專利名稱：手機振動馬達用振子材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到手機零配件，具體指手機振動馬達用振子材料及制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，手機的振動是通過設(shè)置于手機內(nèi)的振動馬達的振子振動來實現(xiàn)的。該振 子作為一個慣性運動元件要求具有高比重、高強度與高硬度，以及膨脹系數(shù)小、抗腐蝕 和抗氧化性好等特性；以達到良好的手機的振動質(zhì)量、運行穩(wěn)定性與使用壽命。
如中國專利申請?zhí)?00520072099.2《新型手機振動馬達振動結(jié)構(gòu)改良》的實用新型 專利，它包括轉(zhuǎn)子、定子，該轉(zhuǎn)子線圈上固定設(shè)置有荷重塊，荷重塊為鐵條；由于鐵條 的比重較小、強度與硬度較低，因而它的振動質(zhì)量、運行穩(wěn)定性與使用壽命也較差；同 時手機振動馬達的體積又相對較大。
為此，目前市場上手機中的振動馬達的振子有采用高比重鎢合金制作。
該高比重鴇合金是一種以鎢為基質(zhì)并添加其它金屬元素及粘結(jié)相組成的合金，通常 是采用粉末冶金方法通過混合、壓制和燒結(jié)而制取手機用振子。因此振子的性能受到該 高比重鎢合金的成分、制取的工藝方法及組織結(jié)構(gòu)等諸因素密切相關(guān)。特別是制取工藝 中的燒結(jié)密度是粉末冶金過程影響合金質(zhì)量的一個重要因素。而該燒結(jié)密度又與合金粉 末的粒度與粒度分布關(guān)系密切。所述合金粒度與粒度分布的均勻性依賴于所述合金粉末 的成粒方法。
然而，現(xiàn)有的高比重鎢合金由于它的合金成分與工藝方法的不完善，在強度與硬度 等方面仍有待改進；制備的振動馬達的體積較大，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種振動質(zhì)量好、運行穩(wěn) 定性與使用壽命高的手機振動馬達用振子材料。
本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種制造成本低的 手機振動馬達用振子的制備方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該手機振動馬達用振子材料，為鎢
-鎳-銅合金粉末，其特征在于鎢的含量為95~97wt%，鎳的含量為2 3wt。/。，銅的含量為l 2wt。/c，且該鎢-鎳-銅合金的總純度》99.9wt。/。。采用該高比重鎢合金制備的振 子具有高強度與高硬度的特性，膨脹系數(shù)小、抗腐蝕和抗氧化性好，振動質(zhì)量好、運行 穩(wěn)定性高，使用壽命長。采用上述高比重鎢合金制備手機振動馬達用振子的制備方法如下① 混料將上述鎢含量為95~97wt%、鎳含量為2~3wt%、銅含量為1 2wt。/。且純度 》99.9wt。/。的鴇-鎳-銅合金粉末在攪拌機內(nèi)攪拌混合20-24小時，得到混料A;合金組分 的均勻性是決定最終產(chǎn)品性能與應(yīng)用效果的關(guān)鍵因素；② 拌入粘膠劑向混料A中加入粘結(jié)劑，并攪拌均勻；然后通過碾料機擠入輸送帶 上在60 90'C下進行加溫烘干，也可自然涼干，得到混料B，將混料B送入篩分機篩料， 得到粒徑均勻的混料C;較好的，所述粘結(jié)劑可以選用SPB。以1Kg混料A為基準(zhǔn)，SPB 的加入量為1.8-2.2L;③ 合金粉末成粒將混料C在電動合金粉末成粒機上成粒，得到粉末顆粒A。合金粉末成粒工序是粉末冶金過程中影響成品質(zhì)量的一道重要工序；成粒操作目前有手工和機械兩種，較好的是在專用的電動粉末成粒機上進行合金粉末成粒，這樣得到的合金粉末粒度及粒度分布比較均勻；而合金粒度與粒度分布是影響合金燒結(jié)密度的一個重要因 素。較好的，所述的電動粉末成粒機包括機架、設(shè)置在機架上的電動驅(qū)動機構(gòu)、與電動 驅(qū)動機構(gòu)相連接的擠刮器、成粒槽和固定在成粒槽內(nèi)的目篩；將混料C加入到目篩上， 本發(fā)明目篩規(guī)格是80~120目；電動驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動擠刮器轉(zhuǎn)動，均勻施力到混料C，將 符合要求物料擠刮進入成粒槽，得到成粒后的粉末顆粒A;④ 合金粉末顆粒篩選將粉末顆粒A在60 7(TC下烘千或者自然晾干，得到粉末顆粒B;合金粉末顆粒在烘干后的粒度會產(chǎn)生變化，所以需要顆粒篩選機上進行合金粉末顆粒篩選；以確保合金粒度的要求，從而確保粉末冶金過程的合金質(zhì)量；將合金粉末顆 粒B再次篩分后，得到粒度分布均勻的合金粉末顆粒C，所述粉末顆粒C的粒徑要求小 于120目；⑤ 壓鑄成型合金粉末顆粒的壓鑄成型是影響最終產(chǎn)品性能的關(guān)鍵步驟之一，壓鑄 過程如果施壓不均勻，將顯著地影響燒結(jié)合金密度的均勻性和使用性能，可以采用專用 金屬粉末壓機壓鑄成型。較好的，該金屬粉末壓機包括機架、安裝在機架上的加料機構(gòu)、 壓鑄機構(gòu)和成品收集機構(gòu)；其中所述的成品收集機構(gòu)連接控制模塊，所述的加料機構(gòu)和 壓鑄機構(gòu)分別通過加料氣缸和壓鑄氣缸連接控制模塊，所述的控制模塊還連接空氣壓縮 機，成品收集機構(gòu)、加料機構(gòu)、壓鑄機構(gòu)和空氣壓縮機通過控制模塊的控制按預(yù)定程序 相繼動作。該金屬粉末壓機可以使壓鑄成型的過程全自動化，并且壓鑄過程施壓均勻； 合金粉末顆粒C壓鑄成型后得到振子毛坯；⑥ 燒結(jié)在分解氨的氛圍下，將振子毛坯在1150 135(TC下燒結(jié)1.8 2.2小時，并保 溫15-20小時，然后用冷卻水快速冷卻；并且本發(fā)明的燒結(jié)氣氛是在分解氨中燒結(jié)，可以提高合金的性能并形成良好的組織結(jié)構(gòu)；分解氨在810 835r下會分解為氮與氫氣；
⑦后處理:將燒結(jié)后的振子毛坯拋光后進行表面鍍鎳處理，經(jīng)檢驗合格后得到成品； 其中拋光分別進行粗拋工序與精拋工序，以改善燒結(jié)后合金金制件的幾何精度與表面粗 糙度；表面鍍鎳處理主要為了提高產(chǎn)品的抗腐蝕和抗氧化性與使用壽命等。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于采用了高比重鎢-鎳-銅合金材料制作手機振動 馬達的振子，具有高比重、高強度與高硬度的特性，以及膨脹系數(shù)小、抗腐蝕和抗氧化 性好；可以獲得良好的振動質(zhì)量、運行穩(wěn)定性與使用壽命，同時可以有效縮小手機振動 馬達的體積并降低成本；其次是工業(yè)自動化程度高、生產(chǎn)效率高、工藝操作簡易。


圖1為本發(fā)明實施例的工藝流程圖2為本發(fā)明實施例中電動粉末成粒機的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明實施例中金屬粉末壓機的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
手機振動馬達用振子材料，為高比重鎢-鎳-銅合金，其中鎢的含量為95~97wt%，鎳 的含量為2 3wt%，銅的含量為l~2wt%，且該鎢-鎳-銅合金的總純度^99.9wtM。采用 該高比重鎢合金制備的振子具有高強度與高硬度的特性，膨脹系數(shù)小、抗腐蝕和抗氧化 性好，振動質(zhì)量好、運行穩(wěn)定性高，使用壽命長。
如圖1所示，采用上述高比重鎢合金制備手機振動馬達用振子的制備方法如下
① 按上述比例準(zhǔn)備振子所用的金屬粉末原料；
② 混料將上述鎢-鎳-銅合金粉末在攪拌機內(nèi)攪拌混合22小時，得到混料A;攪拌
機采用本領(lǐng)域普通攪拌機即可。
③ 拌入粘膠劑向步驟②得到的混料A中加入SPB粘結(jié)劑，以1Kg混料A為基準(zhǔn)， SPB的加入量為2L，并攪拌均勻；然后通過碾料機擠入輸送帶上進行加溫烘干，得到 混料B;其中碾料機的前端溫度為75°C、后段溫度為85'C;然后將混料B送入篩分機
篩分，得到粒徑均勻的混料C;上述的碾料機和篩分機均采用本領(lǐng)域常見的機器即可。
SPB粘結(jié)劑采用湖南株洲硬質(zhì)合金成型劑廠生產(chǎn)的硬質(zhì)合金成型劑SPB。
④ 合金粉末成粒將混料C在電動合金粉末成粒機上成粒，得到粒度分布均勻的粉
末顆粒A，粉末顆粒A的粒徑為80~120目；。
本實施例采用專用的電動合金粉末成粒機，如圖2所示，該電動合金粉末成粒機包 括一上部帶立柱102的機架101;所述立柱102的上端設(shè)置有由電機103帶動的皮帶變速傳動裝置104;通過變速傳動裝置104的驅(qū)動，帶動擠刮器旋轉(zhuǎn)。
所述變速傳動裝置104的輸出軸105的下端連接連接軸106，輸出軸105的側(cè)面上 設(shè)有齒條107，所述變速傳動裝置104的殼體外部設(shè)置有操縱盤108，該操縱盤108固 定連接設(shè)置在變速傳動裝置104的殼體內(nèi)的齒輪(圖中未示出)，該齒輪與所述齒條107 嚙合，通過操縱盤108的轉(zhuǎn)動即可調(diào)節(jié)輸出軸105的長度。
如上所述的連接軸106的下端固定有連接板109，以連接軸106為中心，在連接板 109上對稱設(shè)置有二塊片狀擠刮板110;所述連接軸106、連接板109和擠刮板110構(gòu)成 擠刮器。其中所述擠刮板110的下端面為弧形，其側(cè)面與所述連接軸106的旋轉(zhuǎn)方向成
e角，所述e角可在3o 6o。選值；e角的設(shè)置主要是為了在擠刮板IIO旋轉(zhuǎn)時能產(chǎn)生一
定的擠壓力，使得合金粉末在該擠壓力作用下通過下述目篩lll時形成所需要的結(jié)合密 度的顆粒。本實施例中的e角為45°。所述擠刮板110的下端面為弧形。下述目篩111 的形狀為與所述擠刮板下端面相適配的弧形，本實施例中所用的目篩111為100目。
所述目篩111固設(shè)在成粒槽112的中下部。所述成粒槽112的下端設(shè)有出料口 113。 立柱102上設(shè)有與底座平行的橫梁114，所述成粒槽112固定在所述橫梁114上，并且 對應(yīng)于所述的出料口 113，在橫梁114上設(shè)有出料孔115。
將混料C置入目篩111上，然后，啟動電機103，通過皮帶變速傳動裝置104帶動 與所述輸出軸105相連接的連接軸106和擠刮板10旋轉(zhuǎn)；此時，目篩111上的原料在 擠刮板110的旋轉(zhuǎn)擠刮下，通過目篩111的目孔，形成合金粉末顆粒A，進入成粒槽112 的下部，經(jīng)出料口 113、出料孔115，落到置于成粒槽112下方的輸送帶116上，被輸 送至下一道工序。
⑤ 合金粉末顆粒篩選將粉末顆粒A在65t:下烘千，也可自然晾干，得到粉末顆粒 B;由于合金粉末顆粒在烘干后的粒度會產(chǎn)生變化，所以為確保粉末冶金過程的合金質(zhì) 量，需要將合金粉末顆粒B再次篩分，得到粒度分布均勻的合金粉末顆粒C;控制合金 粉末顆粒C的粒徑小于120目。
⑥ 壓鑄成型合金粉末顆粒的壓鑄成型是影響最終產(chǎn)品性能的關(guān)鍵步驟之一，壓鑄
過程如果施壓不均勻，將顯著地影響燒結(jié)合金密度的均勻性和使用性能。目前對于金屬 粉末顆粒的壓鑄成型有人工和電動兩種方式，本實施例采用專用金屬粉末壓機壓鑄成 型。
如圖3所示，該金屬粉末壓機包括壓料氣缸201、出料氣缸202、加料氣缸203、 模具204、機架205、加料桿206、料斗207、加料管、吹掃管(圖中未示出)、繼電器 (圖中未示出)、空氣壓縮機(圖中未示出)和頂柱211。
其中，所述的機架205包括豎向平行放置的左機柱254和右機柱255，上板251、 中板253、下板252分別固定在左機柱254和右機柱255的上部、中部和下部，上模板 固定柱256豎向固定在中板253上。所述的模具204包括上模板241、下模板243和模板242;模板242固定在左機柱254上，其上設(shè)有振子毛坯成型模腔244;上模板241 滑設(shè)在上模板固定柱256上，其上設(shè)有壓桿245，壓桿245的下端對準(zhǔn)模腔244，彈簧 212穿套在上模板固定柱256上且位于上模板241和模板242之間；下模板243放置在 中板253上，其上固設(shè)有頂桿246，頂桿246的上部部分插入模腔244內(nèi)，下板252上 開設(shè)有頂柱孔，頂柱211穿設(shè)在頂柱孔內(nèi)并且位于下模板243的下方。所述料斗207固設(shè)在上板251的外側(cè)面上，其出料口連接加料管的進料口；加料桿 206與加料氣缸203的加料活塞桿固定連接，且加料桿206位于模板242的上方，所述 加料管的下部穿過加料桿206，加料管的出口抵設(shè)在模板242的上表面上；所述的加料 氣缸203固定安裝在左機柱254上。壓料氣缸201固定安裝在上板251上，壓料活塞桿215對準(zhǔn)壓桿245且位于上模板 241的上方；出料氣缸202固定安裝在下板252上，出料活塞桿221對準(zhǔn)頂柱211。本實施例中的吹掃機構(gòu)為一根吹掃管(圖中為示出)，吹掃管的進氣口同時連接繼 電器和空氣壓縮機，其出氣口對準(zhǔn)被頂出的振子毛坯。所述的加料氣缸203、壓料氣缸201和出料氣缸202分別同時連接繼電器和空氣壓 縮機。將合金粉末顆粒C加入到料斗207中，合攏總電源，繼電器工作，空氣壓縮機向 加料氣缸203的進氣腔送氣，加料氣缸203的加料活塞桿推動加料桿206和固定在加料 桿206上的加料管向右移動，移動到模腔244上，加料管的出口與模腔244連通，合金 粉末顆粒C自動落入模腔加料；加料完畢，加料氣缸203在繼電器的控制下由加料活塞 桿231將加料桿206和加料管復(fù)位，加料管離開模腔口，其出口被模板242的上表面封 堵，金屬粉末不會漏出。加料完畢后，壓料氣缸201在繼電器的控制下由壓料活塞桿215 推壓其下方的上模板241和壓桿245下壓，壓桿245進入模腔244，模腔244內(nèi)的金屬 粉末顆粒C被壓鑄成型，得到振子毛坯；然后在繼電器的控制下，壓料活塞桿縮回，上 模板241和壓桿245在彈簧212的作用下復(fù)位。然后出料氣缸202在繼電器的控制下工作，出料活塞桿221伸出，將頂柱211向上 頂起，帶動其上方的下模板243和頂桿214—起向上頂起，振子毛坯被頂出模腔244。 此時在繼電器的作用下空氣壓縮機向吹掃管內(nèi)送入壓縮空氣，將成品吹落到收集器皿 (圖中未示出)中收集；然后出料氣缸202在繼電器的控制下放氣，出料活塞桿221復(fù) 位。該金屬粉末壓機可以使合金粉末顆粒C壓鑄成型的過程全自動化，并且壓鑄過程 施壓均勻。⑦ 燒結(jié)收集步驟⑥得到的振子毛坯，在分解氨的氛圍下，將振子毛坯在1250'C下 燒結(jié)2小時，并保溫18小時，然后用冷卻水快速冷卻。⑧ 后處理將燒結(jié)后的振子毛坯先進行粗拋工序，后進行精拋工序，以改善燒結(jié)后合金金制件的幾何精度與表面粗糙度；將拋光后的振子再進行表面鍍鎳處理，以提高產(chǎn) 品的抗腐蝕和抗氧化性與使用壽命等。檢驗產(chǎn)品，合格后得到成品。該后處理方法及設(shè) 備為常規(guī)技術(shù)和設(shè)備，在此不再贅述。 測試得到的振子成品。
1、 目測外觀本實施例得到的振子的外觀、輪廓較已知技術(shù)得到的振子的外觀、 輪廓更加光滑、平整、清晰；
2、 尺寸測試使用塞規(guī)檢測其孔徑，本實施例得到的振子1.2毫米的通過率》 98.5%，己知技術(shù)得到的振子的通過率為70 80%。
3、 壓力測試采用壓力計在300公斤的壓力下測試本實施例得到的振子和己知振 子，本實施例的振子的合格率為99%，而已知振子為80%。
振子的外觀和壓力測試是影響到振子振動質(zhì)量和使用壽命的關(guān)鍵指標(biāo)。由上述測試 可以得知，采用本實施例中的材料以及制備工藝制備的振子，其振動質(zhì)量和使用壽命更 優(yōu)秀。
權(quán)利要求
1、手機振動馬達用振子材料，為鎢-鎳-銅合金，其特征在于鎢的含量(為95～97wt％，鎳的含量為2～3wt％，銅的含量為1～2wt％，且該鎢-鎳-銅合金的純度≥99.9wt％，其余為不可避免的雜質(zhì)成分。
2、 手機振動馬達用振子的制備方法，其特征在于① 混料將鎢含量為95 97wt%、鎳含量為2~3wt%、銅含量為1 2wt。/。且純度^ 99.9wty。的鎢-鎳-銅合金粉末在攪拌機內(nèi)攪拌混合20-24小時，得到混料A;② 拌入粘膠劑向混料A中加入SPB粘結(jié)劑，以1Kg混料A為基準(zhǔn)，SPB的加入 量為1.8 2.2L，并攪拌均勻；然后通過碾料機擠入輸送帶上、在65 9(TC進行烘干，得 到混料B，將混料B送入篩分機篩分，得到粒徑均勻的混料C;(D合金粉末成粒將混料C在電動合金粉末成粒機上成粒，得到粉末顆粒A，所述 粉末顆粒A的粒徑為80 120目；④ 合金粉末顆粒篩選將粉末顆粒A在60 7(TC下烘干或者自然晾干，得到粉末顆 粒B;將合金粉末顆粒B再次篩分，得到粒度分布均勻的合金粉末顆粒C，所述粉末顆 粒C的粒徑為小于120目；⑤ 壓鑄成型在金屬粉末壓機上將合金粉末顆粒C壓鑄成型，得到振子毛坯；⑥ 燒結(jié)在分解氨的氛圍下，將振子毛坯在1150 1350'C燒結(jié)1.8 2.2小時，并保溫 15-20小時，然后用冷卻水快速冷卻；⑦ 后處理將燒結(jié)后的振子毛坯拋光后進行表面鍍鎳處理，以提高其精度并改善其抗氧化性和耐腐蝕性，經(jīng)檢驗合格后得到成品。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的手機振動馬達用振子的制備方法，其特征在于所述電動合金粉末成粒裝置包括機架、安裝在機架上的成粒槽，設(shè)置在成粒槽內(nèi)的目篩，所述 目篩的上方設(shè)有將所述目篩上的合金粉末擠刮落入成粒槽內(nèi)的擠刮器，所述擠刮器連接 驅(qū)動機構(gòu)，由所述驅(qū)動機構(gòu)帶動所述擠刮器轉(zhuǎn)動。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的手機振動馬達用振子的制備方法，其特征在于所述擠刮器包括連接軸，設(shè)置在連接軸下端的、并以連接軸為中心均勻?qū)ΨQ分布的至少兩塊擠 刮板，其中所述連接軸連接所述驅(qū)動機構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高比重鉤合金粉末成粒裝置，其特征在于所述擠刮板的側(cè)面與所述連接軸的旋轉(zhuǎn)方向成30-60°夾角。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的手機振動馬達用振子的制備方法，其特征在于所 述金屬粉末壓機包括加料機構(gòu)，壓鑄機構(gòu)，固定模具、加料機構(gòu)和壓鑄機構(gòu)的機架，成 品收集機構(gòu)，所述的加料機構(gòu)和壓鑄機構(gòu)分別通過加料氣缸和壓鑄氣缸連接繼電器，所述繼電器連接空氣壓縮機；所述的成品收集機構(gòu)、加料機構(gòu)、壓鑄機構(gòu)和空氣壓縮機通 過繼電器的控制按預(yù)定程序相繼動作。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的手機振動馬達用振子的制備方法，其特征在于所述加 料機構(gòu)包括料斗、加料管和加料桿，其中所述的加料管的進口與料斗的出料口連接，加 料管的出口端部固定在加料桿上，加料桿連接加料氣缸。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的手機振動馬達用振子的制備方法，其特征在于所述的 壓鑄汽缸包括壓料氣缸和出料汽缸，所述的壓料汽缸和出料汽缸分別通過控制模塊連接 空氣壓縮機；其中壓料汽缸固定在模具的上方，出料汽缸固定在模具的下方。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種手機振動馬達用振子材料及制備方法。其中振子材料采用純度≥99.9wt％的鎢-鎳-銅合金，其中鎢、鎳、銅的含量分別為95～97wt％、2～3wt％和1～2wt％。振子的制備方法包括混料、拌入粘膠劑、合金粉末成粒、合金粉末顆粒篩選、壓鑄成型、燒結(jié)、后處理等工序。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于采用了高比重鎢-鎳-銅合金材料制作手機振動馬達的振子，具有高比重、高強度與高硬度的特性，以及膨脹系數(shù)小、抗腐蝕和抗氧化性好；可以獲得良好的振動質(zhì)量、運行穩(wěn)定性與使用壽命，同時可以有效縮小手機振動馬達的體積并降低成本；本發(fā)明所提供的制備方法工業(yè)自動化程度高，生產(chǎn)效率高，工藝操作簡易，制備的成品性能好。
文檔編號C22C1/05GK101407882SQ20081012238
公開日2009年4月15日 申請日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者陳金岳 申請人:寧波成立技術(shù)開發(fā)有限公司