CN108358623A - 一种新能源汽车磁芯抛磨方法 - Google Patents
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Abstract
一种新能源汽车磁芯抛磨方法，包括选择颗粒度均匀，活动性良好的铁氧体粉料搅拌，同时将TbFx和铜锡合金粉末分步骤加入搅拌机中搅拌，再倒入配料助剂后，进行掺杂处理，进行预烧结处理，将得到的造粒产品后压碎成粉末，筛选合格粉料，剔除残次粉料，压制成带状生坯，进行清洗并烘干后进行切割、削磨，得到磁芯，抛光处理后进行金属镀层，该方法环保且能耗小，磁芯产品性能好，可靠性强。
Description
技术领域
本发明涉及加工领域，具体涉及一种新能源汽车磁芯抛磨方法。
背景技术
汽车产业是国民经济的重要支柱产业之一，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。新能源电动汽车的出现既能有效缓解能源和环境压力，推动汽车产业可持续发展的紧迫任务，也是加快汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和国际竞争优势的战略举措。
新能源电动汽车的充电需要配套的充电桩才能实现，然而磁芯是其中一重要的元件，性能的好坏直接影响了充电设备的使用寿命和充电效果。在先前的申请中，申请号为201210097053.0的专利申请介绍了一种高磁导率磁芯制造方法，申请号为201510962086.0专利申请介绍了一种铁氧体粉料烧结工艺，以及申请号201510962025.4的专利申请介绍了一种E型磁芯制备方法，虽然以上专利申请的技术方案可以提高生产率，且可用于新能源汽车充电用的磁芯的制造，但是工艺主要包括磁芯端点沾银浆、高温烧结、电镀镍、锡等过程，其存在能耗高、污染大、成本昂贵、可靠性差的缺点。
并且，目前烧结打磨后的磁芯其表面光洁度不够，性能欠佳。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新能源汽车磁芯抛磨方法，其制作方法环保且能耗小，磁芯产品性能好，可靠性强，其应用后可有效的提高和改善充电设备的使用寿命和充电效果。
本发明提供了一种新能源汽车磁芯抛磨方法，依次包括如下步骤：
(1)选择颗粒度均匀，活动性良好的铁氧体粉料均匀倒入搅拌机中，同时将质量百分比为2wt％的TbFx加入搅拌机中进行搅拌，x表示原子数；
(2)在120℃的搅拌机内温度下，均匀的加入含有质量百分比为8wt％的铜锡合金粉末，搅拌10分钟；
(3)均匀倒入配料助剂后，进行掺杂处理；
(4)将掺杂处理后的混合粉料进行预烧结：将进行掺杂处理后的混合粉料在900℃-920℃的温度条件下预烧结4个小时，将得到的造粒产品后压碎成粉末，筛选合格粉料，剔除残次粉料；
(5)将上述步骤(4)得到的混合粉料再次均匀倒入转速为130r/min的搅拌机中，均匀将质量百分比为1.5wt％的聚乙烯醇加入搅拌机中进行搅拌，搅拌80-100分钟后，进行烘干；
(6)将烘干后的混合粉料，压制成多个带状生坯，并且进行清洗和烘干处理；
(7)将清洗烘干后的带状生坯按照预设条件进行烧结，切割、削磨，得到磁芯；
(8)将步骤(7)中得到的磁芯加入抛光筒，并且加入体积比为5：1的金刚砂和水进行抛光，具体的调整抛光筒的转速为150r/min，抛光时长为30分钟；
(9)将抛光后的新能源汽车的磁芯在对应的电极区域进行金属镀层。
其中，所述步骤(1)中铁氧体粉料均匀倒入搅拌机中时搅拌机的转速为130r/min；
其中，所述步骤(1)中铁氧体粉料包括三氧化二铁、二茂铁和氧化锰粉料。
其中，所述步骤(6)中清洗处理是将多个带状生坯经过含有C9H8O4、MnO2和KOH的清洗溶液冲洗。
其中，所述步骤(9)中采用磁控溅射的方式在磁芯的电极区域进行金属镀层。
其中，金属镀层为多层。
其中，包括铬层、镍铜合金层和/或银层。
其中，其中步骤(7)中进行烧结具体为：
保证炉内温度的同时，通入氧气和氮气，其中通入气体中氮气和氧气的含量满足：
其中m生坯的质量，M为标准质量，s为生坯表面积，S为炉内腔表面积，H为炉内腔的高度，h为生坯进炉时的摆放高度，T为炉内温度，其中T满足200≤T≤1800，K为温度调整参数，其满足1000≤K≤2000，a为比例系数。
本发明的新能源汽车磁芯抛磨方法，在制造过程中进行了稀土元素和合金，使得制得的磁芯性能得到的提升，在磁通密度并没有降低的情况下具有更好的矫顽力；将掺杂处理后的混合粉料进行预烧结，有效的提高磁芯的磁导率，并且后续进行了筛选，剔除残次粉料，在前期将有缺陷的粉料进行了剔除，可在后续的烧结中使用优质的粉料，最终得到品质高的磁芯；并且经过清洗溶液的清洗后进行烧结过程，其烧结缺陷得到抑制，最后进行了抛磨，保证了磁芯产品的光滑度，产品结构均匀，性能稳定，有效的提高了产品的成品率，成品率相比以前提高了至少10％，不但节约了成本，还提高了产品的磁导率。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种新能源汽车磁芯抛磨方法，具体的包括如下步骤：
选择颗粒度均匀，活动性良好的铁氧体粉料均匀倒入转速为130r/min的搅拌机中，其中铁氧体粉料包括三氧化二铁、二茂铁和氧化锰粉料，同时将质量百分比为2wt％的TbFx加入搅拌机中，x表示原子数，其中搅拌机可以选择三维立体搅拌机在120℃的搅拌机内温度下，均匀的加入含有质量百分比为8wt％的铜锡合金粉末，搅拌10分钟，添加有TbFx和铜锡合金粉末后的铁氧体粉料混合粉体后制造的磁芯具有更好的矫顽力，并且其磁通密度并没有降低。
将搅拌机的转速调整为80-130r/min后，均匀倒入配料助剂后，进行掺杂处理，其中配料助剂可以为四溴酚磺酞、碳酸钙、二氧化锡、二氧化钛中的一种或几种，并且掺杂处理中采用氧化法配比粉料。
现有技术中，通常是将进行掺杂处理后的混合粉料直接进行压制后烧结，然而这种方式制造出来的磁芯的磁导率相对较低。因此，在合适的条件下，将掺杂处理后的混合粉料进行预烧结，则可以有效的提高磁芯的磁导率。具体的，将进行掺杂处理后的混合粉料在900℃-920℃的温度条件下预烧结4个小时，将得到的造粒产品压碎成粉末，筛选合格粉料，剔除残次粉料，这样在前期将有缺陷的粉料进行了剔除，可在后续的烧结中使用优质的粉料，最终得到品质高的磁芯。
之后，将上述步骤得到的混合粉料再次均匀倒入转速为130r/min的搅拌机中，均匀将质量百分比为1.5wt％的聚乙烯醇加入搅拌机中进行搅拌，搅拌80-100分钟后，进行烘干。
如果采用坯体整体烧结后在进行切割削磨的方式，则可能因为烧结工艺的缺陷，使得切割削磨处理后的新能源汽车的磁芯性能不一致，成品率低，如果采用前期切割削磨后的磁芯进行烧结则会出现成本高，加工工艺复杂，且由于烧结工艺的缺陷造成个别磁芯烧结残次，浪费资源，成本高。因此本发明将上述步骤中烘干后的混合粉料，利用成型压机压制成多个带状生坯。
将压制成的多个带状生坯进行清洗并烘干，这样在会在带状生坯的表面形成一层保护膜，在后续的烧结过程中，可以更好的保护带状生坯，同时使得烧结后的磁芯性能更加均一稳定，具体的过程是将多个带状生坯经过含有C9H8O4、MnO2和KOH的清洗溶液冲洗后，进行烘干后得到清洗后的带状生坯。
其中，具体的含有C9H8O4、MnO2和KOH的清洗溶液是按照如下的反应方程式反应后配制的：
C9H10O2+2KMnO4→C9H8O4+2MnO2+2KOH。
在烧结的过程中，需要保证炉内温度的同时，通入氧气和氮气，对于产品进炉的布局直接影响烧结后产品的品质，不同的布局(包括方向、高度等)则会得到不同品质的产品，并且不同装坯形状具有不同的摆放方式，摆不好就会影响产品质量，然而通入氧气和氮气的量和位置可以改善烧结后产品的品质，具体的在烧结的过程中，通入气体中氮气和氧气的含量满足：
其中m生坯的质量，M为标准质量(即纯铁氧体粉料制成生坯时的质量)，s为生坯表面积，S为炉内腔表面积，H为炉内腔的高度，h为生坯进炉时的摆放高度，T为炉内温度，其中T满足200≤T≤1800，K为温度调整参数，其满足1000≤K≤2000，K的值根据配料助剂的选择进行调整，例如选择四溴酚磺酞、碳酸钙、二氧化锡、二氧化钛为配料助剂时，K取值为分别为1000，1200，1500，2000，选择其他配料助剂时可以根据实际情况进行选择，当配料助剂为混合的多种时，取平均值温度作为温度调整参数，a为比例系数，根据实际烧结过程需要进行选择。最后，进行切割削磨，得到手机无线充电用的磁芯。
在烧结的具体过程中，通常是首先在低温段进行一段时间的保温，充分排胶，防止产品开裂；然后通过进行炉内升温进行晶粒的平缓成长，通过温度的控制继续进行排胶，同时按照上述条件通过氮气和氧气的处理，以形成大而均匀的晶粒，降低产品内应力，提高饱和磁通密度；最后再经过温度控制，按照上述条件调整氮气和氧气的含量，直到出炉，在上述氮气和氧气的处理过程中，同时利用高压风机吹入空气。
烧结后的手机磁芯产品的成品率很高，但是还要进行切割打磨的过程，切割时可以加入润滑剂，不但可以起到润滑作用，而且可以起到降温的作用，切割后进行打磨，打磨不好则会导致产品的电感率下降，对应的产品也会降级，因此在打磨的过程中要注意镜面的光滑程度，不能太亮，也不能太糙。经过打磨后的产品其技术性能指标会发生变化。
通常情况下，切割和打磨的磁芯产品其表面的光滑度依然不够，而光滑度不够，则会造成磁芯产品的结构不均匀，产品性能会受到影响，而通过机器抛光则可以有效的克服这一缺陷。在具体的抛光过程中，将切割和打磨后的磁芯加入抛光筒，并且加入体积比为5：1的金刚砂和水，调整抛光筒的转速为150r/min，抛光时长为30分钟。
抛光后的新能源汽车磁芯产品在对应的电极区域进行金属镀层后，可以在后续的组装时直接进行焊接应用，具体的可以采用磁控溅射的方式在磁芯的电极区域进行金属镀层，金属镀层可以为多层，包括铬层、镍铜合金层和/或银层，金属镀层的厚度为0.05-2.0微米，每一层中的厚度可以根据实际的工艺进行选择。
尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门和方法中的各个步骤，可以以任意组合的形式组合在一起。因此，对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围，而是用于描述本发明。相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要求或其等同物进行限定。
Claims (8)
1.一种新能源汽车磁芯抛磨方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
(1)选择颗粒度均匀，活动性良好的铁氧体粉料均匀倒入搅拌机中，同时将质量百分比为2wt％的TbFx加入搅拌机中进行搅拌，x表示原子数；
(2)在120℃的搅拌机内温度下，均匀的加入含有质量百分比为8wt％的铜锡合金粉末，搅拌10分钟；
(3)均匀倒入配料助剂后，进行掺杂处理；
(4)将掺杂处理后的混合粉料进行预烧结：将进行掺杂处理后的混合粉料在900℃-920℃的温度条件下预烧结4个小时，将得到的造粒产品后压碎成粉末，筛选合格粉料，剔除残次粉料；
(5)将上述步骤(4)得到的混合粉料再次均匀倒入转速为130r/min的搅拌机中，均匀将质量百分比为1.5wt％的聚乙烯醇加入搅拌机中进行搅拌，搅拌80-100分钟后，进行烘干；
(6)将烘干后的混合粉料，压制成多个带状生坯，并且进行清洗和烘干处理；
(7)将清洗烘干后的带状生坯按照预设条件进行烧结，切割、削磨，得到磁芯；
(8)将步骤(7)中得到的磁芯加入抛光筒，并且加入体积比为5：1的金刚砂和水进行抛光，具体的调整抛光筒的转速为150r/min，抛光时长为30分钟；
(9)将抛光后的新能源汽车的磁芯在对应的电极区域进行金属镀层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中铁氧体粉料均匀倒入搅拌机中时搅拌机的转速为130r/min。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中铁氧体粉料包括三氧化二铁、二茂铁和氧化锰粉料。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(6)中清洗处理是将多个带状生坯经过含有C9H8O4、MnO2和KOH的清洗溶液冲洗。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(9)中采用磁控溅射的方式在磁芯的电极区域进行金属镀层。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：金属镀层为多层。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：包括铬层、镍铜合金层和/或银层。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：其中步骤(7)中进行烧结具体为：
保证炉内温度的同时，通入氧气和氮气，其中通入气体中氮气和氧气的含量满足：
其中m生坯的质量，M为标准质量，s为生坯表面积，S为炉内腔表面积，H为炉内腔的高度，h为生坯进炉时的摆放高度，T为炉内温度，其中T满足200≤T≤1800，K为温度调整参数，其满足1000≤K≤2000，a为比例系数。
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