一种提高注塑磁体取向度的方法技术

本发明专利技术涉及一种提高注塑磁体取向度的方法。包括如下部件：注塑模具、模架，模具冷却装置、模具加热装置和磁场取向场。涉及的原理及操作步骤如下：在磁性塑料熔体经熔融注射进入型腔的时，将模具温度快速加热到塑料基体的熔融温度，使磁性塑料处于熔融状态，达到快速充满模具型腔；同时，在高温下，对于矫顽力温度系数为负温度系数的材料，如钕铁硼、钐铁氮，高温有利于降低磁粉矫顽力，可以在相对较低的取向磁场下提高磁体取向度；待完成充模取向后，关闭模具加热装置，开启快速冷却装置，使模具温度快速下降，使磁性塑料熔体冷却固化成型，磁粉矫顽力又恢复到原来水平，然后开模取出产品；得到高度取向的磁体。

A method to improve the orientation degree of injection magnets

The present invention relates to a method for improving the orientation degree of an injection magnet. It includes the following parts: injection mold, mold frame, die cooling device, mold heating device and magnetic field orientation field. The principle and operation steps involved are as follows: in the magnetic plastic melt into the cavity by melt injection, the mold temperature is quickly heated to the melting temperature of the plastic substrate, the magnetic plastic in the molten state, to a mold cavity; at the same time, under the high temperature, the coercivity temperature coefficient of negative temperature coefficient materials, such as NdFeB, samarium iron nitrogen, high temperature to reduce the magnetic coercivity, can improve the magnet orientation in magnetic field is relatively low; to complete the filling after closing the mold heating device, fast cooling device, the mold temperature decreased rapidly, so the magnetic plastic melt solidification molding, magnetic coercivity and restored to its original level, and then remove the mold product; magnets are highly oriented.

【技术实现步骤摘要】
一种提高注塑磁体取向度的方法
：本专利技术涉及一种注塑模具快速加热、冷却的方法，尤其涉及一种适用于在注塑成型过程提高磁性塑料中磁粉取向度的方法。快速冷却加热模具应用于注塑磁取向充磁过程，注塑过程中提高模具温度，提高熔体的流动性和降低磁粉的矫顽力，有利于提高磁体的取向度。
技术介绍
：传统上磁体大都是通过烧结成型的方法或者粘结成型方法制备的，虽然磁性能高，但是不易成型复杂结构的精密产品。随着塑料加工技术和模具取向充磁技术的进步，越来越多的磁体采用注塑成型的方法制备。相比烧结方法，利用注塑成型的方法制备磁体具有：产品尺寸精度高，机械强度好，产品形状复杂易多极取向、生产效率高的优点，可以满足电子电器及家用电器朝着“微小、便携、节能”等方向发展的要求，近年来得到快速的发展。虽然注塑成型的工艺制备磁体具有较多的优点，然而，注塑磁性能低却是一个最大的难题。注塑磁体磁性能强弱主要有几方面原因：磁性塑料所用磁粉本身的矫顽力、形貌、粒度、流动性和模具取向磁场的强弱。其中，磁性塑料的磁粉矫顽力越低、磁性塑料流动性越高和模具取向磁场强度越高越有利于提高磁粉取向度，达到饱和充磁的效果。因此，要提高注塑磁体的磁性能，主要有三种方法：一是提高物料的流动性；二是降低磁粉矫顽力；三是提高模具取向磁场强度。通常，注塑磁体要追求尽可能高的磁粉填充率来提高其磁性能；而高的磁粉填充率对磁粉反转、取向带来一定的难度，因此，要发挥高填充注塑磁的性能，需要尽可能提高模具温度，降低熔体在模具中的粘度从而提高磁粉取向度；与此同时，模具温度的大幅度提高，会降低磁粉的矫顽力，也有利于磁粉取向充磁；这样，等注塑磁体冷却固化后，保持最高的取向度，同时其矫顽力也会回升到初始水平。对于注塑磁性塑料，如果原料本征流动性过高，会导致注塑磁体强度下降，无法保证正常使用；而模具充磁方式主要有永磁铁取向和电磁场取向，尤其是永磁铁取向，其取向磁场强度也是一定的，尤其是高温下，取向磁场强度会逐渐降低，最终影响充磁效果。因此，提高注塑磁体的磁性能，最理想的状态是在注塑取向的时候，将模具温度提高到物料熔融温度，此时熔体粘度最低，磁粉矫顽力会大幅度下降，有利于达到完全取向，饱和充磁。充磁取向结束后，快速降低模具温度到室温水平，使熔体固化后保持最大的取向效果。目前，行业内现有的注塑磁体的注塑工艺中模具温度设定都是参照磁性塑料基体的常用模温，而磁性塑料因磁粉填充量高而冷却极快，在取向时间熔体粘度已经比完全塑化时间高很多，对充分取向造成一定的困难。因此，本专利技术针对现有注塑磁体用模具温度设置的问题，设计了一套可以快速加热、冷却模温，从而提高磁体取向充磁效果的模具加热冷却系统，尤其适用于难以饱和取向充磁的高磁粉填充率体系和高矫顽力的磁粉填充体系。
技术实现思路
本专利技术目的所要解决的技术问题是提供一种可提高注塑磁体取向度的模具温度控制系统，应用于注塑磁模具，在磁体注塑加工的时候，通过快速加热、冷却模具来提高磁体的取向度。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种提高注塑磁注射成型取向的方法，包括如下步骤：一种提高注塑磁体取向度的方法，在磁性塑料熔体注射充入模具型腔的时候，通过提高模具型腔温度来提高该磁性塑料熔体的取向度；该磁性塑料注塑用模具包括模架、模具型芯、模具型腔、顶出装置、温度传感器、模具加热装置、模具冷却装置和磁体取向场；当磁体注塑成型时，在磁性塑料熔体注射入模具型腔的之前，打开模具快速加热装置，快速将模具温度升高到物料熔融温度，然后快速充模，完成取向、充磁；关闭快速模具快速加热装置，打开快速降温装置，在短时间内将模具冷却到室温，打开模具，顶出产品，得到高度取向的注塑磁体。进一步，一种提高注塑磁体取向度的方法，该方案中模具快速加热装置选用导热油加热、涡流加热中一种或两种，这种方法易于实施，易于控制，能耗低，环保、加热效果好；快速冷却方式采用在型腔背后开通连通的管路，通入快速循环冷冻水，将物料和模具带来的热量迅速排出去，使高度取向的磁性塑料熔体冷却固化，保持较高的取向度。更进一步，一种提高注塑磁体取向度的方法，由于磁性塑料所含有的磁粉如铁氧体、钐铁氮、钕铁硼的矫顽力对于温度都是具有负温度系数的，即随着温度升高矫顽力下降。这样在相对较低的取向磁场就可以使这些难饱和充磁的磁性材料在注射的时候，快速加热模具到设定的熔融温度，降低磁粉矫顽力，降低熔体粘度，提高取向度；熔体充模、取向结束后快速降低模具温度到室温，使熔体冷却固化得到高度取向的注塑磁体，此时，磁体的矫顽力又回升到初始水平。与现有技术相比，本专利技术具有如下益处：(1)、利于电磁感应、涡流加热实现了对模具的快速加热，提高了磁性塑料熔体在模具中的流动性和充模速度、降低了磁粉的矫顽力，有利于提高磁性塑料中磁粉的取向度；(2)、本专利技术采用快速冷却的手段将充模、取向、充磁后的磁性塑料熔体迅速冷却到室温，保证最近的取向度不被破坏；(3)本专利技术所设计的模具温度升降方法有助于提高填充率和高矫顽力的注塑磁体取向。具体实施方式：实施例1：选用尼龙6-铁氧体磁性塑料作为原料，所用磁粉的剩磁Brp是4200Gs，经注塑机注塑制备磁体。将模具温度设定为200℃，注射成型时，打开快速加热装置，采用涡流加热的方式在3秒内将模具加热到200℃，同时注射充模、取向和充磁；然后关闭快速加热按键，打开快速冷却水，在30秒内将模具冷却到室温，打开模具并取出产品。待样品冷却至室温后测试其磁性能，测得粘结磁体的剩磁Brb是2715Gs，Vp是磁粉所占的体积分数65％；根据粘结磁体取向度公式DOA＝Brb/Vp*Brp计算得到该磁体的取向度是99.1％。实施例2：选用尼龙6-铁氧体磁性塑料作为原料，所用磁粉的剩磁Brp是4200Gs，经注塑机注塑制备磁体。将模具温度设定为80℃，注射成型时，打开快速加热装置，采用导热油加热的方式在3秒内将模具加热到80℃，同时注射充模、取向和充磁；然后关闭快速加热按键，打开快速冷却水，在30秒内将模具冷却到室温，打开模具并取出产品。待样品冷却至室温后测试其磁性能，测得粘结磁体的剩磁Brb是2550Gs，Vp是磁粉所占的体积分数65％；根据粘结磁体取向度公式DOA＝Brb/Vp*Brp计算得到该磁体的取向度是93.4％。实施例3：选用尼龙12-钕铁硼磁性塑料作为原料，所用磁粉的剩磁Brp是12000Gs，经注塑机注塑制备磁体。将模具温度设定为150℃，注射成型时，打开快速加热装置，采用涡流加热的方式在3秒内将模具加热到150℃，同时注射充模、取向和充磁；然后关闭快速加热按键，打开快速冷却水，在30秒内将模具冷却到室温，打开模具并取出产品。待样品冷却至室温后测试其磁性能，测得粘结磁体的剩磁Brb是7250Gs，Vp是磁粉所占的体积分数65％；根据粘结磁体取向度公式DOA＝Brb/Vp*Brp计算得到该磁体的取向度是92.9％。实施例4：选用尼龙12-钕铁硼磁性塑料作为原料，所用磁粉的剩磁Brp是12000Gs，经注塑机注塑制备磁体。将模具温度设定为80℃，注射成型时，打开快速加热装置，采用电加热的方式在3秒内将模具加热到80℃，同时注射充模、取向和充磁；然后关闭快速加热按键，打开快速冷却水，在30秒内将模具冷却到室温，打开模具并取出产品。待样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高注塑磁体取向度的方法，其特征在于该模具应用于注塑磁的注塑成型加工，包括注塑模架、模具、模具冷却装置、模具加热装置和磁场取向场，其中快速加热采用导热油加热、涡流加热，快速冷却方式采用快速循环冷冻水，如说明书附图；该模具具有快速加热和快速冷却的功能，应用于制备注塑磁制品，在磁性塑料熔体注射入模具型腔的时候，打开模具快速加热装置，快速将模具温度升高到物料熔点温度，然后快速充模，完成取向、充磁；关上快速模具快速加热装置，打开快速降温装置，在短时间内将模具冷却到室温，打开模具，取出样品；得到高度取向的注塑磁体。

【技术特征摘要】
1.一种提高注塑磁体取向度的方法，其特征在于该模具应用于注塑磁的注塑成型加工，包括注塑模架、模具、模具冷却装置、模具加热装置和磁场取向场，其中快速加热采用导热油加热、涡流加热，快速冷却方式采用快速循环冷冻水，如说明书附图；该模具具有快速加热和快速冷却的功能，应用于制备注塑磁制品，在磁性塑料熔体注射入模具型腔的时候，打开模具快速加热装置，快速将模具温度升高到物料熔点温度，然后快速充模，完成取向、充磁；关上快速模具快速加热装置，打开快速降温装置，在短时间内将模具冷却到室温，打开模具，取出样品；得到高度取向的注塑磁体。2.一种注塑磁注射成型取向模具的设计和加热冷却的方法：其特征在于该注塑快速加热方式导热油加热、电加热和涡流加热方式中的一种或两种，当注射开始时间，加热装置打开，在2~5秒内...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡伟，董玉欣，周凯，王鑫，王帆，王勇杰，赵宁宁，车声雷，姜力强，
申请(专利权)人：杭州千石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33