CN113611527A - 一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺 - Google Patents

一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于铁氧体技术领域，具体涉及一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺，设计模具收缩率为1.14～1.21mm，将粒料压制成型为生坯，并使生坯成型密度达到2.8～3.6g/cm3，成型压力为160～280MPa。本发明在磁芯元件端面和底面设计凸起或凹槽，增加排胶通路，有效解决了烧结时中柱排胶开裂的问题；在磁芯元件边腿角设计微小台阶，用以防止运输中边脚角碰撞破损，进而提高合格率；在磁芯元件边腿设计微小台阶，能够有效改善烧结时相互粘连变形；能够增大磁芯元件的中柱密度，有效改善烧结后中柱尺寸偏小的问题；减小了磁芯元件研磨面，提高了研磨效率，并降低砂轮损耗，节约成本。

Description

一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺
技术领域
本发明属于铁氧体技术领域，具体涉及一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺。
背景技术
软磁铁氧体磁芯是电子信息行业，如电源、通讯、电光源、智能家电等领域的重要基础功能元件，也是品种最多、应用最广、用量最大的一种磁性元件。经过半个多世纪的发展与创新，全球软磁铁氧体性能得到了很大的改进和提高，其产量也逐年递增，应用领域和范围也不断扩大。
目前软磁铁氧体磁芯成型工艺是采用粉末成型技术，传统设计的磁芯元件坯件外观与成品相同，其端面和底面均设计为平面。随着行业发展，成本竞争压力增大，各企业为了降低成本，在产品烧结时均采用叠烧或堆烧的方式，以提高烧结产量。但随之出现的较多技术、质量问题则是产品中柱排胶不畅易开裂，或因产品烧结时密堆积相互粘连，出现变形等。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术不足，提供一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺，解决现有技术中软磁铁氧体磁芯中的柱排胶不畅易开裂，以及因产品烧结时密堆积相互粘连，出现变形等的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺，设计模具收缩率为1.14～1.21mm，将粒料压制成型为生坯，并使生坯成型密度达到2.8～3.6g/cm3，成型压力为160～280MPa。
优选的，将所述生坯的中柱端面和底面设计为“一字形”、“十字形”、“圆形”或“椭圆形”的凸起或凹槽。
优选的，所述凸起的高度为0.01～2.0mm。
优选的，所述凹槽的深度为0.01～2.0mm。
较佳的，所述凸起或凹槽的结构通过模具对粒料进行压制时实现。
优选的，在所述生坯的边腿或边腿角处设计台阶结构。
较佳的，所述台阶结构通过模具对粒料进行压制时实现。
基于一个总的发明构思，本发明的另一个目的则在于保护上述包含上述成型工艺的软磁铁氧体磁芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)混合物料：将原料按体积百分比计40～60％的锰锌铁氧体粉料和40～60％的热塑性粘结剂进行配比，在温度为120～180℃的高速混料机内加热，直至得到完全熔融状态的浆料，冷却后凝固后脱去粘结剂，再破碎成平均粒径为4～8mm的粒料；
(2)上述的成型工艺；
(3)烧结：将生坯在具有氮气或真空气氛的烧结炉中烧结，烧结温度为1360～1420℃，烧结时间为3～5h，得到磁芯元件；
(4)研磨：将所述磁芯元件的端面和底面磨平，达到成品的端面和底面平整度及电磁性能要求，得到软磁铁氧体磁芯。
优选的，步骤(3)，生坯烧结时，通过相互叠层、堆放的方式紧密排列，以提高烧结产量。
优选的，步骤(4)，所述软磁铁氧体磁芯的中柱开裂为0，粘连变形为0。
现有技术在工艺设计上，按照成品的结构和外观，磁芯元件的端面和底面、边腿或地面都设计为平面，半成品与成品的外观相同。与现有技术相比，本发明突破传统工艺设计思路，在工艺设计上，半成品与成品的外观不相同，其本质是有效解决磁芯元件的工艺技术问题和生产质量问题。
本发明优点和积极效果如下：
(1)在磁芯元件端面和底面设计凸起或凹槽，增加排胶通路，有效解决了烧结时中柱排胶开裂的问题；
(2)在磁芯元件边腿角设计微小台阶，用以防止运输中边脚角碰撞破损，进而提高合格率；
(3)在磁芯元件边腿设计微小台阶，能够有效改善烧结时相互粘连变形；
(4)能够增大磁芯元件的中柱密度，有效改善烧结后中柱尺寸偏小的问题；
(5)减小了磁芯元件研磨面，提高研磨效率，并降低砂轮损耗，节约成本。
附图说明
图1磁芯元件端面和底面或底部设计方法图示。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加明白清楚，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，但是本发明并不限于这些实施例。需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为质量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如没有特别说明，均为本领域的常规方法。
下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
实施例1
一种软磁铁氧体磁芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混合物料：将原料按体积百分比计60％的锰锌铁氧体粉料和40％的热塑性粘结剂进行配比，在温度为150℃的高速混料机内加热，直至得到完全熔融状态的浆料，冷却后凝固后脱去粘结剂，再破碎成平均粒径为6mm的粒料；
(2)设计模具收缩率为1.17mm，将粒料压制成型为生坯，并使生坯成型密度达到3.2g/cm3，成型压力为220MPa；
如图1所示，将所述生坯的中柱端面和底面设计为“一字形”、“十字形”、“圆形”或“椭圆形”的凹槽，所述凹槽的深度为1.02mm，并在所述生坯的边腿和边腿角处分别设计微台阶结构，所述凸起的结构和所述微台阶结构均通过模具对粒料进行压制时实现；
(3)烧结：将生坯在具有真空气氛的烧结炉中烧结，烧结温度为1390℃，烧结时间为4h，得到磁芯元件；
其中，所述生坯通过相互叠层、堆放的方式紧密排列；
(4)研磨：将所述磁芯元件的端面和底面磨平，达到成品的端面和底面平整度及电磁性能要求，得到中柱开裂为0，粘连变形为0的软磁铁氧体磁芯。
实施例2
一种软磁铁氧体磁芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混合物料：将原料按体积百分比计50％的锰锌铁氧体粉料和50％的热塑性粘结剂进行配比，在温度为120℃的高速混料机内加热，直至得到完全熔融状态的浆料，冷却后凝固后脱去粘结剂，再破碎成平均粒径为4mm的粒料；
(2)设计模具收缩率为1.14mm，将粒料压制成型为生坯，并使生坯成型密度达到2.8g/cm3，成型压力为160MPa；
如图1所示，将所述生坯的中柱端面和底面设计为“一字形”、“十字形”、“圆形”或“椭圆形”的凹槽，所述凹槽的深度为0.05mm，并在所述生坯的边腿和边腿角处分别设计微台阶结构，所述凸起的结构和所述微台阶结构均通过模具对粒料进行压制时实现；
(3)烧结：将生坯在具有真空气氛的烧结炉中烧结，烧结温度为1360℃，烧结时间为3h，得到磁芯元件；
其中，所述生坯通过相互叠层、堆放的方式紧密排列；
(4)研磨：将所述磁芯元件的端面和底面磨平，达到成品的端面和底面平整度及电磁性能要求，得到中柱开裂为0，粘连变形为0的软磁铁氧体磁芯。
实施例3
一种软磁铁氧体磁芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混合物料：将原料按体积百分比计40％的锰锌铁氧体粉料和60％的热塑性粘结剂进行配比，在温度为180℃的高速混料机内加热，直至得到完全熔融状态的浆料，冷却后凝固后脱去粘结剂，再破碎成平均粒径为8mm的粒料；
(2)设计模具收缩率为1.21mm，将粒料压制成型为生坯，并使生坯成型密度达到3.6g/cm3，成型压力为280MPa；
如图1所示，将所述生坯的中柱端面和底面设计为“一字形”、“十字形”、“圆形”或“椭圆形”的凹槽，所述凹槽的深度为2.0mm，并在所述生坯的边腿和边腿角处分别设计微台阶结构，所述凸起的结构和所述微台阶结构均通过模具对粒料进行压制时实现；
(3)烧结：将生坯在具有真空气氛的烧结炉中烧结，烧结温度为1420℃，烧结时间为5h，得到磁芯元件；
其中，所述生坯通过相互叠层、堆放的方式紧密排列；
(4)研磨：将所述磁芯元件的端面和底面磨平，达到成品的端面和底面平整度及电磁性能要求，得到中柱开裂为0，粘连变形为0的软磁铁氧体磁芯。
上述实施例仅是本发明的较优实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺，其特征在于，设计模具收缩率为1.14～1.21mm，将粒料压制成型为生坯，并使生坯成型密度达到2.8～3.6g/cm3，成型压力为160～280MPa。
2.根据权利要求1所述的一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺，其特征在于，将所述生坯的中柱端面和底面设计为“一字形”、“十字形”、“圆形”或“椭圆形”的凸起或凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺，其特征在于，所述凸起的高度为0.01～2.0mm。
4.根据权利要求1所述的一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺，其特征在于，所述凹槽的深度为0.01～2.0mm。
5.根据权利要求2所述的一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺，其特征在于，所述凸起或凹槽的结构通过模具对粒料进行压制时实现。
6.根据权利要求1所述的一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺，其特征在于，在所述生坯的边腿或边腿角处设计台阶结构。
7.根据权利要求6所述的一种软磁铁氧体磁芯的成型工艺，其特征在于，所述台阶结构通过模具对粒料进行压制时实现。
8.一种包含权利要求1～7中任意一项成型工艺的软磁铁氧体磁芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混合物料：将原料按体积百分比计40～60％的锰锌铁氧体粉料和40～60％的热塑性粘结剂进行配比，在温度为120～180℃的高速混料机内加热，直至得到完全熔融状态的浆料，冷却后凝固后脱去粘结剂，再破碎成平均粒径为4～8mm的粒料；
(2)权利要求1～7中任意一项成型工艺；
(3)烧结：将生坯在具有氮气或真空气氛的烧结炉中烧结，烧结温度为1360～1420℃，烧结时间为3～5h，得到磁芯元件；
(4)研磨：将所述磁芯元件的端面和底面磨平，达到成品的端面和底面平整度及电磁性能要求，得到软磁铁氧体磁芯。
9.根据权利要求8所述的一种软磁铁氧体磁芯的制备方法，其特征在于，步骤(3)，生坯烧结时，通过相互叠层、堆放的方式紧密排列。
10.根据权利要求8所述的一种软磁铁氧体磁芯的制备方法，其特征在于，步骤(4)，所述软磁铁氧体磁芯的中柱开裂为0，粘连变形为0。
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