一种金属磁粉芯的注射成型制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属磁粉芯的注射成型制备方法，包括如下步骤：1)将金属软磁合金粉末球磨成不同粒度的粉末；2)按一定粒度配比好的粉末后，加入钝化剂进行绝缘包覆；3)加入粘结剂后，经混炼造粒后，将粉料注射成型得到磁粉芯成型坯体；4)磁粉芯坯体经过溶剂脱脂和热脱脂后，经烧结达到致密化；5)在惰性气体保护下，对磁粉芯进行退火，去除烧结应力。本发明方法适合制备中小型形状复杂、高精度的金属磁粉芯元件，本发明方法所制备的磁粉芯具有密度均一、内部组织均匀、机械强度高、直流偏磁性能好和功耗相对较低的特点。
【专利说明】一种金属磁粉芯的注射成型制备方法 【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明属于磁性器件制备【技术领域】，具体涉及一种金属磁粉芯的注射成型制备方 法。 【背景技术】
[0002] 目前，金属磁粉芯的成型方法主要是干压成型，这种方法具有生产效率高，易于自 动化、不易变形等优点，但是其对磁粉芯形状有较大限制，并存在模具造价高，坯体强度低， 压制成型后的磁粉芯内部密度不均一且组织均匀性较差、易开裂等局限。粉末注射成型利 用模具可注射成型坯件并通过烧结快速制造高密度、高精度、三维复杂形状的结构零件，并 可直接批量生产。该工艺技术不仅具有一次成型后无需切削加工、经济效益高等优点，而且 克服了干压成型所得材质不均匀、机械性能低、薄壁成型困难、结构复杂等缺点，特别适合 于大批量生产小型、复杂以及具有特殊要求的器件。
[0003] CN201120017583. 0中提供了一种新型金属磁粉芯罐型磁芯，采用干压成型方法 制备罐型磁芯，对产品的规格要求严格，小外径和薄壁的产品均不能采用此成型方法，同时 对模具要求较高，易损坏模具，实际生产中成本较高。CN101456075B中提供了一种纳米晶 软磁合金元件的制备方法，该制备方法通过注射成型来实现，所得的软磁粉芯内部缺少绝 缘介质，存在交直流偏磁性能差和高频下涡流损耗偏大的缺点，不适合高频场合下的应用。 CN101010756B中提供了一种磁芯部件的制造方法，该方法采用树脂组成物作为磁性粉末的 绝缘剂，注射成型后，在后续烧结工艺过程中，树脂绝缘层容易被烧损，很难达到真正的绝 缘包覆效果。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决传统干压成型难以批量生产薄壁、形状复杂、高精度、密 度和组织均匀的金属磁粉芯等问题，同时获得直流偏磁性能良好、功耗低的金属磁粉芯，提 供一种金属磁粉芯的注射成型制备方法。
[0005] 金属磁粉芯的注射成型制备方法包括如下步骤：
[0006] 1)选取金属软磁合金粉末，球磨成粒度小于75 μ m的粉末颗粒，其中，粉末颗粒粒 度为40 μ m?75 μ m占总量的40?70wt %，粉末颗粒粒度小于40 μ m的占总量的30? 60wt% ；
[0007] 2)将步骤1)配比好的软磁合金粉末中加入钝化剂溶液，混合均匀后，在80? 120°C条件下保温0. 5?2h ;
[0008] 3)将步骤2)钝化后的软磁粉末与粘结剂均匀混合后，在100°C?150°C下混炼 1?3h，得到混料，将混料粉碎至平均粒径8_的颗粒；
[0009] 4)将步骤3)粉碎后的混料加热至100°C?150°C，在压力为75?200bar条件下， 注入到模腔中，打开模具冷却后即得到成型坯体；
[0010] 5)将步骤4)中的成型坯件置入三氯乙烯中，在40°C?60°C下脱脂5?8h，干燥， 再在400°C?800°C下进行热脱脂；
[〇〇11] 6)将步骤5)中脱脂后的成型坯体在800°C?900°C烧结4?8h，在惰性气体氛围， 550?600°C下退火0. 5?lh，得到金属磁粉芯。
[0012] 所述金属软磁合金粉末为纯铁系或铁基合金系；其中，所述的纯铁系为纯铁粉或 羰基铁粉，所述的铁基合金系为铁基合金系Fe-Si合金粉、Fe-Ni合金粉、Fe-Si-Al合金 粉或Fe-Si-Ni系合金粉。所述金属软磁合金粉末占总量的70wt%?88wt%，粘结剂占 总量的12wt%?30wt%。所述钝化剂为磷酸或铬酸,钝化剂用量占金属软磁合金粉末的 0.4wt%?1.4wt%。所述的钝化剂溶液所采用分散剂为无水乙醇或丙酮中的一种或多种， 分散剂用量为金属软磁合金粉末重量的l〇wt%?20wt%。所述粘结剂的组成为50wt%? 65wt%石錯、15wt%?25wt%硬脂酸、10wt%?15wt%聚乙烯和10wt%?15wt%聚丙烯。 所述的惰性气体为氮气或氩气。
[0013] 本发明的优点：有效解决了干压成型方法针对于中小型形状复杂、高精度的磁粉 芯生产加工困难，本发明方法所制备的磁粉芯具有密度均一、内部组织均匀、机械强度高、 直流偏磁性能良好和功耗相对较低特点。 【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本发明采用注射成型制备金属磁粉芯的工艺流程图。 【具体实施方式】
[0015] 实施例1
[〇〇16] 本实施例中金属软磁合金粉末和粘结剂的选择及用量如表1所示（均按重量百分 比计）：
[0017]表 1
【权利要求】
1. 一种金属磁粉芯的注射成型制备方法，其特征在于包括如下步骤： 1) 选取金属软磁合金粉末，球磨成粒度小于75 μ m的粉末颗粒，其中，粉末颗粒粒度 为40 μ πΓ75 μ m占总量的4(T70 wt%，粉末颗粒粒度小于40 μ m的占总量的3(T60 wt% ; 2) 将步骤1)配比好的软磁合金粉末中加入钝化剂溶液，混合均匀后，在80 °C~120 °C 条件下保温〇. 5h?2 h ; 3) 将步骤2)钝化后的软磁粉末与粘结剂均匀混合后，在100 °C ~150 °C下混炼lh~3 h，得到混料，将混料粉碎至平均粒径8 mm的颗粒； 4) 将步骤3)粉碎后的混料加热至100 °C~150 °C，在压力为75 bar~200 bar条件下， 注入到模腔中，打开模具冷却后即得到成型坯体； 5) 将步骤4)中的成型坯件置入三氯乙烯中，在40 °C飞0 °C下脱脂5?8 h，干燥，再在 400 °C ~800 °C下进行热脱脂； 6) 将步骤5)中脱脂后的成型坯体在800 °C~900 °C烧结4 tT8 h，在惰性气体氛围， 550 °C?600 °C下退火0. 5 h?l h，得到金属磁粉芯。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金属软磁合金粉末为纯铁系 或铁基合金系；其中，所述的纯铁系为纯铁粉或羰基铁粉，所述的铁基合金系为铁基合金系 Fe-Si合金粉、Fe-Ni合金粉、Fe-Si-Al合金粉或Fe-Si-Ni系合金粉。
3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金属软磁合金粉末占总量的70 wt%?88 wt%，粘结剂占总量的12 wt%?30 wt%。
4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述钝化剂为磷酸或铬酸，钝化剂用 量占金属软磁合金粉末的〇. 4 wt%?l. 4 wt%。
5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的钝化剂溶液所采用分散剂为 无水乙醇或丙酮中的一种或多种，分散剂用量为金属软磁合金粉末重量的10 wt%~20 wt%。
6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述粘结剂的组成为50 wt9T65 wt% 石錯、15 wt%?25 wt%硬脂酸、10 wt %?15 wt %聚乙烯和10 wt %?15 wt %聚丙烯。
7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的惰性气体为氮气或氩气。
【文档编号】H01F1/147GK104091667SQ201410246590
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】严密, 陈海平, 吴琛, 张念伟, 王新华, 樊波, 张彪 申请人:浙江大学, 浙江省东阳市腾辉新材料有限公司