本发明涉及一种电声学、微型机械学和材料加工学领域的磁轭及其制备方法，特别是涉及一种动铁单元用磁轭及其制备方法。
背景技术：
动铁单元是助听器、动铁耳机等动铁式扬声器或受话器的发声单元，而磁轭是动铁单元的一个重要部件，它本身不产生磁场，但起到导磁的作用，约束感应线圈产生的磁力线向外散发，使磁力线束集中于磁轭，与磁铁和振动片等相关磁性材质相互配合，提供动铁单元发声所需的磁回路。若动铁单元尺寸小，作为动铁单元组件的磁轭尺寸就更小，有时为了磁路设计和安装的需要，还需要将磁轭设计成复杂形状。目前磁轭的加工方法主要有：叠片式和铸造式。叠片式是采用冲压工艺制成具有磁轭剖面特征的环形薄片，通常将2～6片薄片堆叠，并采用电阻焊的方法将薄片连接成磁轭。该方法工艺复杂，生产效率低，原材料浪费较大，成本高。叠片焊接法中的铁片间有间隙，会导致磁场的损失，而且采用的电阻焊工艺会破坏磁轭内部磁路结构，降低磁性能。目前也出现了粉末冶金压制法，通常是先制作与磁轭形状相应的模具，再压制成磁轭。尽管该方法可直接制备出所需形状磁轭，不需要机械加工和焊接，可以实现低成本、规模化生产。但该方法依然存在问题，由于粉末冶金自身的特点，会在材料内部留下一些孔隙，降低其磁性能。
由此可见，上述现有的动铁单元用磁轭及其制备方法上显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决动铁单元用磁轭及其制备方法存在的问题，需要开发磁轭高效、高性能、低成本的加工新方法。有鉴于上述现有的动铁单元用磁轭及其制备方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的动铁单元用磁轭及其制备方法，能够改进一般现有的动铁单元用磁轭及其制备方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于，克服现有的动铁单元用磁轭及其制备方法存在的缺陷，而提供一种新的动铁单元用磁轭及其制备方法，解决传统冲压叠片法的原料浪费大、效率低、成本高以及电阻焊影响材料磁性能的问题，同时也克服了传统粉末冶金法所制备磁轭产品中存在微量孔隙导致材料磁性能较低的问题，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种动铁单元用磁轭，主要由原料粉末按照一定的配比进行配料制成，其中原料粉末选自羰基铁粉、钴粉、羰基镍粉、钼粉、铜粉、铁镍合金粉、铁钴合金粉、铁镍钼铜合金粉的至少两种粉末的混合；其中，羰基铁粉的质量分数为15～50％，钴的质量分数为0～50％，羰基镍粉的质量分数不大于80％，钼的质量分数不大于5％，铜的质量分数不大于5％。
本发明的另一目的在于，提供一种动铁单元用磁轭，其中原料粉末颗粒的d90小于10微米。
本发明的另一目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种动铁单元用磁轭的制备方法，该方法包括如下步骤：
a.将原料粉末按照一定的配比配料后混合均匀作为颗粒混合物；
b.选用热塑性有机物为介质，将步骤a得到的颗粒混合物与热塑性有机物在100～250℃下混合均匀形成混合物喂料；
c.将混合物喂料在注塑机上加热至100～250℃注入模具，得到所需形状的磁轭成形坯体；
d.将磁轭成形坯通过溶剂脱脂和热脱脂的方式进行脱脂，得到磁轭脱脂坯体；
e.将磁轭脱脂坯体置于氢气或分解氨气氛中保温、然后烧结，得到磁轭预烧结坯体；
f.将磁轭预烧结坯体置于热等静压炉内处理后即得到动铁单元用磁轭。
本发明的另一目的在于，提供一种动铁单元用磁轭制备方法，其中步骤b中颗粒混合物与热塑性有机物的体积比为55:45～65:35。
本发明的另一目的在于，提供一种动铁单元用磁轭制备方法，其中步骤b中热塑性有机物选自微晶蜡、聚苯乙烯、高密度聚乙烯和/或硬脂酸，其中微晶蜡与聚苯乙烯的质量分数不低于70％，硬脂酸的质量分数不超过10％。
本发明的另一目的在于，提供一种动铁单元用磁轭制备方法，其中步骤d中溶剂脱脂和热脱脂过程分别为：将磁轭成形坯放入三氯乙烯溶剂中浸泡5小时进行溶剂脱脂，再将其置于氢气气氛炉中在600℃下进行热脱脂。
本发明的另一目的在于，提供一种动铁单元用磁轭制备方法，其中步骤e中保温条件为温度：800～1000℃，时间：1～2小时；烧结条件为温度：1200～1500℃，时间：1～10小时。
本发明的另一目的在于，提供一种动铁单元用磁轭制备方法，其中步骤f中所述热等静压处理条件为：温度800～1300℃、压强10～150mpa以及时间0.5～5小时。
借由上述技术方案，本发明一种动铁单元用磁轭及其制备方法是一种高效、高性能、低成本的加工方法。
综上所述，本发明特殊的动铁单元用磁轭及其制备方法，解决了传统冲压叠片法的原料浪费大、效率低、成本高，以及电阻焊影响材料磁性能等问题，同时也克服了传统粉末冶金法所制备的磁轭产品中存在微量孔隙导致材料磁性能较低的问题。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类动铁单元用磁轭及其制备方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在动铁单元用磁轭及其制备方法上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了良好的效果，且与现有的动铁单元用磁轭及其制备方法相比，具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
本发明的具体方法及其结构由以下实施例详细给出。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的动铁单元用磁轭及其制备方法其具体实施方式、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明无需机械加工，即可保证磁轭产品的形状和尺寸精度，材料利用率接近100％；采用注塑成形的方法成形，生产效率高，适合规模化生产；尤为重要的是开发出磁轭产品粉末注射成形与无包套等静压处理相结合的工艺，在确保磁轭产品形状和尺寸精度的基础上，可大幅度提高材料的密度和磁性能。
实施实例1
将羰基铁粉与羰基镍粉按照质量比为50:50比例进行配料，粉末颗粒的d90均为8微米，将粉末置于球磨机中研磨得到混合粉末，将混合粉末与热塑性有机物置于密炼机中进行混合，粉末与有机物体积比为60:40，热塑性有机物成分为微晶蜡:聚苯乙烯:高密度聚乙烯:硬脂酸为62:10:20:8，混合温度为170℃，混炼时间为3小时，得到喂料，喂料经注射成形机加热到170℃然后注入模具中，得到磁轭生坯，将生坯放入三氯乙烯溶剂中，浸泡5小时，再将其置于氢气气氛炉中进行热脱脂，脱脂温度为600℃，得到脱脂坯，将脱脂坯置于烧结炉中进行烧结，升温速率为3℃/min，升温至1000℃后保温1小时，再升至烧结温度1380℃后保温3小时，得到预烧结坯，将烧结坯体置于热等静压炉中，温度为1300℃，压力100mpa，保温1小时，得到磁轭零件。材料致密度为99.5％，材料磁导率μm为100000，矫顽力hc为8a/m，饱和磁感应强度bs为1.4t。
实施实例2
将羰基铁粉与羰基镍粉、钼粉、铜粉按照质量比为15:77:4:4比例进行配料，粉末颗粒的d90均为8微米，将粉末置于球磨机研磨得到混合粉末，将混合粉末与热塑性有机物置于密炼机中进行混合，粉末与有机物体积比为65:35，热塑性有机物成分为微晶蜡:聚苯乙烯:高密度聚乙烯:硬脂酸为62:10:20:8，混合温度为200℃，混炼时间为3小时，得到喂料，喂料经注射成形机加热到170℃然后注入模具中，得到磁轭生坯，将生坯放入三氯乙烯溶剂中，浸泡5小时，再将其置于氢气气氛炉中进行热脱脂，脱脂温度为600℃，得到脱脂坯，将脱脂坯置于烧结炉中进行烧结，升温速率为3℃/min，升温至1000℃后保温1小时，再升至烧结温度1400℃后保温3小时，得到预烧结坯，将烧结坯体置于热等静压炉中，温度为1300℃，压力150mpa，保温1小时，得到磁轭零件。材料致密度为99.5％，材料磁导率μm为200000，矫顽力hc为1a/m，饱和磁感应强度bs为0.7t。
实施实例3
将羰基铁粉与羰基镍粉、钼粉按照质量比为15:80:5比例进行配料，粉末颗粒的d90均为8微米，将粉末置于球磨机中研磨得到混合粉末，将混合粉末与热塑性有机物置于密炼机中进行混合，粉末与有机物体积比为60:40，热塑性有机物成分为微晶蜡:聚苯乙烯:高密度聚乙烯:硬脂酸为62:10:20:8，混合温度为170℃，混炼时间为3小时，得到喂料，喂料经注射成形机加热到170℃然后注入模具中，得到磁轭生坯，将生坯放入三氯乙烯溶剂中，浸泡5小时，再将其置于氢气气氛炉中进行热脱脂，脱脂温度为600℃，得到脱脂坯，将脱脂坯置于烧结炉中进行烧结，升温速率为3℃/min，升温至1000℃后保温1小时，再升至烧结温度1400℃后保温3小时，得到预烧结坯，将烧结坯体置于热等静压炉中，温度为1300℃，压力150mpa，保温1小时，得到磁轭零件。材料致密度为99.2％，材料磁导率μm为190000，矫顽力hc为0.9a/m，饱和磁感应强度bs为0.65t。
实施实例4
将羰基铁粉与钴粉按照质量比为50:50比例进行配料，粉末颗粒的d90均为8微米，将粉末置于球磨机中研磨得到混合粉末，将混合粉末与热塑性有机物置于密炼机中进行混合，粉末与有机物体积比为55:45，热塑性有机物成分为微晶蜡:聚苯乙烯:高密度聚乙烯:硬脂酸为62:10:20:8，混合温度为170℃，混炼时间为3小时，得到喂料，喂料经注射成形机加热到150℃然后注入模具中，得到磁轭生坯，将生坯放入三氯乙烯溶剂中，浸泡5小时，再将其置于氢气气氛炉中进行热脱脂，脱脂温度为600℃，得到脱脂坯，将脱脂坯置于烧结炉中进行烧结，升温速率为3℃/min，升温至1000℃后保温1小时，再升至烧结温度1400℃后保温3小时，得到预烧结坯，将烧结坯体置于热等静压炉中，温度为1300℃，压力100mpa，保温1小时，得到磁轭零件。材料致密度为99.5％，材料磁导率μm为20000，矫顽力hc为90a/m，饱和磁感应强度bs为2.3t。
实施实例5
将羰基铁粉与羰基镍粉、钼粉、铁镍合金粉按照质量比为15:65:5:15比例进行配料，粉末颗粒的d90均为8微米，将粉末置于球磨机中研磨得到混合粉末，将混合粉末与热塑性有机物置于密炼机中进行混合，粉末与有机物体积比为55:45，热塑性有机物成分为微晶蜡:聚苯乙烯:高密度聚乙烯:硬脂酸为62:10:20:8，混合温度为100℃，混炼时间为3小时，得到喂料，喂料经注射成形机加热到250℃然后注入模具中，得到磁轭生坯，将生坯放入三氯乙烯溶剂中，浸泡5小时，再将其置于氢气气氛炉中进行热脱脂，脱脂温度为600℃，得到脱脂坯，将脱脂坯置于烧结炉中进行烧结，升温速率为3℃/min，升温至800℃后保温2小时，再升至烧结温度1200℃后保温6小时，得到预烧结坯，将烧结坯体置于热等静压炉中，温度为800℃，压力10mpa，保温5小时，得到磁轭零件。材料致密度为99.1％，材料磁导率μm为210000，矫顽力hc为3a/m，饱和磁感应强度bs为0.9t。
实施实例6
将羰基铁粉与钴粉、羰基镍粉、钼粉、铜粉按照质量比为15:50:25:5:5比例进行配料，粉末颗粒的d90均为8微米，将粉末置于球磨机中研磨得到混合粉末，将混合粉末与热塑性有机物置于密炼机中进行混合，粉末与有机物体积比为60:40，热塑性有机物成分为微晶蜡:聚苯乙烯:高密度聚乙烯:硬脂酸为62:10:20:8，混合温度为250℃，混炼时间为3小时，得到喂料，喂料经注射成形机加热到100℃然后注入模具中，得到磁轭生坯，将生坯放入三氯乙烯溶剂中，浸泡5小时，再将其置于氢气气氛炉中进行热脱脂，脱脂温度为600℃，得到脱脂坯，将脱脂坯置于烧结炉中进行烧结，升温速率为3℃/min，升温至900℃后保温1.5小时，再升至烧结温度1500℃后保温10小时，得到预烧结坯，将烧结坯体置于热等静压炉中，温度为1000℃，压力80mpa，保温2.5小时，得到磁轭零件。材料致密度为99.3％，材料磁导率μm为190000，矫顽力hc为15a/m，饱和磁感应强度bs为1.8t。
实施实例7
将羰基铁粉与钴粉、铜粉、铁钴合金粉按照质量比为45:40:5:10比例进行配料，粉末颗粒的d90均为8微米，将粉末置于球磨机中研磨得到混合粉末，将混合粉末与热塑性有机物置于密炼机中进行混合，粉末与有机物体积比为65:35，热塑性有机物成分为微晶蜡:聚苯乙烯:高密度聚乙烯:硬脂酸为62:10:20:8，混合温度为170℃，混炼时间为3小时，得到喂料，喂料经注射成形机加热到170℃然后注入模具中，得到磁轭生坯，将生坯放入三氯乙烯溶剂中，浸泡5小时，再将其置于氢气气氛炉中进行热脱脂，脱脂温度为600℃，得到脱脂坯，将脱脂坯置于烧结炉中进行烧结，升温速率为3℃/min，升温至1000℃后保温1.5小时，再升至烧结温度1400℃后保温1小时，得到预烧结坯，将烧结坯体置于热等静压炉中，温度为1300℃，压力100mpa，保温0.5小时，得到磁轭零件。材料致密度为99.6％，材料磁导率μm为220000，矫顽力hc为90a/m，饱和磁感应强度bs为2.5t。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。