发明公布-201410246590.6-一种金属磁粉芯的注射成型制备方法

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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 104091667 A
(43)申请公布日 2014.10.08
(21)申请号 201410246590.6
(22)申请日 2014.06.05
(71)申请人浙江大学
地址 310027 浙江省杭州市西湖区浙大路
38 号
申请人浙江省东阳市腾辉新材料有限公司
(72)发明人严密陈海平
王新华樊波
张念伟
(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公
司 33200
代理人张法高
(51)Int.Cl.
H01F 1/147 (2006.01)
H01F 1/22 (2006.01)
B22F 3/16 (2006.01)
(54) 发明名称
一种金属磁粉芯的注射成型制备方法
(57) 摘要
CN 104091667 A
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：
<ol>
<li>将金属软磁合金粉末</li>
</ol>
球磨成不同粒度的粉末；
<ol>
<li>按一定粒度配比好的</li>
</ol>
粉末后，加入钝化剂进行绝缘包覆；
<ol>
<li>加入粘结</li>
</ol>
剂后，经混炼造粒后，将粉料注射成型得到磁粉芯
成型坯体；
<ol>
<li>磁粉芯坯体经过溶剂脱脂和热脱脂</li>
</ol>
后，经烧结达到致密化；
<ol>
<li>在惰性气体保护下，对</li>
</ol>
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。
权利要求书1页
权利要求书
1 页说明书6页
说明书 6 页附图1页
附图 1 页
CN 104091667 A
权利
1/1 页
<ol>
<li>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：</li>
<li>选取金属软磁合金粉末，球磨成粒度小于 75 μm 的粉末颗粒，其中，粉末颗粒粒度</li>
</ol>
为 40 μm~75 μm 占总量的 40~70 wt%，粉末颗粒粒度小于 40 μm 的占总量的 30~60 wt% ；
<ol>
<li>将步骤 1）配比好的软磁合金粉末中加入钝化剂溶液，</li>
</ol>
混合均匀后，在 80 ℃ ~120 ℃
条件下保温 0.5h~2 h ；
<ol>
<li>将步骤 2）钝化后的软磁粉末与粘结剂均匀混合后，</li>
</ol>
在 100 ℃ ~150 ℃下混炼 1h~3
h，得到混料，将混料粉碎至平均粒径 8 mm 的颗粒；
<ol>
<li>将步骤 3）粉碎后的混料加热至 100 ℃ ~150 ℃，</li>
</ol>
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；
<ol>
<li>将步骤 4）中的成型坯件置入三氯乙烯中，在 40 ℃ ~60 ℃下脱脂 5~8 h，干燥，再在</li>
</ol>
400 ℃ ~800 ℃下进行热脱脂；
<ol>
<li>将步骤 5）中脱脂后的成型坯体在 800 ℃ ~900 ℃烧结 4 h~8 h，在惰性气体氛围，</li>
</ol>
550 ℃ ~600 ℃下退火 0.5 h~1 h，
得到金属磁粉芯。
<ol>
<li>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</li>
</ol>
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。
<ol>
<li>根据权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于：</li>
</ol>
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%。
<ol>
<li>根据权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于：</li>
</ol>
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 0.4 wt%~1.4 wt%。
<ol>
<li>根据权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于：</li>
</ol>
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%。
<ol>
<li>根据权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于：</li>
</ol>
所述粘结剂的组成为 50 wt%~65 wt%
石蜡、15 wt%~25 wt% 硬脂酸、10 wt %~15 wt % 聚乙烯和 10 wt %~15 wt % 聚丙烯。
<ol>
<li>根据权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于：</li>
</ol>
所述的惰性气体为氮气或氩气。
CN 104091667 A
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一种金属磁粉芯的注射成型制备方法
技术领域
[0001]
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
背景技术
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。
[0002]
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]
<ol>
<li>选取金属软磁合金粉末，球磨成粒度小于 75μm 的粉末颗粒，其中，粉末颗粒粒</li>
</ol>
度为 40μm ～ 75μm 占总量的 40 ～ 70wt％，粉末颗粒粒度小于 40μm 的占总量的 30 ～
60wt％；
[0007]
<ol>
<li>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 ～</li>
</ol>
120℃条件下保温 0.5 ～ 2h ；
[0008]
<ol>
<li>将步骤 2) 钝化后的软磁粉末与粘结剂均匀混合后，在 100℃～ 150℃下混炼</li>
</ol>
1 ～ 3h，得到混料，将混料粉碎至平均粒径 8mm 的颗粒；
[0009]
<ol>
<li>将步骤 3) 粉碎后的混料加热至 100℃～ 150℃，在压力为 75 ～ 200bar 条件下，</li>
</ol>
注入到模腔中，打开模具冷却后即得到成型坯体；
[0010]
<ol>
<li>将步骤 4) 中的成型坯件置入三氯乙烯中，在 40℃～ 60℃下脱脂 5 ～ 8h，干燥，</li>
</ol>
CN 104091667 A
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再在 400℃～ 800℃下进行热脱脂；
[0011]
<ol>
<li>将步骤 5) 中脱脂后的成型坯体在 800℃～ 900℃烧结 4 ～ 8h，在惰性气体氛围，</li>
</ol>
550 ～ 600℃下退火 0.5 ～ 1h，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 10wt％～ 20wt％。所述粘结剂的组成为 50wt％～
65wt％石蜡、15wt％～ 25wt％硬脂酸、10w

<hr>
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