添加剂构成。低分子组元粘度低，流动性好，易脱去；高分子组元粘度高，强度高，保持成形坯强度。二者适当比例搭配以获得高的粉料装载量，最终得到高精度和高均匀性的产品。

传统采用的粘结剂主要为热塑性石蜡基体系，石蜡高温粘度低，与其它塑料及粉料相容性好，粉末装载量高，但由于石蜡体系中石蜡占绝大数量，冷却时坯体收缩大，内应力大，脱脂慢。

本发明提供的喂料的配方中的粘结剂为热塑性聚合物基，包括聚甲醛(POM)、高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、石蜡(PW)、硬脂酸锌(SA)。采用独特的方法解决了蜡基体系的不足，该粘结剂85％以上为聚甲醛加上少量其它粘结剂(高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、石蜡、硬脂酸锌)，以利于高温保形和降低粘度，粉末装载量高。

聚甲醛(POM)是一种性能优良的工程塑料，具有类似金属的硬度、强度和刚性，在很宽的温度和湿度范围内都具有很好的自润滑性、良好的耐疲劳性，并富于弹性，此外它还有较好的耐化学品性。但是，POM存在冲击韧性低、缺口敏感性大、耐热性差等缺陷在一定程度上限制了POM在各个领域中应用范围的扩展，因此，以稳定性高、韧性较高、机械强度好的HDPE作为改性剂；以EVA作为增容剂，借助于分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体；采用少量的石蜡，降低喂料的粘度，增强喂料的流动性；采用少量的硬脂酸锌作为表面活性剂和润滑剂，因为粉料是极性，粘化剂是非极性，二者不易吸附，表面活化剂可将粉料和粘结剂间接地吸附在一起，保证混料的均匀，而且可以在粉末颗粒之间、粉末颗粒与模壁之间起到润滑的作用。

粉料由氧化铁、氧化镍、氧化铜和氧化锌组成，通过搅拌球磨机将其均匀混合，然后在800℃-1000℃温度下进行煅烧，待煅烧完后，用球磨机进行球磨至粉料的粒度0.5-2.0μm，烘干即可使用。因为在此粒度下，粉体活性好，可进行有效烧结，晶体结构致密，晶粒细小均一。

粉料和粘结剂的密炼是非常关键的一步。在这种情况下，粉料和粘结剂的最优配置就是关键。本发明中粘结剂的重量百分比为5-30％，粉料的重量百分比为70-95％。太少的粘结剂会导致过高的粘度和空隙的产生，从而使得成型很困难。过多的粘结剂也是不可取的，因为在成型时，过多的粘结剂会和粉末分离，从而出现飞边，或者坯体成分不均匀。更重要的是，过量的粘结剂会导致脱脂时成分的大量流失，粘结剂去除之后，颗粒不能保持在原有的位置，烧结后产品出现变形、开裂等不良现象。

以下结合实例对本发明进行进一步说明：

实例1

本实例提供了一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料，由如下重量百分比的组分组成：

粉料              70％

粘结剂            30％

其中的粉料由如下重量百分比的组分组成：

其中的粘结剂由如下重量百分比的组分组成：

本实例还提供了制备铁氧体磁芯注塑成型用的喂料的方法，包括以下步骤：

1)制备粉料

将按照上述的重量百分比的氧化铁、氧化镍、氧化铜和氧化锌通过搅拌球磨机使其均匀混合，搅拌球磨机的转速为55r/min，球磨时间为35h，然后在800℃温度下进行煅烧，煅烧时间为2h，待煅烧完后用球磨机将其球磨至粒度为2.0μm的粉料；

2)粉料和粘结剂的密炼

先将粉料用烘箱进行烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为2h，取出冷却至室温。同时，设定密炼机的加热温度为180℃，待温度达到符合要求后，再将粉料和粘结剂按照上述的重量百分比在密炼机中密炼，设置搅拌器的频率为65Hz，密炼45分钟后，得到块状泥料；

3)块状泥料的粉碎

用粉碎机将块状泥料粉碎至平均粒径为8mm的喂料。

检测：

使用本实例生产的铁氧体磁芯注塑成型用的喂料放入注塑机料筒注塑成型，其中注塑压力12.5MPa，注塑速率45g/s，制作铁氧体磁芯，用推拉力计对所生产的产品进行力学性能测试，用浸锡炉对所生产的产品进行热震性能测试，同时对磁芯进行密度测试，与传统的干压生产方法生产的产品进行比较，检测结果见表1。

实例2

本实例提供了一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料，由如下重量百分比的组分组成：

粉料              75％

粘结剂            25％

其中的粉料由如下重量百分比的组分组成：

其中的粘结剂由如下重量百分比的组分组成：

本实例还提供了制备注塑铁氧体磁芯成型用的喂料的方法，包括以下步骤：

1)制备粉料

将按照上述的重量百分比的氧化铁、氧化镍、氧化铜和氧化锌通过搅拌球磨机使其均匀混合，搅拌球磨机的转速为45r/min，球磨时间为45h，然后在1000℃温度下进行煅烧，煅烧时间为1h，待煅烧完后用球磨机将其球磨至粒度为1.5μm的粉料；

2)粉料和粘结剂的密炼

先将粉料用烘箱进行烘干，烘干温度为130℃，烘干时间为1h，取出冷却至室温。同时，设定密炼机的加热温度为200℃，待温度达到符合要求后，再将粉料和粘结剂按照上述的重量百分比在密炼机中密炼，设置搅拌器的频率为55Hz，密炼60分钟后，得到块状泥料；

3)块状泥料的粉碎

用粉碎机将块状泥料粉碎至平均粒径为5mm的喂料。

检测：

检测方法与实例1相同，检测结果见表1。

实例3

本实例提供了一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料，由如下重量百分比的组分组成：

粉料              80％

粘结剂            20％

其中的粉料由如下重量百分比的组分组成：

其中的粘结剂由如下重量百分比的组分组成：

本实例还提供了制备注塑铁氧体磁芯成型用的喂料的方法，包括以下步骤：

1)制备粉料

将按照上述的重量百分比的氧化铁、氧化镍、氧化铜和氧化锌通过搅拌球磨机使其均匀混合，搅拌球磨机的转速为30r/min，球磨时间为50h，然后在900℃温度下进行煅烧，煅烧时间为2h，待煅烧完后用球磨机将其球磨至粒度为0.5μm的粉料；

2)粉料和粘结剂的密炼

先将粉料用烘箱进行烘干，烘干温度为150℃，烘干时间为1h，取出冷却至室温。同时，设定密炼机的加热温度为190℃，待温度达到符合要求后，再将粉料和粘结剂按照上述的重量百分比在密炼机中密炼，设置搅拌器的频率为55Hz，密炼90分钟后，得到块状泥料；

3)块状泥料的粉碎

用粉碎机将块状泥料粉碎至平均粒径为3mm的喂料。

检测：

检测方法与实例1相同，检测结果见表1。

实例4

本实例提供了一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料，由如下重量百分比的组分组成：

粉料              85％

粘结剂            15％

其中的粉料由如下重量百分比的组分组成：

其中的粘结剂由如下重量百分比的组分组成：

本实例还提供了制备注塑铁氧体磁芯成型用的喂料的方法，包括以下步骤：

1)制备粉料

将按照上述的重量百分比的氧化铁、氧化镍、氧化铜和氧化锌通过搅拌球磨机使其均匀混合，搅拌球磨机的转速为60r/min，球磨时间为30h，然后在850℃温度下进行煅烧，煅烧时间为2h，待煅烧完后用球磨机将其球磨至粒度为1.8μm的粉料；

2)粉料和粘结剂的密炼

先将粉料用烘箱进行烘干，烘干温度为80℃，烘干时间为1.5h，取出冷却至室温。同时，设定密炼机的加热温度为150℃，待温度达到符合要求后，再将粉料和粘结剂按照上述的重量百分比在密炼机中密炼，设置搅拌器的频率为45Hz，密炼100分钟后，得到块状泥料；

3)块状泥料的粉碎

用粉碎机将块状泥料粉碎至平均粒径为6mm的喂料。

检测：

检测方法与实例1相同，检测结果见表1。

实例5

本实例提供了一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料，由如下重量百分比的组分组成：

粉料              90％

粘结剂            10％

其中的粉料由如下重量百分比的组分组成：

其中的粘结剂由如下重量百分比的组分组成：

本实例还提供了制备注塑铁氧体磁芯成型用的喂料的方法，包括以下步骤：

1)制备粉料

将按照上述的重量百分比的氧化铁、氧化镍、氧化铜和氧化锌通过搅拌球磨机使其均匀混合，搅拌球磨机的转速为40r/min，球磨时间为40h，然后在800℃温度下进行煅烧，煅烧时间为3h，待煅烧完后用球磨机将其球磨至粒度为1.0μm的粉料；

2)粉料和粘结剂的密炼

先将粉料用烘箱进行烘干，烘干温度为120℃，烘干时间为2h，取出冷却至室温。同时，设定密炼机的加热温度为120℃，待温度达到符合要求后，再将粉料和粘结剂按照上述的重量百分比在密炼机中密炼，设置搅拌器的频率为25Hz，密炼120分钟后，得到块状泥料；

3)块状泥料的粉碎

用粉碎机将块状泥料粉碎至平均粒径为8mm的喂料。

检测：

检测方法与实例1相同，检测结果见表1。

对采用上述五个实例的喂料所生产的铁氧体磁芯进行性能测试，与传统的干压成型方法生产的铁氧体磁芯进行对比，如表1所示：

表1检测结果对比表

由实例1-5检测结果可知，用本发明注塑铁氧体磁芯成型用的喂料所生产的磁芯力学性能和热震性能都比传统的干压方法生产出的磁芯要好，其磁芯密度也要大于传统的干压方法生产出的磁芯密度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：

粉料      70％-95％

粘结剂    5％-30％；

所述粉料包括如下重量百分比的组分：

所述粘结剂包括如下重量百分比的组分：

2.根据权利要求1所述的注塑铁氧体磁芯成型用的喂料，其特征在于，它包括如下重量百分比的组分：

粉料      85％

粘结剂    15％。

3.根据权利要求2所述的注塑铁氧体磁芯成型用的喂料，其特征在于，所述粉料包括如下重量百分比的组分：

4.根据权利要求3所述的注塑铁氧体磁芯成型用的喂料，其特征在于，所述粘结剂包括如下重量百分比的组分：

5.一种制备如权利要求1所述的注塑铁氧体磁芯成型用的喂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制备粉料

将按照权利要求1所述的重量百分比的氧化铁、氧化镍、氧化铜和氧化锌通过搅拌球磨机使其均匀混合，所述搅拌球磨机的转速为30-60r/min，球磨时间为30-50h，然后在800℃-1000℃温度下进行煅烧，煅烧时间为1-3h，待煅烧完后用球磨机将其球磨至粒度为0.5-2.0μm的粉料；

2)粉料和粘结剂的密炼

先将粉料用烘箱进行烘干，烘干温度为80℃-150℃，烘干时间为1h-2h，取出冷却至室温，再将粉料和粘结剂按照权利要求1所述的重量百分比在密炼机中密炼，加热温度为120℃-200℃，设置搅拌器的频率为25-65Hz，密炼45-120分钟后，得到块状泥料；

3)块状泥料的粉碎

用粉碎机将块状泥料粉碎为喂料。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，用粉碎机将块状泥料粉碎的喂料的平均粒径为3～8mm。