一种3d铁氧体磁芯的注塑成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及3D铁氧体磁芯的制造方法，特别是涉及一种3D铁氧体磁芯的注塑成型 方法。
【背景技术】
[0002] 传统磁芯的生产工艺技术主要是干压成型法，该方法的缺点是成型产品的形状有 较大限制，模具造价较高，坯体强度低，坯体内部致密性不一致，组织结构的均匀性相对较 差等，又由于该类3D磁芯的结构非常复杂，干压不能一次性完成，需要先压成一个简单的坯 体，再用车床加工成所需要的形状，这样不仅增加工序，而且增加了生产成本和时间，对产 品的一致性也没有保证，注塑工艺一次性很好地解决了这方面的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明提出一种3D铁氧体磁芯的注塑成型方法，克服现有干压成型技术的不足， 解决复杂形状的3D铁氧体磁芯成型的问题，保证产品的一致性，并提高生产效率。
[0004] 本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
[0005] -种3D铁氧体磁芯的注塑成型方法，包括如下步骤：
[0006] (1)将重量百分比为70 %~95 %的铁氧体粉料和重量百分比为5 %~30 %的粘结 剂进行混炼成泥料，冷却后破碎得到物料;其中，所述铁氧体粉料包括如下重量百分比的组 分:60 %~70 %的氧化铁，8 %~14 %的氧化镍，2 %~10 %的氧化铜，15 %~25 %的氧化锌， 0.05%~1 %的氧化锰，0.05%~1 %的三氧化二铋，0.05%~1 %的二氧化硅，0.05%~1 % 的氧化钙，0.05%~1%的三氧化二硼;所述粘结剂包括如下重量百分比的组分:石蜡40% ~80%、聚乙烯5%~25%、聚丙烯5%~25%、邻苯二甲酸二辛酯1 %~3%、邻苯二甲酸二 丁酯1 %~3 %和油酸2 %~8 %;
[0007] (2)将所述物料加热熔化，将熔融的物料注入模腔中，填充模腔；
[0008] (3)使所述物料在模腔内固化成铁氧体磁芯坯体。
[0009] 进一步地：
[0010 ]步骤(1)中将混炼成的泥料破碎成O 3~8mm的物料。
[0011]步骤（2)中，在120~220°C下，将所述物料在注塑机料筒里加热熔化，在50~ 150Bar的压力下将熔融的物料注入模腔中，填充模腔。
[0012] 一种用于成型3D铁氧体磁芯的物料，其特征在于，包括重量百分比为70 %~95 % 的铁氧体粉料和重量百分比为5%~30%的粘结剂;其中，所述铁氧体粉料包括如下重量百 分比的组分:60 %~70 %的氧化铁，8 %~14 %的氧化镍，2 %~10 %的氧化铜，15 %~25 % 的氧化锌，〇. 05%~1 %的氧化锰，0.05 %~1 %的三氧化二铋，0.05 %~1 %的二氧化硅， 0.05 %~1 %的氧化钙，0.05 %~1 %的三氧化二硼;所述粘结剂包括如下重量百分比的组 分:石蜡40%~80%、聚乙烯5%~25%、聚丙烯5%~25%、邻苯二甲酸二辛酯1 %~3%、邻 苯二甲酸二丁酯1 %~3 %和油酸2 %~8 %。
[0013] 一种3D铁氧体磁芯的制造方法，包括将经所述的注塑成型方法制备得到的铁氧体 磁芯坯体，经过脱脂和烧结得到所述铁氧体磁芯。
[0014] 进一步地：
[0015] 所述脱脂包括依次进行的溶剂脱脂和热脱脂。
[0016] 所述溶剂脱脂依次包括泡油、晾干和烘干，所述泡油以煤油作为溶剂，溶解温度为 30~90°C，时间为5~20小时。
[0017] 所述热脱脂在以0.3~1.0°C/min的升温速度升温至150~450°C条件下进行。
[0018]所述烧结包括：
[0019] 升温阶段：以升温速率0.3~1.0 °C/min使温度从室温缓缓升至400~500 °C，待粘 结剂排出后，以升温速率1.0~2.0°C/min，继续升温至850~950°C;
[0020] 坯件逐渐收缩阶段：以升温速率0.5~1.5°C/min继续升温至1000~1100°C;
[0021 ] 保温阶段:在所述1000~1100°C下保温0 ? 5~2 ? 5h;
[0022] 降温阶段:磁芯烧好后，进行降温，冷却速率为0.5~2.0°C/min。
[0023] 所述溶剂脱脂、热脱脂和烧结均是在自然空气中进行的。
[0024] 本发明与现有技术对比的有益效果是：
[0025]本发明采用注射成型工艺很好地解决了此类复杂形状的3D铁氧体磁芯成型的问 题，对产品的一致性也有保证，具有生产效率高，可以一模几个甚至十几个，自动化程度较 高，人工少等优点，且产品的密度大、密度均一。本发明用注塑工艺一步到位生产3D磁芯，而 不需要像传统的干压工艺，先压制成坯体，然后再进行切削，该磁芯结构复杂而且尺寸相对 较大，在干压时受力不均匀，由于成型有压力梯度，成型时必然会有密度梯度，导致产品内 部会出现应力，在切削时产品容易出现破损，或者偏位。而注塑工艺是将物料加热熔化，在 高压下将熔融的物料注入模腔中，模腔填充后，打开模具，取出已固化的3D磁芯坯体，磁芯 内部没有应力，而且成型一步到位，不需要切削。烧结成型后，力学性能比传统的干压磁芯 要好。从产品的表面和内部微观结构看，注塑3D磁芯的晶粒致密、细小且均一。通过本发明 的方法成型的铁氧体磁芯密度比干压成型的磁芯的密度更高，3D铁氧体磁芯力学强度更 高，磁芯摆折强度更高。
【附图说明】
[0026]图1为本发明实施例的3D铁氧体磁芯的制造方法工艺流程图。
[0027]图2(a)和图2(b)为本发明实施例制作的3D铁氧体磁芯的示例性结构示意图。
[0028]图3(a)和图3(b)为本发明实施例制作的3D铁氧体磁芯的示例性微观晶粒结构。
【具体实施方式】
[0029] 下面对照附图和结合优选【具体实施方式】对本发明进行详细的阐述。
[0030] 本发明提供一种3D铁氧体磁芯坯体的注塑成型制造方法，在一种实施例中，其包 括如下步骤：
[0031] (1)将70 %~95 %的铁氧体粉料和5 %~30 %的粘结剂进行混炼成泥料，冷却至室 温后，破碎成〇3~8mm的物料，为注射成型做准备;其中，所述铁氧体粉料包括如下重量百 分比的组分:60 %~70 %的氧化铁，8 %~14 %的氧化镍，2 %~10 %的氧化铜，15 %~25 % 的氧化锌，0.05 %~1 %的氧化锰，0.05 %~1 %的三氧化二铋，0.05 %~1 %的二氧化硅， 0.05 %~1 %的氧化钙，0.05 %~1 %的三氧化二硼;所述粘结剂包括如下重量百分比的组 分:石蜡40%~80%、聚乙烯5%~25%、聚丙烯5%~25%、邻苯二甲酸二辛酯1 %~3%、邻 苯二甲酸二丁酯1 %~3 %和油酸2 %~8 %;
[0032] (2)在120~220 °C下，将所述物料在注塑机料筒里加热熔化，在50~150Bar的压力 下将熔融的物料注入模腔中，填充模腔；
[0033] (3)模腔填充后，物料中的热量通过模具传导出去，打开模具，取出已固化的坯体， 即为所述铁氧体磁芯坯体。
[0034]其中，破碎成〇3~8mm的小块物料更容易进入注塑机料筒注射成型；为了将物料 注入模腔中，将物料在注塑机料筒里加热熔化，通过螺杆的往复运动来聚集、均匀化和加压 物料，成型过程实际发生在螺杆往前推，把熔融物料注入模腔中，流体从喷嘴出来经过浇 道、流道和浇口进而填充模腔，其中的工艺参数设置依赖于铁氧体粉料的特性、粘结剂的组 成、物料的粘度、模具设计和注塑机的工作状况等，物料在料筒内受到外部加热器和螺杆机 械化的热作用，物料的加热温度和时间应充足以让其彻底完全塑化，成型过程中，应快速控 制增大压力把物料注入模腔中，发明人在经过大量的实验基础上，选出当在120~220°C下 将物料在注塑机料筒里加热熔化，在50~150Bar的压力下将熔融的物料注入模腔中，填充 模腔，熔体流速随模腔压力增大而减小，当混合料在模具中冷却下来时，充填过程结束，模 腔填充之后，物料中的热量通过模具传导出去，打开模具，取出已固化的坯体。
[0035]注塑成型时，可采用采用模内切技术，产品和水口料在模具中就已经分离，采用自 动化的方式，通过机械手