CN105448511A - 散热风扇马达磁石的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种散热风扇马达磁石的制造方法，其包含：(a)配料步骤，将磁粉、副料、环氧树脂(0.5～3.0wt％)进行搅拌混合并将环氧树脂涂布于磁材表面；(b)成型步骤，将该经过混合的磁粉模压成所想要的磁石形状；及(c)复合式涂层步骤，先以电着涂装处理在经过成型的磁石上涂覆一层约1～20微米厚的第一膜层，然后再以喷涂处理再于该膜层上形成一约1～20微米厚的第二膜层，藉以达到磁石涂层厚度均匀、无外径凸出问题、因而在马达组配作业时不会产生偏位，使得马达扇叶动平衡量较佳，不易产生振动及噪声问题等等优点。

Description

散热风扇马达磁石的制造方法

技术领域：

本发明涉及磁石的制造，更具体地是涉及散热风扇马达磁石的制造方法。

背景技术：

现代电子装置(例如，笔记本电脑)“轻、薄、短、小”的发展趋势使得电子装置内的空间愈来愈小，其内的电子组件亦被作得更小且彼此被安排得更靠近，热在电子装置内的累积更加严重，这使得散热问题更形重要。使用散热风扇来产生气流藉以将电子组件所产生的热带走并促使空气对流来达到散热的效果是目前电子装置中常见的散热手段。

散热风扇主要是由风扇马达来驱动，而风扇马达依其轴承结构可分为：滚珠轴承风扇马达及FDB结构风扇马达(UFF)两种，其中FDB结构风扇马达特别适合用于薄形计算机、PDA、游戏机等电子装置的散热需求。不论是那一种风扇马达，其皆包含一磁石作为主要的组成构件之一，且磁石质量的好坏直接影响到风扇马达的性能。

传统的散热风扇马达磁石制造方法是使用单一电着处理或单一喷涂处理来制造磁石，然而，这两种处理会分别因为电着处理的针尖导电效应使磁石外径表面棱角处形成凸起F(如图1所示)；而喷涂处理时因漆料流平及垂流拉扯牵引，导致磁石内、外径表面棱角处的膜厚较低，造成磁石于棱角处的耐蚀性(高温高湿测试)较差。此外，电着处理还存在着挂点(导电接触点)露材及膜厚不均匀的问题。而，传统的喷涂处理因为须进行正反面喷涂，方能进行磁石包覆及因漆料使用率低所造成的加工成本昂贵的问题。

上述这些存在于传统制造方法中的问题在现有电子装置对于风扇马达的质量要求不太高的情况下尚能满足需求，但在电子装置薄形化的趋势下，对于风扇马达零件质量的要求亦相对提高许多，因而让存在于传统制造方法中的上述问题在更严苛的质量要求下已成为急需解决的课题。

有鉴于传统风扇马达磁石制造方法的上述缺点，在风扇马达磁石的领域中对于能够以更低的成本制造出具有均匀膜层厚度、无挂点露材及更佳的真圆度及同心度的磁石的方法一直存在着需求。

发明内容：

本发明的目的是要提供一种能够有效解决存在于上述传统风扇马达磁石中的缺点的制造方法。

本发明的一个面向提供一种制造散热风扇马达磁石的方法，其包含：(a)配料步骤，将磁粉、副料、环氧树脂(0.5～3.0wt％)进行搅拌混合并将环氧树脂涂布于磁材表面；(b)成型步骤，将该经过混合的磁粉模压成所想要的磁石形状；及(c)复合式涂层步骤，先以电着涂装处理在经过成型的磁石上涂覆一层约1～20微米厚的第一膜层，然后再以喷涂处理再于该膜层上形成一约1～20微米厚的第二膜层。

较佳地，该配料步骤进一步包含以湿式造粒或干式混炼的方式将经过混合的磁粉进行造粒。

较佳地，该湿式造粒是先以丙酮为溶剂，将环氧树脂溶解成胶溶液，再以搅拌的方式，将环氧树脂均匀涂布于磁性材料上。

较佳地，该干式混炼是先将磁粉、副料及环氧树脂均匀混合,再将上述混合物放至混炼缸体中，经由缸体加热至80～130℃促使环氧树脂软化及利用辊杆旋转对粉体进行相对加压，达到将环氧树脂均匀涂布于磁性材料上的目的。

较佳地，该成型步骤进一步包含用热对流、红外线幅射、电磁微波方式进行烘烤，使环氧树脂产生交联反应，磁石产生联结强度，此过程为磁石的硬化处理。

较佳地，烘烤温度介于150～230℃之间，高于环氧树脂的固化温度，使环氧树脂产生固化交联反应。

较佳地，该电着涂装处理包含：前水洗步骤，利用纯水喷淋或浸洗及超音波水洗来清除磁石表面上及隙缝内的污垢；表面调整步骤，用表面调整剂对磁石的表面进行表面调整；磷化步骤，用磷化液浸渍的方式对磁石实施磷化处理，用以在磁石的表面上沉积上一层致密的磷酸盐结晶膜,可增强涂膜的附着力和耐蚀性能；二次清洗步骤，用纯水洗去磁石上的磷化液；电着涂装步骤，将经过磷化处理的磁石置于电着槽中进行电着涂装处理；及清洗与烘烤步骤，用以将磁石电着湿膜固化。

较佳地，该电着涂装步骤是以下列的电着涂装参数来实施：

1)电着液Ph值：阴极电泳条件下约为5.6～6.4，阳极电泳条件下约为7.5～8.5；

2)槽液固成成分：约16％～25％；

3)电着液导电度：约1200～1800μs/cm；

4)电着液温度：约28～32℃；

5)电泳时间：约2～3分钟；及

6)极比：使用阳极电泳漆时为1：1，而使用阴极电泳漆时则为4：1，并经由调整电压来控制电着涂装膜层的厚度。

较佳地，该喷涂处理包含：

喷涂步骤，使用旋转式喷涂方式或往复式喷涂方式以输送带将磁石运送通过喷枪喷涂组下方来对磁石进行喷涂作业，藉以将漆料喷涂于磁石上；及

烘烤步骤，以160℃～200℃的温度烘烤20～40分钟。

较佳地，该旋转式喷涂是以满足限制式：50·V≦D·ω的方式进行磁石的喷涂，其中V为输送带前进速度，D为喷枪的漆雾喷幅，ω为喷枪喷涂组旋转转数。

较佳地，该往复式喷涂是以双喷枪往复喷涂组来实施喷涂作业，且是以满足限制式：5·V≦12·D·f的方式进行磁石的喷涂，其中V为输送带前进速度，D为喷枪的漆雾喷幅，f为喷枪喷涂组往复地移动于和输送带前进方向正交的方向上的频率。

较佳地，该往复式喷涂是以单喷枪往复喷涂组来实施喷涂作业，且是以满足限制式：5·V≦6·D·f的方式进行磁石的喷涂，其中V为输送带前进速度，D为喷枪的漆雾喷幅，f为喷枪喷涂组往复地移动于和输送带前进方向正交的方向上的频率。

较佳地，该喷涂处理中所用的喷涂漆料为聚氰胺类树脂或丙烯酸树脂。

本发明的另一个面向提供一种用上述本发明的制造方法所制造的散热风扇马达磁石。

附图说明：

图1为一立体示意图，其显示传统风扇磁石制造方法所制造的磁石会在磁石外径表面上形成凸起F的缺点。

图2为一流程图，其显示依据发明的实施例的一散热风扇马达磁石制造方法的主要步骤。

图3为一流程图，其显示配料处理的子步骤。

图4为一流程图，其显示成型处理的子步骤。

图5为一流程图，其显示电着涂装处理的子步骤。

图6为一流程图，其显示喷涂处理的子步骤。

具体实施方式：

现将参考图2-6所示的较佳实施例来说明本发明的散热风扇马达磁石制造方法10。

如图2所示，本发明的散热风扇马达磁石制造方法10主要包含配料处理12、成型处理14、及复合式涂层处理16，其中该复合式涂层处理16进一步包含先电着涂装处理18再喷涂处理20的程序。

配料处理12主要是将磁粉调配成制造风扇磁石所需的原料。如图3所示，在配料处理12时，首先以球磨解碎机将磁粉解碎并以80～150网眼(mesh)的筛网过筛(步骤121)。接着，将经过解碎及筛选的磁粉视磁性等级不同需要进行添加副料(例如，氧化铁粉或不锈钢粉等)混合以达到降磁的目的(步骤122)。接下来进行造粒步骤，进行湿式造粒时先将0.5～3wt％的环氧树脂及丙酮调制成胶溶液，用以在磁粉外涂布一层环氧树脂(步骤123，此步骤亦被称为调胶处理)。接下来，将经过混合的磁粉及胶溶液以湿式造粒搅拌的方式将磁粉造粒(步骤124)，用以在磁粉的表面涂布一层抗氧化及具黏结作用的环氧树脂胶。或者，亦可用干式混炼的方式将磁粉、副料及0.5～3wt％的环氧树脂先均匀混合(步骤125，此步骤为混胶处理)再将上述混合物放至混炼缸体中，经由缸体加热至80～130℃促使环氧树脂软化及利用辊杆旋转对粉体进行相对加压，达到将环氧树脂均匀涂布于磁性材料上的目的(步骤126)。最后，再添加约0.2wt％的硬脂酸是润滑剂充分混合并以60～150筛眼的筛网过筛去除掉因静电吸附、搅拌机或硬脂酸是润滑剂带有的杂质之后即完成配料处理(步骤127)。

如图4所示，接下来的成型处理14主要包含模压成型步骤142、成品硬化步骤144及成品研磨步骤146等子步骤。在步骤142中，经过配料处理的磁粉被倒入到油压或机械式成型机模腔中，经由模压成型为所想要的磁石形状，例如，环状、瓦片状。接下来，在步骤144使用红外线烘烤箱、热风式烘烤箱或电磁微波烘烤机分别用红外线幅射、热对流或电磁微波方式来对被成型的磁石进行硬化处理。当使用红外线烘烤箱来进行硬化处理时，温度最好是设定在200～250℃，实施5～10分钟的烘烤处理。当使用热风式烘烤箱来实施硬化处理时，温度最好是设定在160～200℃，实施60～120分钟的烘烤处理。接着，经过硬化处理的磁石在步骤146接受研磨处理以去除在模压成型处理中因模具组配间隙等因素而在磁石上所产生的毛刺。此研磨处理可使用业界已知的3D振动研磨机再配合使用球状或三角柱状的高铝瓷石研磨材以约30～40Hz的振动频率实施约20分钟来进行。在进行去毛刺研磨之后，接着可用双端面研磨机进行高度研磨以获得精准的磁石高度；以及可进行外径无心研磨以获得更佳的真圆度及同心度。

磁石在经过成型处理之后，接着在步骤16接受涂层处理。有别于传统磁石涂层处理仅实施单一的电着涂装或单一的喷涂处理，在本发明方法中，磁石的涂层处理是如图2所示地采用同时包含电着涂装及喷涂涂装的复合式涂层处理来实施。详言之，本发明的复合式涂层处理16是先以电着涂装处理18在磁石上涂覆一层约1～20微米厚的膜层，然后再以喷涂涂装处理20再于该膜层上形成一约1～20微米厚的膜层的方式来进行。

如图5所示，电着涂装处理18包含了前水洗步骤181。在此步骤中，先以喷淋或浸洗的方式用纯水清洗吊挂在输送带上的磁石以清除掉附着在磁石表面上的粉尘及异物，接着，再将磁石放入超音波清洗池中以28～40kHz频率的超音波清除掉磁石表面及隙缝中的污垢。接着，用表面调整剂(例如，草酸表面调整剂及钛胶表面调整剂)对磁石的表面进行表面调整处理(步骤182)。之后，以浸渍的方式对磁石实施磷化处理(步骤183)，用以在磁石的表面上沉积上一层致密的磷酸盐结晶膜,可增强涂膜的附着力和耐蚀性能。经过磷化处理后的磁石接着用三道纯水进行二次清洗并将水滴干(步骤184)，用以有效的洗去磁石上的磷化浮渣及磷化液，以避免将杂质带入到后续的电着涂装槽中。接下来，将经过磷化处理的磁石置于电着槽中进行电着涂装处理(步骤185)。依据本发明的一较佳实施例，该电着涂装处理是依照下列的电着涂装参数来实施：

1)电着液Ph值：阴极电泳条件下约为5.6～6.4，阳极电泳条件下约为7.5～8.5；

2)槽液固成成分：约16％～25％；

3)电着液导电度：约1200～1800μs/cm；

4)电着液温度：约28～32℃；

5)电泳时间：约2～3分钟；及

6)极比：使用阳极电泳漆时为1：1，而使用阴极电泳漆时则为4：1，并经由调整电压来控制电着膜层的厚度。接下来，用纯水将残留在磁石的表面上的电着液清洗干净并将水吹干以防止在后续烘烤时出现水痕(步骤186)。最后，将经过电着涂层处理的磁石充分烘烤，使涂膜充分固化(步骤187)。

磁石经过电着涂装处理之后即可从输送带上取下，以便进行后续的喷涂处理。

如图6所示，喷涂处理20包含喷涂步骤201及烘烤步骤202两个步骤。依据本发明的较佳实施例，喷涂步骤201可以有两种方式来实施，即：旋转式喷涂及往复式喷涂。

在旋转式喷涂处理中，将磁石置于承载盘网盘上，然后将承载网盘置于以速度V(m/min)前进的输送带上，藉以将磁石输送通过以旋转速度ω(RPM)旋转的喷枪回转喷涂组下方，其中喷枪是以漆雾喷幅D(cm)喷出漆料。较佳地，旋转式喷涂处理是以满足：50·V≦D·ω此一限制式的方式来进行磁石的喷涂。

而，在往复式喷涂处理中，承载磁石的承载网盘是被输送带以速度V(m/min)运送通过以往复频率f(次/秒)往复移动于和输送带前进方向正交的方向上的双喷枪往复喷涂组或单喷枪往复喷涂组下方，其中喷枪是以漆雾喷幅D(cm)喷出漆料。较佳地，双喷枪的往复式喷涂处理是以满足：5·V≦12·D·f此一限制式的方式进行喷涂；以及单喷枪的往复式喷涂处理较佳地是以满足：5·V≦6·D·f此一限制式的方式来进行磁石的喷涂。

喷涂处理中所用的喷涂漆料为聚氰胺类树脂或丙烯酸树脂。

之后，将经过喷涂的磁石置于烤箱中以160～200℃的温度烘烤20～40分钟(步骤202)即可完成整个磁石的制造程序。

本发明可达成优于传统技术的效果及好处：

由于本发明的散热风扇马达磁石的制造方法运用了复合涂层工艺，先于磁石表面进行电着处理形成1～20微米厚的膜层，再于其外进行喷涂处理，喷涂时将磁石摆放于承载网盘上，此时喷枪喷出雾化漆气可更均匀附着于上述电着漆膜上，因此达成下列优于传统技术的效果及好处：

A.工件放置于载盘上﹐其输送带速度(v)、旋转喷枪组每分钟旋转转数(ω)及漆雾喷幅宽度(D)按限制式要求或工件载盘的走速(v)、往复式双喷枪或单喷枪往返频率及漆雾喷幅宽度(D)按限制式要求喷涂,可得漆膜均匀的好处；

B.电着产品的挂点(导电接触点)露材及膜厚不均匀问题将可经由后喷涂问题解决，且以电着涂层为底涂，喷涂涂层为面涂，喷涂漆料耗用费用相对较为低廉，端面与侧面膜厚均匀且涂层耐蚀性提升；及

C.因复合涂层的膜厚均匀且无外径凸出问题，故磁石于马达组配作业时(即，将磁石组装至扇叶铁壳)，不会产生偏位，故而马达扇叶动平衡量较传统涂装方法为小，不易产生振动及噪声问题(因漆膜无凸出且其膜厚均匀，故可获得更佳的磁石真圆度及同心度。

虽然本发明的散热风扇马达磁石的制造方法已于上文中参考附图所示的较佳实施例加以说明，但这并不表示本发明仅局限于上文中所描述及附图中所示的处理步骤、处理参数、设备及结构。所有这些及其它可能的修改及变化都落在由权利要求书所界定的本发明的真实范围内。

Claims (13)

1.一种制造散热风扇马达磁石的方法，其特征在于，包含：

(a)配料步骤，将磁粉、副料、环氧树脂(0.5～3.0wt％)进行搅拌混合并将环氧树脂涂布于磁材表面；

(b)成型步骤，将该经过混合的磁粉模压成所想要的磁石形状；及

(c)复合式涂层步骤，先以电着涂装处理在经过成型的磁石上涂覆一层约1～20微米厚的第一膜层，然后再以喷涂处理再于该膜层上形成一约1～20微米厚的第二膜层。

2.如权利要求1所述的制造散热风扇马达磁石的方法，其特征在于，该配料步骤进一步包含以湿式造粒或干式混炼的方式将经过混合的磁粉进行造粒。

3.如权利要求2所述的制造散热风扇马达磁石的方法，其特征在于，该湿式造粒是以丙酮为溶剂，将环氧树脂溶解成胶溶液，再以搅拌的方式，将环氧树脂均匀涂布于磁性材料上；及干式混炼是先将磁粉、副料及环氧树脂均匀混合,再将上述混合物放至混炼缸体中，经由缸体加热至80～130℃促使环氧树脂软化及利用辊杆旋转对粉体进行相对加压，达到将环氧树脂均匀涂布于磁性材料上的目的。

4.如权利要求1所述的制造散热风扇马达磁石的方法，其特征在于，该成型步骤进一步包含用热对流、红外线幅射、电磁微波方式进行烘烤，使环氧树脂产生交联反应，磁石产生联结强度，藉以对磁石进行硬化处理。

5.如权利要求4所述的制造散热风扇马达磁石的方法，其特征在于烘烤温度介于150～250℃之间,高于环氧树脂的固化温度,使环氧树脂产生固化交联反应。

6.如权利要求1所述的制造散热风扇马达磁石的方法，其特征在于，该电着涂装处理包含：

前水洗步骤，利用纯水喷淋或浸洗及超音波水洗来清除磁石表面上及隙缝内的污垢；

表面调整步骤，用表面调整剂对磁石的表面进行表面调整；

磷化步骤，用磷化液浸渍的方式对磁石实施磷化处理，用以在磁石的表面上沉积上一层致密的磷酸盐结晶膜,可增强涂膜的附着力和耐蚀性能；

二次清洗步骤，用纯水洗去磁石上的磷化液；

电着涂装步骤，将经过磷化处理的磁石置于包含电着液、槽液固成分及电极的电着槽中进行电着涂装处理；及

清洗与烘烤步骤，用以将磁石涂层固化。

7.如权利要求6所述的制造散热风扇马达磁石的方法，其特征在于，该电着涂装步骤是以下列的电着涂装参数来实施：

1)电着液Ph值：阴极电泳条件下约为5.6～6.4，阳极电泳条件下约为7.5～8.5；

2)槽液固成成分：约16％～25％；

3)电着液导电度：约1200～1800μs/cm；

4)电着液温度：约28～32℃；

5)电泳时间：约2～3分钟；

6)极比：使用阳极电泳漆时为1：1，而使用阴极电泳漆时则为4：1，并经由调整电压来控制电着涂装膜层的厚度。

8.如权利要求1所述的制造散热风扇马达磁石的方法，其特征在于，该喷涂处理包含：

喷涂步骤，使用旋转式喷涂方式或往复式喷涂方式以输送带将磁石运送通过喷枪喷涂组下方来对磁石进行喷涂作业，藉以将漆料喷涂于磁石上；及

烘烤步骤，以160℃～200℃的温度烘烤20～40分钟。

9.如权利要求8所述的制造散热风扇马达磁石的方法，其特征在于，该旋转式喷涂是以满足限制式：50·V≦D·ω的方式进行磁石的喷涂，其中V为输送带前进速度(m/min)，D为喷枪的漆雾喷幅(cm)，ω为喷枪喷涂组每分钟旋转转数(RPM)。

10.如权利要求8所述的制造散热风扇马达磁石的方法，其特征在于，该往复式喷涂是以双喷枪往复喷涂组来实施喷涂作业，且是以满足限制式：5·V≦12·D·f的方式进行磁石的喷涂，其中V为输送带前进速度(m/min)，D为喷枪的漆雾喷幅(cm)，f为喷枪喷涂组往复地移动于和输送带前进方向正交的方向上的频率(次/秒)。

11.如权利要求8所述的制造散热风扇马达磁石的方法，其特征在于，往复式喷涂是以单喷枪往复喷涂组来实施喷涂作业，且是以满足限制式：5·V≦6·D·f的方式进行磁石的喷涂，其中V为输送带前进速度(m/min)，D为喷枪的漆雾喷幅(cm)，f为喷枪喷涂组往复地移动于和输送带前进方向正交的方向上的频率(次/秒)。

12.如权利要求8所述的制造散热风扇马达磁石的方法，其特征在于，该喷涂处理中所用的喷涂漆料为聚氰胺类树脂或丙烯酸树脂。

13.如权利要求6所述的制造散热风扇马达磁石的方法，其特征在于，该表面调整剂是草酸表面调整剂或钛胶表面调整剂。