CN110853908B - 5g专用合金电感粉末冶金二次成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电感的制造技术领域，尤其涉及5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺。在电感件制作工序中，通过将电感件分为电感第一构件和电感第二构件后，再将电感第一构件和电感第二构件相互压合，即可形成所需的电感芯体，其采用二次压制代替了传统切屑的加工方式，整个加工工艺中无需在工件上去除材料，故省却了回收合金粉的工序。另外本工艺整个过程没有对工件的表面进行破坏，保持合金粉表面绝缘层的完整，无需进行后续的绝缘加工。使得整个制作工序相对传统工序更加简单，而且省时省料。
Description
【技术领域】
本发明属于电感的制造技术领域，尤其涉及5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺。
【背景技术】
现有合金粉电感元件的制作过程是通过合金粉压制形成电感芯体后，并在电感芯体上绕线形成电感件。而一般电感芯体的形状是两侧摆部尺寸大于中间的绕线中柱，比如截面为工字型的电感芯体，其制作过程通常如图1所示，先压制出整体宽度一致的电感芯体预成型件，再通过切屑工序对预成型件中部环切，除去多余的部分91，使其中部形成中柱92，即可形成电感芯体。据统计，在切屑时工件被切割的材料高达40％，故在切屑过程中，为了不浪费材料，还需要对切屑料进行回收处理。而由于切屑时破坏了材料表层上的绝缘层，后续还要经过绝缘处理。故现有电感芯体的加工工艺需要切屑的方式导致整个工艺加工时间长，而且后续工序多，加工复杂，严重影响成型效率，而且切屑加工对材料的流失严重。
【发明内容】
为解决现有技术中电感芯体压制后还需经过切屑加工成型导致工序繁杂的问题，本发明提供了5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，包括:
压制出电感第一构件，其中，所述电感第一构件包括摆部和至少一设于摆部下端的中柱，且压制前预先在第一模具上调整中柱的成型尺寸使中柱具有压合余量；
压制出电感第二构件，所述电感第二构件至少包括第二摆部；
将电感第一构件与电感第二构件相互压合，形成一体的电感件，且压合前将第二构件与中柱的端面正对，压合过程中使中柱沿长度方向压缩。
如上所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，所述电感第一构件中，所述中柱的密度小于所述摆部的密度，且压合成型的电感件中，所述中柱的密度等于所述摆部的密度。
如上所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，所述电感第一构件中，所述中柱的密度为4～5.5g/cm3,所述摆部的密度为 6.3～6.5g/cm3。
如上所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，所述电感第一构件的中柱数量为1，且成型的电感件为截面是工字型的电感件。
如上所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，所述电感第二构件还包括设于第二摆部上的第二中柱，且电感第一构件与电感第二构件相互压合时，所述第二中柱的端面与中柱的端面相对。
如上所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，成型所述电感第一构件时，通过调节摆部成型模腔的高度来调节摆部成型后的密度，通过调节中柱成型模腔的长度来调节中柱的密度。
如上所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，电感第一构件与电感第二构件相互压合时，压机在摆部上施加的单位压力为 5～7T/cm2。
如上所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，所采用的合金粉为以Fe粉为主且含有Si、Cr的金属粉末。
如上所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，所述的合金粉中还包括有第四类第一石油类环氧树脂以及第四类第一石油类环氧树脂固化剂，且所述第四类第一石油类环氧树脂的含量为2％。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1、本发明提供了5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，在电感件制作工序中，通过将电感件分为电感第一构件和电感第二构件后，再将电感第一构件和电感第二构件相互压合，即可形成所需的电感芯体，其采用二次压制代替了传统切屑的加工方式，整个加工工艺中无需在工件上去除材料，故省却了回收合金粉的工序。另外本工艺整个过程没有对工件的表面进行破坏，保持合金粉表面绝缘层的完整，无需进行后续的绝缘加工。使得整个制作工序相对传统工序更加简单，而且省时省料。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中电感件切割工艺的成型示意图；
图2为本发明5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺的中电感第一构件成型模具的示意图；
图3至图6为电感第一构件或电感第二构件的结构示意图(不同的中柱形状)；
图7为本发明压合成型的示意图一(第二构件为I型)；
图8为本发明压合成型的示意图二(第一构件与第二构件均为丁状ST片摆部)；
图9为本方案合金粉与普通合金粉的颗粒分布对比图。
【具体实施方式】
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明是通过以下技术方案实现的：
如图2至图8所示，5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，包括:将合金粉在第一模具中压制出电感第一构件1，其中，所述电感第一构件1包括摆部11和至少一设于摆部11下端的中柱12，且压制前预先在第一模具上调整中柱12的成型尺寸使中柱12具有压合余量；在第二模具或第一模具中压制出电感第二构件2，所述电感第二构件2至少包括第二摆部21；将电感第一构件1与电感第二构件2 相互压合，形成一体的电感件，且压合前将第二构件2与中柱12的端面正对，压合过程中使中柱12沿长度方向压缩。本发明提供了5G 专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，在电感件制作工序中，通过将电感件分为电感第一构件1和电感第二构件2后，再将电感第一构件 1和电感第二构件2相互压合，即可形成所需的电感芯体，其采用二次压制代替了传统切屑的加工方式，整个加工工艺中无需在工件上去除材料，故省却了回收合金粉的工序。另外本工艺整个过程没有对工件的表面进行破坏，保持合金粉表面绝缘层的完整，无需进行后续的绝缘加工。使得整个制作工序相对传统工序更加简单，而且省时省料。
在二次成型，即电感第一构件1与电感第二构件2相互压合时，其压合后中柱的长度是固定的(即最终成品的尺寸)，且最终把控中柱成型后密度，从而在设置预留量时，根据可控范围内的密度来得出预留量的值。具体的密度要求详见下文。
而且，本发明制造方法中，仅采用压机即可完成，工件无需在压机、切屑机之间转移，而且能为生产方省去的切屑机的器材成本。
另外，通过本工序改进后，可应用在自动化生产线中，通过自动化压合后的电感第一构件1和电感第二构件2，再通过机械手搬运至对应的压合治具上，利用压机压合即可成型。整个过程均可在加工中心中实现，而且可通过阵列式排放实现一次多压以及快速压合，这与传统切屑加工只能一个个工件进行切屑相比，大大提高了效率。
进一步地，所述电感第一构件1中，所述中柱12的密度小于所述摆部11的密度，且压合成型的电感件中，所述中柱12的密度等于所述摆部11的密度。合金粉电感件成型后整体的密度一般都是在一个范围内固定的，本方案通过将中柱12的密度做小，故预留出其在后续压合过程中变形密度增大的空间，使其即可通过压合与第二构件连接，又可在压合成型后达到成型件所需的密度。
具体地，本方案中，所述中柱12的密度为4～5.5g/cm3,所述摆部11的密度为6.3～6.5g/cm3。摆部11的密度在制造后以及后续成型中都不变，而本申请人通过试验，将中柱12的密度控制在4g/cm3到5.5g/cm3之间，即可控制在第二次压合时，中柱12压合至成型件的长度后，密度能够上升至与摆部相近的6.3g/cm3到6.5g/cm3之间。若低于4g/cm3时，在第一次压制成型时，容易出现外观崩角、掉粉的问题，导致构件损坏，不能完成二次压制成型。若密度高于 5.5g/cm3以上，在第一次压制成型或二次成型时容易出现裂缝等问题。
又进一步地，本方案中，特别所针对的工件形状为截面是工字型的电感件。其中柱数量为1根。主要是该形状电感芯体使用较为广泛，而且无法一次成型加工，故该形状电感的加工过程普遍采用先压制，再切屑的传统加工工艺。本方案中，电感第一构件1或电感第二构件 2的中柱形状不限定为圆柱形，如图3至图6所示，中柱12的形状可为圆柱形、椭圆形、多边形、或有基本图案的组合图形，其只需满足最大宽度小于摆部的宽度尺寸。而摆部11也可为多种形状。
如图7所示，本方案可预制出丁状ST片摆部的电感第一构件1，与I型的电感第二构件2进行相互压合。压合后通过将治具从两侧拆开，即可得到电感件。
如图8所示，本方案也可设计成电感第二构件2也同样为丁状ST片摆部。具体地，所述电感第二构件2还包括设于第二摆部21上的第二中柱21，且电感第一构件1与电感第二构件2相互压合时，所述第二中柱21的端面与中柱12的端面相对。当电感第一构件1与电感第二构件2均为丁状ST片摆部时，可采用同一套模具压出相同形状的电感第一构件1和电感第二构件2，从而使得制作更加简单。
在图7、图8的成型过程中，采用压机同时将上下两侧的电感第一构件1和电感第二构件2相互压合。当然，也可采用仅从一侧将电感第一构件1或电感第二构件2压向另一侧固定的构件中也可完成压合，得到成品。
另外，本方案中，成型所述电感第一构件1时，通过调节摆部 11成型模腔的高度来调节摆部成型后的密度，通过调节中柱12成型模腔的长度来调节中柱的密度。其模具具体如图2所示，通过第一调节件81调节摆部成型腔的高度，从而改变摆部11的厚度，实现摆部11压合后密度的调节。同理，通过中部的第二调节件82，进行对中柱12成型后密度的调节。即可实现等量合金粉压合过程中密度的控制，从而在中柱12上预留出压合余量，便于二次压合。由于产品最终成型的尺寸是设定好的，而且最终的密度参数以及重量都是按要求设定，故在计算压合余量时，可根据预定的密度(4～5.5)，中柱的横截面面积(一般是产品的规格决定)，来得出第一次成型中，中柱的长度，即可通过第二调节件82进行位置的设置。摆部的厚度设置也同理。
而且，电感第一构件1与电感第二构件2互压合时，压机在摆部 11上施加的单位压力为5～7T/cm2。由于摆部11会设计出不同的形状，导致尺寸不同。经过多次试验得出，施以该单位压力可有得到本方案所需的密度，故只需根据摆部的压面面积来作调整即可。且压机下压的速度控制在8～10RPM，有利于产品的成型。
本方案中，所采用的合金粉为以Fe粉为主且含有Si、Cr的金属粉末。比如Fe90Si5-6Cr4-5合金作为主材料，掺杂一定的树脂以及固化剂得到本方案压制所需的合金粉性能。具体地，所述的合金粉中还包括有第四类第一石油类环氧树脂以及第四类第一石油类环氧树脂固化剂，且所述第四类第一石油类环氧树脂的含量为2％。
本方案中掺杂后的合金粉颗粒分布表如下
上表中BD为合金粉的松密度
且结合图9分析可对比，图中71为本方案合金粉的颗粒分布折线，72为现有市面上普通合金粉的颗粒分布折线，且横坐标为目数，纵坐标为重量。本方案所采用的合金粉相比市面上的合金粉其在目数400以下的占比更多(重量高于160，普通合金粉在140以下)，合金粉的细小颗粒占的比重更大，且目数140的颗粒赞比低于现有合金粉的两倍。而且水份含量交底，满足本方案电感粉末冶金的制作工序要求。其性能远优于采用现市面上的普通合金粉，使得制造出的电感件或构件不易出现崩角、掉粉、裂缝等问题。
本发明提供了5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，在电感件制作工序中，通过将电感件分为电感第一构件1和电感第二构件2 后，再将电感第一构件1和电感第二构件2相互压合，即可形成所需的电感芯体，其采用二次压制代替了传统切屑的加工方式，整个加工工艺中无需在工件上去除材料，故省却了回收合金粉的工序。另外本工艺整个过程没有对工件的表面进行破坏，保持合金粉表面绝缘层的完整，无需进行后续的绝缘加工。使得整个制作工序相对传统工序更加简单，而且省时省料。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明的方法、结构等近似、雷同，或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演，或替换都应当视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，其特征在于，包括:
将合金粉在第一模具中压制出电感第一构件（1），其中，所述电感第一构件（1）包括摆部（11）和至少一设于摆部（11）下端的中柱（12），且压制前预先在第一模具上调整中柱（12）的成型尺寸使中柱（12）具有压合余量；
在第二模具或第一模具中压制出电感第二构件（2），所述电感第二构件（2）至少包括第二摆部（21）；
将电感第一构件（1）与电感第二构件（2）置于压合模具中相互压合，形成一体的电感件，且压合前将第二构件（2）与中柱（12）的端面正对，压合过程中使中柱（12）沿长度方向压缩；
所述电感第一构件（1）的中柱（12）密度小于所述摆部（11）的密度，且压合成型的电感件中，所述中柱（12）的密度等于所述摆部（11）的密度；
所述电感第一构件（1）中，所述中柱（12）的密度为4~5.5 g/cm3,所述摆部（11）的密度为6.3~6.5 g/cm3。
2.根据权利要求1所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，其特征在于，所述电感第一构件（1）的中柱数量为1，且成型的电感件为截面是工字型的电感件。
3.根据权利要求1所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，其特征在于，所述电感第二构件（2）还包括设于第二摆部（21）上的第二中柱（21），且电感第一构件（1）与电感第二构件（2）相互压合时，所述第二中柱（21）的端面与中柱（12）的端面相对。
4.根据权利要求1所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，其特征在于，成型所述电感第一构件（1）时，通过调节摆部成型模腔的高度来调节摆部成型后的密度，通过调节中柱成型模腔的长度来调节中柱的密度。
5.根据权利要求1所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，其特征在于，所述电感第一构件（1）与电感第二构件（2）相互压合时，压机在摆部上施加的单位压力为5~7 T/cm2。
6.根据权利要求1所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，其特征在于，所采用的合金粉为以Fe粉为主且含有Si、Cr的金属粉末。
7.根据权利要求6所述的5G专用合金电感粉末冶金二次成型工艺，其特征在于，所述的合金粉中还包括有第四类第一石油类环氧树脂以及第四类第一石油类环氧树脂固化剂，且所述第四类第一石油类环氧树脂的含量为2%。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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