CN114346243A - 一种铁基磁粉成型工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铁基磁粉成型工艺及设备，工艺采用一铁基磁粉成型设备实现，工艺包括：取适量铁基磁粉，置于模具上进行加热；通过压机对加热后的铁基磁粉进行加压，使得模具挤压铁基磁粉；当加压到预设压力时，对加压后的铁基磁粉保压一段时间，而后取出，得到成型后的铁基磁粉。上述铁基磁粉成型工艺及设备，通过设置铁基磁粉成型设备，避免成型后的铁基磁粉材料内部产生内应力，影响成型后的铁基磁粉材料的磁性能，解决了现有技术中冷压成型的铁基磁粉材料，产生的内应力导致产品磁性能下降的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及粉末成型技术领域，特别涉及一种铁基磁粉成型工艺及设备。
背景技术
目前随着电子元器件高频化和小型化的趋势，对电感元器件的要求越来越严格，电感用的软磁粉末材料的要求也越来越高，对粉末磁性能要求也越来越高。
铁基磁粉材料拥有优秀的磁性能，高饱和磁感，高磁导率，低矫顽力和低损耗，但由于材料本身塑性，变形量少，不容易成型，传统的冷压可以用高压力达到高压实密度，但带来的内应力又会导致磁性能下降，而去除内应力需要高温热处理，但本材料如果加热到高温560度以上，有可能会造成内部组织结构改变，磁性能降低；如果用560度以下的温度退火，退火时间过长，不利于大批量生产，而且长时间退火也可能造成内部组织结构变化，影响性能。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种铁基磁粉成型工艺及设备，用于解决现有技术中冷压成型的铁基磁粉材料，产生的内应力导致产品磁性能下降的技术问题。
本发明一方面提供一种铁基磁粉成型工艺，所述工艺采用一铁基磁粉成型设备实现，所述设备包括腔体、设于所述腔体内的模具以及设于所述腔体内且连接所述模具的压机，所述压机带动所述模具在所述腔体内做伸缩运动，所述设备还包括加热装置，所述加热装置连接所述压机、且通过所述模具导电产热；
所述工艺包括：
取适量铁基磁粉，将所述铁基磁粉置于所述模具上进行加热；
通过所述压机对加热后的铁基磁粉进行加压，使得模具挤压铁基磁粉；
当加压到预设压力时，对加压后的铁基磁粉保压一段时间，而后取出，得到成型后的铁基磁粉。
上述铁基磁粉成型工艺，通过设置铁基磁粉成型设备，设备上设有模具以及供模具加热的加热装置，将铁基磁粉设于模具内，并通过加热装置对模具内的铁基磁粉进行加热，再通过压机挤压模具内的已加热的铁基磁粉并进行保压，使对模具内的铁基磁粉进行热压成型，避免成型后的铁基磁粉材料内部产生内应力，影响成型后的铁基磁粉材料的磁性能，解决了现有技术中冷压成型的铁基磁粉材料，产生的内应力导致产品磁性能下降的技术问题。
另外，根据本发明上述的铁基磁粉成型工艺，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述铁基磁粉成型设备还包括与所述腔体连接是真空泵，所述铁基磁粉包括铁磷铌铬硼碳材料或铁磷硼铌铬硅铜材料，所述将所述铁基磁粉置于所述模具上进行加热的步骤之前包括：
当判断到所述铁基磁粉被氧化时，则通过所述真空泵对所述腔体进行抽真空。
进一步地，所述铁基磁粉的各含量占比为：
铁：80～95％；碳：0～1.5％；铬：0～2％；磷：0～5％；铌：0～4％；硅：0～7％；硼：0～3％；铜：0～1.5％。
进一步地，加热后的铁基磁粉的温度为480-540℃。
进一步地，保压时的压力值为50-300兆帕。
进一步地，成型后的铁基磁粉的压实密度为85％-95％。
本申请另一方面还提供一种铁基磁粉成型设备，所述铁基磁粉成型设备用于上述的铁基磁粉成型工艺，所述设备包括腔体、设于所述腔体内的模具以及设于所述腔体内且连接所述模具的压机，所述压机带动所述模具在所述腔体内做伸缩运动，所述设备还包括加热装置，所述加热装置连接所述压机、且通过所述模具导电产热。
上述铁基磁粉成型设备，通过设置铁基磁粉成型设备，设备上设有模具以及供模具加热的加热装置，将铁基磁粉设于模具内，并通过加热装置对模具内的铁基磁粉进行加热，再通过压机挤压模具内的已加热的铁基磁粉并进行保压，使对模具内的铁基磁粉进行热压成型，避免成型后的铁基磁粉材料内部产生内应力，影响成型后的铁基磁粉材料的磁性能，解决了现有技术中冷压成型的铁基磁粉材料，产生的内应力导致产品磁性能下降的技术问题。
进一步地，所述设备还包括真空泵，所述真空泵连通所述腔体的内部。
进一步地，所述腔体设有一观察孔，所述观察孔的中心正对所述模具的中心，所述铁基磁粉成型设备还包括一红外测温仪，所述红外测温仪正对所述观察孔设置。
附图说明
图1为本发明申请中铁基磁粉成型设备的结构示意图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
冷压是传统压制工艺，需要的压力较大，大压力成型产生的内应力会降低材料的磁性能，所以冷压完成后需要再做一次退火处理。针对有部分材料本身硬度大，想要达到一定的压实密度需要较高压力，但又不能经过太高温度太长时间退火，所以提出热压的方式。这些材料在常温下硬度大，但加热到一定温度后硬度会降低，可以用更小的压力达到较大的变形量，得到足够的压实密度，后续去应力退火可以用低温短时间处理，甚至可以不需要后续的退火处理。
本发明一方面提供一种铁基磁粉成型工艺，所述工艺采用一铁基磁粉成型设备实现，所述设备包括腔体、设于所述腔体内的模具以及设于所述腔体内且连接所述模具的压机，所述压机带动所述模具在所述腔体内做伸缩运动，所述设备还包括加热装置，所述加热装置连接所述压机、且通过所述模具导电产热；
所述工艺包括：
取适量铁基磁粉、并置于所述模具上进行加热；
通过所述压机对加热后的铁基磁粉进行加压，使得模具挤压铁基磁粉；
当加压到预设压力时，对加压后的铁基磁粉保压一段时间，而后取出，得到成型后的铁基磁粉。
在本发明一些实施例当中，所述铁基磁粉成型设备还包括与所述腔体连接是真空泵，所述铁基磁粉包括铁磷铌铬硼碳材料或铁磷硼铌铬硅铜材料，所述将所述铁基磁粉置于所述模具上进行加热的步骤之前包括：
当判断到所述铁基磁粉被氧化时，则通过所述真空泵对所述腔体进行抽真空。
在本发明一些实施例当中，所述铁基磁粉的各含量占比为：
铁：80～95％；碳：0～1.5％；铬：0～2％；磷：0～5％；铌：0～4％；硅：0～7％；硼：0～3％；铜：0～1.5％。
具体的，铁作为基本磁性元素，铁元素的含量影响铁磁性，含量越多铁磁性越好；硅、硼以及碳容易占据大原子间的空隙，使得组织更加稳定；磷的加入能提高软磁性能中的饱和磁化强度值；铬硬度高，提高材料的耐磨性；铜在基体中成团簇，晶化时提供异质形核点；铌是大原子在晶化时阻碍晶粒长大，避免因晶粒过大导致磁性能降低。
在本发明一些实施例当中，加热后的铁基磁粉的温度为480-540℃。
在本发明一些实施例当中，保压时的压力值为50-300兆帕。
在本发明一些实施例当中，成型后的铁基磁粉的压实密度为85％-95％。
本申请另一方面还提供一种铁基磁粉成型设备，所述铁基磁粉成型设备用于上述的铁基磁粉成型工艺，所述设备包括腔体、设于所述腔体内的模具以及设于所述腔体内且连接所述模具的压机，所述压机带动所述模具在所述腔体内做伸缩运动，所述设备还包括加热装置，所述加热装置连接所述压机、且通过所述模具导电产热。
上述铁基磁粉成型设备，通过设置铁基磁粉成型设备，设备上设有模具以及供模具加热的加热装置，将铁基磁粉设于模具内，并通过加热装置对模具内的铁基磁粉进行加热，再通过压机挤压模具内的已加热的铁基磁粉并进行保压，使对模具内的铁基磁粉进行热压成型，避免成型后的铁基磁粉材料内部产生内应力，影响成型后的铁基磁粉材料的磁性能，解决了现有技术中冷压成型的铁基磁粉材料，产生的内应力导致产品磁性能下降的技术问题。
在本发明一些实施例当中，所述设备还包括真空泵，所述真空泵连通所述腔体的内部。
在本发明一些实施例当中，所述腔体设有一观察孔，所述观察孔的中心正对所述模具的中心，所述铁基磁粉成型设备还包括一红外测温仪，所述红外测温仪正对所述观察孔设置。
为了便于理解本发明，下面将给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
实施例一
本实施例中的铁基磁粉成型工艺，包括如下步骤：
取适量铁磷铌铬硼碳材料，将铁磷铌铬硼碳材料放入到模具中，对腔体抽真空，压机通电流，通过模具对铁磷铌铬硼碳材料进行导电加热，当加热的温度达到480℃时，开始通过压机对铁磷铌铬硼碳材料进行加压，当压力达到100兆帕时，对模具内的铁磷铌铬硼碳材料进行保压成型，待铁磷铌铬硼碳材料成型后，取出，测量得出成型后的铁磷铌铬硼碳材料的压实密度为87％。
请参阅下表1，所示为本发明上述实施例1-10对应的参数，检测结果如下表所示：
表1
结合上述表1的数据可以明显看出，本发明实施例中的铁基磁粉成型工艺，通过设置铁基磁粉成型设备，设备上设有模具以及供模具加热的加热装置，将铁基磁粉设于模具内，并通过加热装置对模具内的铁基磁粉进行加热，再通过压机挤压模具内的已加热的铁基磁粉并进行保压，使对模具内的铁基磁粉进行热压成型，避免成型后的铁基磁粉材料内部产生内应力，影响成型后的铁基磁粉材料的磁性能，解决了现有技术中冷压成型的铁基磁粉材料，产生的内应力导致产品磁性能下降的技术问题。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种铁基磁粉成型工艺，其特征在于，所述工艺采用一铁基磁粉成型设备实现，所述设备包括腔体、设于所述腔体内的模具以及设于所述腔体内且连接所述模具的压机，所述压机带动所述模具在所述腔体内做伸缩运动，所述设备还包括加热装置，所述加热装置连接所述压机、且通过所述模具导电产热；
所述工艺包括：
取适量铁基磁粉，将所述铁基磁粉置于所述模具上进行加热；
通过所述压机对加热后的铁基磁粉进行加压，使得模具挤压铁基磁粉；
当加压到预设压力时，对加压后的铁基磁粉保压一段时间，而后取出，得到成型后的铁基磁粉。
2.根据权利要求1所述的铁基磁粉成型工艺，其特征在于，所述铁基磁粉成型设备还包括与所述腔体连接是真空泵，所述铁基磁粉包括铁磷铌铬硼碳材料或铁磷硼铌铬硅铜材料，所述将所述铁基磁粉置于所述模具上进行加热的步骤之前包括：
当判断到所述铁基磁粉被氧化时，则通过所述真空泵对所述腔体进行抽真空。
3.根据权利要求1所述的铁基磁粉成型工艺，其特征在于，所述铁基磁粉的各含量占比为：
铁：80～95％；碳：0～1.5％；铬：0～2％；磷：0～5％；铌：0～4％；硅：0～7％；硼：0～3％；铜：0～1.5％。
4.根据权利要求1所述的铁基磁粉成型工艺，其特征在于，加热后的铁基磁粉的温度为480-540℃。
5.根据权利要求1所述的铁基磁粉成型工艺，其特征在于，保压时的压力值为50-300兆帕。
6.根据权利要求1所述的铁基磁粉成型工艺，其特征在于，成型后的铁基磁粉的压实密度为85％-95％。
7.一种铁基磁粉成型设备，其特征在于，所述铁基磁粉成型设备用于上述权利要求1-6任意一项所述的铁基磁粉成型工艺，所述设备包括腔体、设于所述腔体内的模具以及设于所述腔体内且连接所述模具的压机，所述压机带动所述模具在所述腔体内做伸缩运动，所述设备还包括加热装置，所述加热装置连接所述压机、且通过所述模具导电产热。
8.根据权利要求7所述的铁基磁粉成型设备，其特征在于，所述设备还包括真空泵，所述真空泵连通所述腔体的内部。
9.根据权利要求7所述的铁基磁粉成型设备，其特征在于，所述腔体设有一观察孔，所述观察孔的中心正对所述模具的中心，所述铁基磁粉成型设备还包括一红外测温仪，所述红外测温仪正对所述观察孔设置。
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