一种金属软磁粉芯的注塑成型方法
本发明属于材料科学，特别涉及一种利用表面活性剂改善金属软磁粉芯注塑成型性能的方法。
背景技术：
1、金属软磁粉芯在电子元器件中有着广泛的应用。目前，金属软磁粉芯的主流成型方法是模压成型，其操作步骤包括首先将金属软磁粉末进行绝缘包覆，再添加粘结剂，然后将预处理后的粉末装入模具中，通过压机施加压力将粉末压制成形状较简单的坯体；接着，压制成形后的坯体需进行热处理，最后才能得到产品。然而，模压成型方法存在明显的缺陷。比如压机的压制吨位大，设备能耗大，模具磨损严重；压机压力过大时，绝缘包覆层会遭到破坏，磁粉颗粒间的绝缘包覆层脱落后将会导致磁粉颗粒直接互相接触，导致软磁复合材料的电阻率降低，涡流损耗增大；模压成型仅能满足成型外形较简单且单一形状的产品等。
技术实现思路
1、为了有效减少金属软磁粉芯成品的裂纹和变形等缺陷，实现不同形状金属软磁粉芯的生产和脱模，本发明提供了一种金属软磁粉芯的注塑成型方法。
2、一种用于金属软磁粉芯注塑成型方法，操作步骤如下：
3、（1）将-80目的气雾化铁硅合金粉末进行筛分成三种不同粒径的气雾化铁硅合金粉末，分别为一级粉末、二级粉末和除尘粉；按质量比6:1:3将一级粉末、二级粉末和除尘粉混合均匀，得到级配粉末；
4、（2）在10g级配粉末中加入100ml乙醇、16ml正硅酸四乙酯、16ml去离子水和4ml氨水，在水浴条件下搅拌均匀，得到二氧化硅（sio2）包覆的绝缘粉末；
5、（3）在绝缘粉末中，按绝缘粉末质量0.6～0.8%的量加入表面活性剂、按绝缘粉末质量9～10%的量加入水，搅拌均匀，得到粉末浆料；
6、（4）按质量比20:1～1.5将所述粉末浆料与树脂溶液混合，搅拌均匀，得到具有粘结性的成型料；
7、（5）将所述成型料倒入圆柱形胶模具中，在超声波清洗机中振动一定时间，减少气孔，再置于空气中干燥，脱模，得到金属软磁粉芯；
8、所述金属软磁粉芯的密度为6.76～6.79g/cm3、电阻率为0.381～0.493kω·m。
9、进一步的技术方案如下：
10、步骤（1）中，所述一级粉末为-800～+200目粉末，所述二级粉末为-400～+600目粉末，所述除尘粉为-1000～+5000目粉末。
11、步骤（2）中，所述水浴温度为50℃，搅拌时间为4h。
12、步骤（3）中，所述表面活性剂按质量比1：1由聚酯类物质和聚醚类物质混合均匀制成。
13、所述聚酯类物质为聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet），所述聚醚类物质为聚乙二醇（peg）。
14、步骤（4）中，所述树脂溶液按质量比3：1：4由双酚a型液体环氧树脂（e44环氧树脂）、聚酰胺树脂固化剂（593固化剂）和浓度99.7%的乙醇溶液混合均匀制成。
15、步骤（5）中，所述超声波清洗的温度为室温，超声频率75khz、超声时间10min。
16、本发明的有益技术效果体现在以下方面：
17、1.本发明中用于注塑成型的粉末浆料，添加了表面活性剂，不仅减少了50%的水的用量，还显著提升了成型过程中粉末浆料的流动性、成型密度、成型压力等多个关键性能。聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）作为聚酯类物质，主要通过增强材料的机械强度、改善粘结性、提高耐热性和绝缘性来提升金属软磁粉芯的成型性能，确保材料结构稳定并降低涡流损耗。聚乙二醇（peg）作为聚醚类物质，具有良好的流动性和润滑性，能够有效降低粉末颗粒间的摩擦力，增强浆料的分散性和填充性，减少成型缺陷和裂纹，同时降低成型压力，提升成型效率和产品质量。这两种物质协同作用，显著改善了粉芯成型过程的综合性能。因此本发明中用于注塑成型的粉末浆料具有以下优点：（1）更高的流动性：改善了成型料的流动性，使得粉末能够更好地填充模具。（2）提高了成型密度：成型密度提高，有利于改善粉芯的磁性能。（3）减少缺陷：裂纹和变形等缺陷明显减少，提高了产品的合格率。（4）降低成型压力：降低了成型所需的压力，节约了能源。将注塑成型样品与普通模压成型工艺样品进行密度、电阻率对比，数据显示，本发明方法制备的金属软磁粉芯的密度为6.76～6.79g/cm³，电阻率为0.381～0.493kω·m，这与模压成型制备的样品相比，密度达到了其98.9%～99.4%，而电阻率则相当于模压样品的50%～64.7%。这表明，本发明方法在满足需求的情况下，实现高密度和高电阻率的金属软磁粉芯产品的加工，效率得到提高，且设备简单，成本低。
18、本发明采用注塑成型方法使用硅胶模具以至快速成型，保护绝缘层，具有高效的生产速度，能满足复杂的几何形状，方便脱模，还可以根据产品的具体要求选择不同的热塑性和热固性塑料进行注塑成型。
技术特征：
1.一种用于金属软磁粉芯注塑成型方法，其特征在于，操作步骤如下：
2.如权利要求1所述一种用于金属软磁粉芯注塑成型方法，其特征在于：步骤（1）中，所述一级粉末为-800～+200目粉末，所述二级粉末为-400～+600目粉末，所述除尘粉为-1000～+5000目粉末。
3.如权利要求1所述一种用于金属软磁粉芯注塑成型方法，其特征在于：步骤（2）中，所述水浴温度为50℃，搅拌时间为4h。
4.如权利要求1所述一种用于金属软磁粉芯注塑成型方法，其特征在于：步骤（3）中，所述表面活性剂按质量比1：1由聚酯类物质和聚醚类物质混合均匀制成。
5.如权利要求4所述一种用于金属软磁粉芯注塑成型方法，其特征在于：所述聚酯类物质为聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet），所述聚醚类物质为聚乙二醇（peg）。
6.如权利要求1所述一种用于金属软磁粉芯注塑成型方法，其特征在于：步骤（4）中，所述树脂溶液按质量比3：1：4由双酚a型液体环氧树脂（e44环氧树脂）、聚酰胺树脂固化剂（593固化剂）和浓度99.7%的乙醇溶液混合均匀制成。
7.如权利要求1所述一种用于金属软磁粉芯注塑成型方法，其特征在于：步骤（5）中，所述超声波清洗的温度为室温，超声频率75khz、超声时间10min。
技术总结
本发明公开了一种金属软磁粉芯的注塑成型方法，属于材料科学技术领域。本发明的具体操作步骤如下：（1）将‑80目的气雾化铁硅合金粉末筛分成三种不同粒径的气雾化铁硅合金粉末，将三种不同粒径的粉末混均，得到级配粉末；（2）在级配粉末中加入乙醇、正硅酸四乙酯、去离子水和氨水，水浴条件下搅拌均匀，得到绝缘粉末；（3）在绝缘粉末中加入表面活性剂和水，搅拌均匀，得到粉末浆料；（4）将粉末浆料与树脂溶液混合均匀，得到成型料；（5）将成型料倒入圆柱形硅胶模具中，超声振动处理，干燥，脱模，得到金属软磁粉芯。本发明的表面活性剂减少了50%水的用量；聚酯类物质和聚醚类物质的协同作用，显著改善了金属软磁粉芯的综合性能。
技术研发人员：张学斌,黄紫怡,王隆英,刘伟
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5