CN107731452A - 一种浇注电感及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浇注电感，其中浇注电感由软磁粉末复合材料、线圈、灌封盒组成，线圈居中置于灌封盒中，软磁粉末复合材料、线圈以及灌封盒整体浇注成型，软磁粉末复合材料由软磁粉末和钝化剂、绝缘剂、粘接剂、稀释溶剂制备而成，其中软磁粉末为铁硅铝粉末、铁硅粉末、铁粉、非晶纳米晶粉末、铁氧体粉末的一种或几种的组合物；同时本发明公开了该浇注电感的制备方法。本发明的有益效果是：该新型浇注电感具有电感DC Bias特性好、损耗低、磁屏蔽好、功率密度高、稳定性高、结构简单等特点；该产品生产工序简单、易操作，使用该产品可大幅缩短生产周期，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及电感领域，具体是一种浇注电感及其制备方法。
背景技术
现有粉末一体成型电感是以还原铁粉、羰基铁粉、铁硅铬粉末等为基材，加入钝化剂、粘接剂等造粒，再加入脱模剂，使用粉末成型的方法将绕制好的线圈压制在软磁粉末内部，成型产品经过加热固化后再进行表面防锈处理、产品引脚处理，最终制作出粉末一体成型电感。这类产品需粉末压制成型，对成型压机吨位及成型模具要求比较高，为了压制成型需对软磁粉末造粒、过筛处理，粉末压制成型时产生较大应力，需对压制成型后产品进行高温烘烤以消除应力，同时因粉末压制成型压力很大，存在线圈绝缘损坏的隐患。
现有绕线电感是将线圈绕制在利用软磁材料为基材做好的磁芯上而成，磁芯需要依赖磁芯工厂生产，现有绕线电感的制作过程基本靠治具及手工操作，存在功率密度低、工序自动化程度低、成本高等问题。
发明内容 本发明的目的是提供一种浇注电感及其制备方法，以解决现有技术粉末一体成型绕线电感存在的线圈绝缘易损坏的问题，以及现有技术绕线电感制作方法存在的效率低下、成本高的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种浇注电感，其特征在于：包括一端开口立方体结构的灌封盒，以及居中置于灌封盒中的线圈，灌封盒内注入有软磁粉末复合材料，所述软磁粉末复合材料由软磁粉末和钝化剂、绝缘剂、粘接剂、稀释溶剂制备而成，其中软磁粉末为铁硅铝粉末、铁硅粉末、铁粉、非晶纳米晶粉末、铁氧体粉末的一种或几种的组合物，软磁粉末复合材料注入至与灌封盒开口边沿齐平，所述灌封盒、线圈及软磁粉末复合材料整体浇注成型，线圈两端分别从灌封盒内引出。
所述的一种浇注电感，其特征在于：所述线圈由扁铜线通过绕制治具立绕而成，或者由圆形线通过绕制治具绕制而成，绕制后将绕制治具与线圈分离并将线圈置于灌封盒中，线圈两端分别延伸至从灌封盒内引出形成电极端。
一种浇注电感的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、采用复合绝缘包覆法制备软磁粉末复合材料，过程如下：
（1.1）、准备软磁粉末；
（1.2）、配制钝化剂，钝化剂中以磷酸为溶质，丙酮或无水乙醇为溶剂，将软磁粉末倒入钝化剂中，机械搅拌20~60min，温度控制在20~50℃，其中磷酸加入量为软磁粉末重量的0.5%~5%，过筛后得到软磁粉末初步产品；由于溶剂是挥发性的，通过搅拌时间及温度控制，最终得到的是干燥的软磁粉末初步产品；
（1.3）、配制由绝缘剂和粘接剂构成的绝缘液，其中绝缘剂为SiO2粉末、粘接剂为硅烷或磁粉胶，绝缘液中以构成绝缘剂的SiO2粉末、构成粘接剂的硅烷或磁粉胶作为溶质，丙酮或无水乙醇为溶剂，将步骤（1.2）得到的软磁粉末初步产品倒入绝缘液中，机械搅拌30~120min，控制温度20~80℃，绝缘剂、粘接剂加入的总量为软磁粉末重量的2%~10%，过筛得到软磁粉末混合物；由于溶剂是挥发性的，通过搅拌时间及温度控制，最终得到的是干燥的软磁粉末混合物；
（1.4）、选用丙酮或无水乙醇作为稀释溶剂，向步骤（1.3）得到的软磁粉末混合物中加入稀释溶剂，机械搅拌5~20min，得到软磁粉末复合材料，利用稀释溶剂增强软磁粉末的流动性，搅拌时温度控制在20~40℃，稀释溶剂的加入量为软磁粉末重量的5%~20%；由于溶剂都是挥发性的，搅拌时间短及温度控制低，最终得到湿粉状态的软磁粉末复合材料用于浇注；
（2）、制备线圈：将扁铜线或者圆形线通过绕线治具绕制，得到线圈；
（3）、将步骤（2）制备的线圈居中置于灌封盒内，然后向灌封盒内浇注注入步骤（1）制备好的软磁粉末复合材料，得到浇注电感初步产品；
（4）、将步骤（3）得到的浇注电感初步产品进行固化处理，得到浇注电感成品。
所述的一种浇注电感的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，固化处理采用加热固化处理，加热固化处理时将浇注电感初步产品置于烘箱中烘烤，烘烤温度设定为100~200℃，保温时间在40-120分钟。
所述的一种浇注电感的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，固化处理采用常温固化处理，常温固化处理时将浇注电感初步产品直接置于室温下自然固化即可，常温固化处理时间为8-24h。
本发明浇注电感及其制备方法中，由于无需制作磁芯，只制做了软磁粉末复合材料。而常规的电感制备中，由磁芯专业工厂将软磁粉末复合材料压制成一定尺寸形状的磁芯毛坯，然后经过高温退火、磨加工、涂层等工序制作磁芯，再由电感器工厂在磁芯上绕线等做成电感器，因此本发明相比现有技术省去了磁芯制作的步骤，摒弃了先制作磁芯、再绕线、后组装的电感制作模式，利用软磁粉末复合材料与线圈直接浇注成型，具有生产工序简单、易操作的优点，可大幅缩短生产周期，提高生产效率。
同时本发明最终制得的浇注电感由于无需压制成型，因此不会造成线圈质量下降，也不会造成线圈损坏，提高了产品的生产质量，具有电感DC Bias特性好、成本低、损耗低、磁屏蔽好、功率密度高、稳定性高、结构简单的优点。
附图说明
图1为本发明浇注电感结构示意图。
图2为本发明浇注电感中线圈和灌封盒组装后立体视图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种浇注电感，包括一端开口立方体结构的灌封盒1，以及居中置于灌封盒1中的线圈2，灌封盒1内注入有软磁粉末复合材料3，软磁粉末复合材料3由软磁粉末和钝化剂、绝缘剂、粘接剂、稀释溶剂制备而成，其中软磁粉末为铁硅铝粉末、铁硅粉末、铁粉、非晶纳米晶粉末、铁氧体粉末的一种或几种的组合物，软磁粉末复合材料3注入至与灌封盒1开口边沿齐平，灌封盒1、线圈2及软磁粉末复合材料3整体浇注成型，线圈2两端分别从灌封盒1内引出。
线圈2由扁铜线通过绕制治具立绕而成，或者由圆形线通过绕制治具绕制而成，绕制后将绕制治具与线圈分离并将线圈置于灌封盒中，线圈2两端分别延伸至从灌封盒内引出形成电极端4。
一种浇注电感的制备方法，包括以下步骤：
（1）、采用复合绝缘包覆法制备软磁粉末复合材料，过程如下：
（1.1）、准备软磁粉末，软磁粉末为铁粉，铁粉中Fe的重量百分比为 100wt%，或者软磁粉末为铁硅铝，铁硅铝中Fe的重量百分比为 85wt%，Si的重量百分比为 9.6wt%，Al的重量百分比为 5.4wt%；
（1.2）、配制钝化剂，钝化剂中以磷酸为溶质，丙酮或无水乙醇为溶剂，将软磁粉末倒入钝化剂中，机械搅拌40min，温度控制在35℃，其中磷酸加入量为软磁粉末重量的3%，过筛后得到软磁粉末初步产品；由于溶剂是挥发性的，通过搅拌时间及温度控制，最终得到的是干燥的软磁粉末初步产品；
（1.3）、配制由绝缘剂和粘接剂构成的绝缘液，其中绝缘剂为SiO2粉末、粘接剂为硅烷或磁粉胶，绝缘液中以构成绝缘剂的SiO2粉末、构成粘接剂的硅烷或磁粉胶作为溶质，丙酮或无水乙醇为溶剂，将步骤（1.2）得到的软磁粉末初步产品倒入绝缘液中，机械搅拌75min，控制温度50℃，绝缘剂、粘接剂加入的总量为软磁粉末重量的6%，过筛得到软磁粉末混合物；由于溶剂是挥发性的，通过搅拌时间及温度控制，最终得到的是干燥的软磁粉末混合物；
（1.4）、选用丙酮或无水乙醇作为稀释溶剂，向步骤（1.3）得到的软磁粉末混合物中加入稀释溶剂，机械搅拌13min，得到软磁粉末复合材料，利用稀释溶剂增强软磁粉末的流动性，搅拌时温度控制在30℃，稀释溶剂的加入量为软磁粉末重量的12%；由于溶剂都是挥发性的，搅拌时间短及温度控制低，最终得到湿粉状态的软磁粉末复合材料用于浇注；
（2）、制备线圈：将扁铜线或者圆形线通过绕线治具绕制，得到线圈；
（3）、将步骤（2）制备的线圈居中置于灌封盒内，然后向灌封盒内浇注注入步骤（1）制备好的软磁粉末复合材料，得到浇注电感初步产品；
（4）、将步骤（3）得到的浇注电感初步产品进行固化处理，得到浇注电感成品。
步骤（4）中，固化处理可采用加热固化处理，加热固化处理时将浇注电感初步产品置于烘箱中烘烤，烘烤温度设定为150℃，保温时间在80分钟。
步骤（4）中，固化处理还可采用常温固化处理，常温固化处理时将浇注电感初步产品直接置于室温下自然固化即可，常温固化处理时间为16h。
Claims (5)
1.一种浇注电感，其特征在于：包括一端开口立方体结构的灌封盒，以及居中置于灌封盒中的线圈，灌封盒内注入有软磁粉末复合材料，所述软磁粉末复合材料由软磁粉末和钝化剂、绝缘剂、粘接剂、稀释溶剂制备而成，其中软磁粉末为铁硅铝粉末、铁硅粉末、铁粉、非晶纳米晶粉末、铁氧体粉末的一种或几种的组合物，软磁粉末复合材料注入至与灌封盒开口边沿齐平，所述灌封盒、线圈及软磁粉末复合材料整体浇注成型，线圈两端分别从灌封盒内引出。
2.根据权利要求1所述的一种浇注电感，其特征在于：所述线圈由扁铜线通过绕制治具立绕而成，或者由圆形线通过绕制治具绕制而成，绕制后将绕制治具与线圈分离并将线圈置于灌封盒中，线圈两端分别延伸至从灌封盒内引出形成电极端。
3.一种如权利要求1所述的浇注电感的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、采用复合绝缘包覆法制备软磁粉末复合材料，过程如下：
（1.1）、准备软磁粉末；
（1.2）、配制钝化剂，钝化剂中以磷酸为溶质，丙酮或无水乙醇为溶剂，将软磁粉末倒入钝化剂中，机械搅拌20~60min，温度控制在20~50℃，其中磷酸加入量为软磁粉末重量的0.5%~5%，过筛后得到软磁粉末初步产品；由于溶剂是挥发性的，通过搅拌时间及温度控制，最终得到的是干燥的软磁粉末初步产品；
（1.3）、配制由绝缘剂和粘接剂构成的绝缘液，其中绝缘剂为SiO2粉末、粘接剂为硅烷或磁粉胶，绝缘液中以构成绝缘剂的SiO2粉末、构成粘接剂的硅烷或磁粉胶作为溶质，丙酮或无水乙醇为溶剂，将步骤（1.2）得到的软磁粉末初步产品倒入绝缘液中，机械搅拌30~120min，控制温度20~80℃，绝缘剂、粘接剂加入的总量为软磁粉末重量的2%~10%，过筛得到软磁粉末混合物；由于溶剂是挥发性的，通过搅拌时间及温度控制，最终得到的是干燥的软磁粉末混合物；
（1.4）、选用丙酮或无水乙醇作为稀释溶剂，向步骤（1.3）得到的软磁粉末混合物中加入稀释溶剂，机械搅拌5~20min，得到软磁粉末复合材料，利用稀释溶剂增强软磁粉末的流动性，搅拌时温度控制在20~40℃，稀释溶剂的加入量为软磁粉末重量的5%~20%；由于溶剂都是挥发性的，搅拌时间短及温度控制低，最终得到湿粉状态的软磁粉末复合材料用于浇注；
（2）、制备线圈：将扁铜线或者圆形线通过绕线治具绕制，得到线圈；
（3）、将步骤（2）制备的线圈居中置于灌封盒内，然后向灌封盒内浇注注入步骤（1）制备好的软磁粉末复合材料，得到浇注电感初步产品；
（4）、将步骤（3）得到的浇注电感初步产品进行固化处理，得到浇注电感成品。
4.根据权利要求3所述的一种浇注电感的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，固化处理采用加热固化处理，加热固化处理时将浇注电感初步产品置于烘箱中烘烤，烘烤温度设定为100~200℃，保温时间在40-120分钟。
5.根据权利要求3所述的一种浇注电感的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，固化处理采用常温固化处理，常温固化处理时将浇注电感初步产品直接置于室温下自然固化即可，常温固化处理时间为8-24h。
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