CN112089104A

CN112089104A - 一种雾化芯的制造工艺和电子雾化器

Info

Publication number: CN112089104A
Application number: CN201910522920.2A
Authority: CN
Inventors: 丁毅; 杜昊
Original assignee: Shenzhen Zhuolineng Electronics Co ltd
Current assignee: Shenzhen Zhuolineng Electronics Co ltd; ALD Group Ltd
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2020-12-18

Abstract

本发明提供了一种雾化芯的制造工艺和电子雾化器。其中，该雾化芯的制造工艺包括以下步骤：S10、将按比例配置好的合金粉原料混合均匀，并切割造粒制成造粒料；S20、将所述造粒料倒入注射机中，并注射成型雾化芯坯体；S30、将所述雾化芯坯体在脱脂炉中加热脱脂形成雾化芯半成品；S40、将所述雾化芯半成品放入烧结炉中烧结形成多孔块状的所述雾化芯。本发明的技术方案制成的雾化芯具有发热均匀、强度高、便于加工等优点。

Description

一种雾化芯的制造工艺和电子雾化器

技术领域

本发明属于电子雾化装置技术领域，尤其涉及一种雾化芯的制造工艺和电子雾化器。

背景技术

如今，电子雾化器作为一种新型的吸雾方式，越来越成为一种流行的趋势，其使用原理是通过雾化器，将雾化液变成蒸汽，然后被用户吸入，其核心元件之一是用于将雾化液渗入然后加热雾化形成蒸汽的雾化芯。然而。目前市面上常见的电子雾化器中的雾化芯主要是通过螺旋形的金属发热丝与多孔陶瓷材料经成型、烧结等工序制作而成，这种传统的雾化芯在加热时却存在以下几个方面的问题：第一、由于金属与陶瓷属于两种材质，其导热系数相差较远，故当金属丝作为发热体发热时，就会造成在加热过程中，出现两种材料存在温度梯度的现象，从而导致雾化液的雾化程度不一致，甚至可能出现糊味，使得用户体验口感欠佳；第二、目前的金属发热丝通常靠金属引线与供电电池连接，而金属引线在陶瓷烧结过程中由于经过了一定程度的高温氧化，故存在韧性变差的情况，这就使得金属引线在组装或者使用过程中存在断裂风险，导致产品功能失效；第三、多孔陶瓷受气孔率及烧结温度的影响其强度普遍较低，遇到大压力或者剧烈震荡时会有开裂的风险，同时多孔陶瓷通常是模具成型，不可通过后续加工实现结构变化，如遇结构设计变动时，会造成整批报废。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种雾化芯的制造工艺，其旨在解决现有的雾化芯发热不均匀、强度低等问题。

本发明是这样实现的：一种雾化芯的制造工艺，包括以下步骤：

S10、将按比例配置好的合金粉原料混合均匀，并切割造粒制成造粒料；

S20、将所述造粒料倒入注射机中，并注射成型雾化芯坯体；

S30、将所述雾化芯坯体在脱脂炉中加热脱脂形成雾化芯半成品；

S40、将所述雾化芯半成品放入烧结炉中烧结形成多孔块状的所述雾化芯。

可选地，在步骤S10中，所述合金粉原料包括金属合金粉、造孔剂和粘结剂，所述金属合金粉所占的质量百分比为35-68％，所述造孔剂所占的质量百分比为25-50％，余量为所述粘结剂。

可选地，所述金属合金粉为304不锈钢合金粉，所述造孔剂为NaCl或BaCl2 中的至少一种，所述粘结剂为石蜡。

可选地，所述雾化芯包括以下成分：质量占比范围为18-20％的Cr、质量占比范围为8-11％的Ni、质量占比范围≤2.00％的Mn、质量占比范围≤0.08％的C、质量占比范围≤1.00％的Si，余量为Fe。

可选地，所述304不锈钢合金粉的粒度大小范围为20-100μm，所述造孔剂的粒度大小范围为50-100μm。

可选地，所述步骤S10包括以下分步骤：

S11、将所述混练造粒一体机的料斗预热至100～120℃；

S12、将配置好的所述合金粉原料投入所述混练造粒一体机的料斗中，搅拌混合2～3小时以将所述合金粉原料中的各配料混合均匀；

S13、将混合均匀的所述合金粉原料输送至混练造粒一体机的造粒装置部分，以切割造粒制成造粒料。

可选地，所述步骤S20包括以下分步骤：

S21、所述造粒料在所述注射机的料筒内被加热至100～120℃，形成具有流变性的塑性料；

S22、将所述塑性料在0.4～0.7MPa的注射压力下注入模具中，再经冷却形成所述雾化芯坯体。

可选地，所述步骤S30包括：将雾化芯坯体在所述脱脂炉中，以600-700℃的温度加热2～3小时。

可选地，所述步骤S40包括：将所述雾化芯半成品放在可控气氛或真空的烧结炉中，以1000～1200℃的温度加热2～3小时。

本发明还提出一种电子雾化器，包括电池部和雾化部，所述雾化部包括用于容纳雾化液的容器，用于气流和/或气雾通过的气流通道，以及如前所述的雾化芯的制造工艺制成的雾化芯，所述雾化芯呈整体导电的多孔块状设置，内置于所述容器中，并分别与所述电池部的正负电极电性连通。

在本发明的技术方案中，通过本雾化芯的制造工艺制成的雾化芯，是一种由金属材料制成的多孔块状物体，同时具有金属的导电性能、发热性能、机械加工性能，以及多孔材料对液体的吸附导入性能。因此，相对于目前常见的主要由多孔陶瓷和金属发热丝组成的传统型雾化芯，本新型雾化芯在加热时，一方面由于是成分均一的金属材料，故可实现整体均匀发热，而不会出现当两种材料时存在的温度梯度现象，而且雾化芯的多孔结构也能顺利使得雾化液能够进入雾化芯的孔隙中，从而完成导液加热雾化的功能；另一方面，本雾化芯相对于传统的强度低易开裂的多孔陶瓷材料来说，其本体是强度高且坚韧的金属材料，故在遇到大压力或者剧烈震荡时，其开裂的风险将大大降低，而且，本雾化芯还可以像普通金属材料一样，能够进行后续的机械加工，以获得满意的结构形态，从而不会造成因结构设计变动而整批报废的现象出现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的雾化芯的制造工艺的总步骤流程图；

图2是本发明实施例提供的雾化芯的制造工艺中步骤S10的分步骤流程图；

图3是本发明实施例提供的雾化芯的制造工艺中步骤S20的分步骤流程图；

图4是本发明实施例提供的电子雾化器的部分剖面结构示意图；

图5是本发明实施例提供的电子雾化器中雾化芯的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	电池部	200	雾化部
210	容器	220	气流通道
				211	储液腔	212	加热腔
230	雾化芯结构	231	雾化芯
				232	导电引脚	233	密封圈
240	雾化液

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上和下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种雾化芯的制造工艺。

请参阅图1和图5，该雾化芯的制造工艺包括以下步骤：

S20、将造粒料倒入注射机中，并注射成型雾化芯坯体；

S30、将雾化芯坯体在脱脂炉中加热脱脂形成雾化芯半成品；

S40、将雾化芯半成品放入烧结炉中烧结形成多孔块状的雾化芯231。

在此需说明的是，本雾化芯231主要适用于电子雾化器，该电子雾化器包括电池部100、雾化部200和吸嘴(未图示)，雾化部200包括用于容纳雾化液240的容器210，用于气流和/或气雾通过的气流通道220，以及通过本雾化芯的制造工艺制成的雾化芯231，本雾化芯231呈整体导电的多孔块状设置，内置于用于容纳雾化液240的容器210中，并分别与电池部100的正负电极电性连通，这样，就能实现雾化芯231通电后发热，进而可将渗入雾化芯231孔隙中的雾化液240加热雾化，雾化产生的蒸汽即可通过与雾化芯231连通的气流通道220进入吸嘴，被用户吸食。

在本发明的技术方案中，通过本雾化芯的制造工艺制成的雾化芯231，是一种由金属材料制成的多孔块状物体，同时具有金属的导电性能、发热性能、机械加工性能，以及多孔材料对液体的吸附导入性能。因此，相对于目前常见的主要由多孔陶瓷和金属发热丝组成的传统型雾化芯，本新型雾化芯231在加热时，一方面由于是成分均一的金属材料，故可实现整体均匀发热，而不会出现当两种材料时存在的温度梯度现象，而且雾化芯231的多孔结构也能顺利使得雾化液240能够进入雾化芯231的孔隙中，从而完成导液加热雾化的功能；另一方面，本雾化芯231相对于传统的强度低易开裂的多孔陶瓷材料来说，其本体是强度高且坚韧的金属材料，故在遇到大压力或者剧烈震荡时，其开裂的风险将大大降低，而且，本雾化芯231还可以像普通金属材料一样，能够进行后续的机械加工，以获得满意的结构形态，从而不会造成因结构设计变动而整批报废的现象出现。

具体地，在本实施例中，合金粉原料包括金属合金粉、造孔剂和粘结剂，其中，金属合金粉所占的质量百分比为35-68％，造孔剂所占的质量百分比为 25-50％，余量为粘结剂。在此，金属合金粉为构成本金属多孔材料的主体；造孔剂是指使材料中增加孔洞结构的添加剂，在加热时易分解为气体而从材料中溢出产生孔洞结构；粘接剂主要用于将各种配料粉体粘接以便于后续成型。

进一步地，在本实施例中，金属合金粉为304不锈钢合金粉，造孔剂为NaCl 或BaCl2中的至少一种，粘结剂为石蜡。当然，于其他实施例中，金属合金粉还可以是其他金属材质粉，但在本发明中，304不锈钢为食品级不锈钢，更加适用于制作这种加热产生吸食入人体的蒸汽的雾化芯231，以更有利于使用者的身体健康。进一步地，为获得合适的孔隙度以及孔径范围，在本实施例中，304不锈钢合金粉的粒度大小范围优选为20-100μm，造孔剂的粒度大小范围优选为50-100μm。

具体地，当金属合金粉为304不锈钢合金粉时，最终制成的雾化芯231包括以下成分：质量占比范围为18-20％的Cr、质量占比范围为8-11％的Ni、质量占比范围≤2.00％的Mn、质量占比范围≤0.08％的C、质量占比范围≤1.00％的Si，余量为Fe。在此优选成分范围内，本雾化芯231可获得较好的导液雾化性能，而且还可以通过材料成分的变化来调节雾化芯231的阻值，以适应不同的设计需求。

请参阅图2，在本实施例中，具体地，步骤S10包括以下分步骤：

S11、将混练造粒一体机的料斗预热至100～120℃；

S12、将配置好的合金粉原料投入混练造粒一体机的料斗中，搅拌混合2～ 3小时以将合金粉原料中的各配料混合均匀；

具体地，可将不锈钢合金粉、造孔剂和石蜡按照前述比例准确称重20kg，然后将所有原料投入到混练造粒一体机的料斗中，此时，已预热至100～120℃的料斗将加速石蜡的融化，进而有利于各配料的混合均匀。

S13、将混合均匀的合金粉原料输送至混练造粒一体机的造粒装置部分，以切割造粒制成造粒料。其中，切割造粒制成的造粒料直径通常在2-6mm的范围之内，平均为5mm左右。

请参阅图3，在本实施例中，进一步地，步骤S20包括以下分步骤：

S21、造粒料在注射机的料筒内被加热至100～120℃，形成具有流变性的塑性料；

S22、将塑性料在0.4～0.7MPa的注射压力下注入模具中，再经冷却形成雾化芯坯体。

当然，于其他实施例中，还可以采用其他成型方式，例如但不限于模具压铸成型等，但本实施例中的注射成型方式还具有成型精度高，生产效率高等优点。

进一步地，在本实施例中，步骤S30包括：将雾化芯坯体在脱脂炉中，以 600-700℃的温度加热2～3小时。在此，该步骤的脱脂工序是为了除去例如石蜡等粘接剂，当然还可以通过加热去除塑胶杂质等，从而避免有害物质残留在雾化芯半成品中，有利于使用者的健康。

进一步地，在本实施例中，步骤S40包括：将雾化芯半成品放在可控气氛或真空的烧结炉中，以1000～1200℃的温度加热2～3小时。在此，在烧结炉中采用可控气氛或真空，是为了防止金属材质的雾化芯半成品在烧结过程中产生氧化，其中，可控气氛具体可以是氮气或其他惰性气体等，在烧结过程中，不锈钢合金粉的各个颗粒加热融合连接，同时，造孔剂受热分解成气体溢出，最终形成多孔结构。在此需特别说明的是，实际用于烧结的时间通常为2个小时，但整个烧结工艺还包括烧结炉的升温、保温、以及产品烧结后的降温等过程，这些过程加起来会耗时约30小时左右。

进一步地，在烧结完成之后，还可以对雾化芯231进行形状加工，由于本雾化芯231为多孔的金属块，故可以很便利的利用机械工具加工成预设形状。在加工完成后，还可以对加工后的产品进行超声波清洗，以去除前述步骤和加工过程中进入本雾化芯231孔隙的灰尘杂质等，最后，将清洗干净的雾化芯231 烘干后即可得到成品。

请参阅图4和图5，本发明还提出一种电子雾化器，该电子雾化器包括一种雾化芯结构230，该雾化芯结构230包括由前述的雾化芯的制造工艺制成的雾化芯231，以及两个导电引脚232，其中，雾化芯231由多孔金属材料制成，并呈整体导电的多孔块状设置；两个导电引脚232则分别与雾化芯231的外表面连接。此外，在本电子雾化器中，雾化芯231内置于用于容纳雾化液240的容器210中，两个导电引脚232分别与电池部100的正负电极电性连接通。

请参阅图4，具体在本实施例中，雾化芯结构230将容器210的内腔分隔为用于存储雾化液240的储液腔211，以及用于加热雾化渗入雾化芯231的雾化液240的加热腔212，加热腔212与气流通道220连通。在实际使用过程中，雾化芯231的上表面为吸液面，雾化液240从该吸液面吸入雾化芯231的孔隙中，然后逐渐向下渗透，并经通电后发热的雾化芯231加热，在加热腔212内形成蒸汽，最后蒸汽依次从加热腔212、位于雾化芯231一侧的且两端分别连通加热腔212和气流通道220的连通管道、气流通道220、以及吸嘴，最后被使用者吸食。

在此需说明的是，在本实施例中，为获得较好的导液效果，雾化芯231的孔隙率范围为40％～50％，孔径大小范围10～20um。且进一步地，雾化芯结构 230优选位于容器210的内腔的下部，以获得较大空间的储液腔211，存储更多的雾化液240。

进一步地，如图5所示，在本实施例中，雾化芯231和两个导电引脚232 通过碰焊连接。在此，之所以采用高温碰焊连接而不使用焊料的方式，除了普通焊料不耐高温，在本产品中焊接效果不够好之外，主要还因为焊料的使用会对雾化芯231的成分造成污染，焊料中的有害成分可能会在加热过程中混入雾化液240雾化后的蒸汽中，人体吸食后这种含有害物质的蒸汽会对健康造成不利影响。

请参阅图4，进一步地，在本实施例中，雾化芯231还包括密封圈233，密封圈233包覆在雾化芯231的外周边缘。具体地，密封圈233的内环面向内凹设有环状嵌槽，雾化芯231的外周边缘嵌置于嵌槽中，这样，通过密封圈233 与容器210内壁面的抵接，就可以防止储液腔211中的雾化液240从雾化芯231 和容器210内壁面之间的缝隙漏入加热腔212中，而不会经过雾化芯231充分加热雾化的情况发生。且进一步地，为取得较好的防漏效果，密封圈233的沿径向的厚度优选为0.5～1.5mm。

在此，密封圈233的材质优选为耐高温弹性材料，例如耐高温型硅胶等。当然，于其他实施例中，还可以选用其他弹性塑胶材料制作密封圈233，但在本实施例中，由于耐高温型硅胶具有耐高温且无毒害、生物相容性好的优点，故优选使用在本雾化芯结构230中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种雾化芯的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S20、将所述造粒料倒入注射机中，并注射成型雾化芯坯体；

2.如权利要求1所述的雾化芯的制造工艺，其特征在于，在步骤S10中，所述合金粉原料包括金属合金粉、造孔剂和粘结剂，所述金属合金粉所占的质量百分比为35-68％，所述造孔剂所占的质量百分比为25-50％，余量为所述粘结剂。

3.如权利要求2所述的雾化芯的制造工艺，其特征在于，所述金属合金粉为304不锈钢合金粉，所述造孔剂为NaCl或BaCl2中的至少一种，所述粘结剂为石蜡。

4.如权利要求3所述的雾化芯的制造工艺，其特征在于，所述雾化芯包括以下成分：质量占比范围为18-20％的Cr、质量占比范围为8-11％的Ni、质量占比范围≤2.00％的Mn、质量占比范围≤0.08％的C、质量占比范围≤1.00％的Si，余量为Fe。

5.如权利要求3所述的雾化芯的制造工艺，其特征在于，所述304不锈钢合金粉的粒度大小范围为20-100μm，所述造孔剂的粒度大小范围为50-100μm。

6.如权利要求1所述的雾化芯的制造工艺，其特征在于，所述步骤S10包括以下分步骤：

S11、将所述混练造粒一体机的料斗预热至100～120℃；

7.如权利要求1所述的雾化芯的制造工艺，其特征在于，所述步骤S20包括以下分步骤：

8.如权利要求1所述的雾化芯的制造工艺，其特征在于，所述步骤S30包括：将雾化芯坯体在所述脱脂炉中，以600-700℃的温度加热2～3小时。

9.如权利要求1所述的雾化芯的制造工艺，其特征在于，所述步骤S40包括：将所述雾化芯半成品放在可控气氛或真空的烧结炉中，以1000～1200℃的温度加热2～3小时。

10.一种电子雾化器，其特征在于，包括电池部和雾化部，所述雾化部包括用于容纳雾化液的容器，用于气流和/或气雾通过的气流通道，以及如权利要求1至9任意一项所述的雾化芯的制造工艺制成的雾化芯，所述雾化芯呈整体导电的多孔块状设置，内置于所述容器中，并分别与所述电池部的正负电极电性连通。