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锰锌铁氧体生产工艺培训 1 目录 一 器件对磁心要求二 工艺流程概述三 制粉工艺四 成型工艺五 烧成工艺六 研磨清洗工艺七 几个产品的质量问题八 机加工制样 2 一 器件对磁心的要求 1 磁心在器件中的作用磁心顾名思义 导磁的芯子 根据利用磁性材料的特征可分为a 利用高频导磁性 用与各电感器变压器b 利用居里温度特征 温敏控制元件c 利用损耗特性 抗EMI滤波器 磁心作用 a 为器件提供磁路 所有形状磁心b 为线圈提供支撑和空间 各类E型 I型 U型磁心 3 2 器件对磁心的要求 形状要求a 用于磁心上绕线时 4 B 用于单纯导磁时磁心形状一般为柱形或条形如 电磁炉磁条彩电CRT管磁条自行车发电机磁条C 用于吸收电磁波时环状 套状 板状 5 机械性能要求因磁性在使用时需要绕线或拼装 磁心在交变磁场中工作时会磁致伸缩或发热 故磁心要有一定的机械强度 6 电磁性能要求磁心在使用中主要利用其导磁损耗或温敏等电磁性能 以达到增加电感 传输功率 吸收电磁波 传导磁场等功用 故磁心要具备相应的电磁性能 磁心的电磁性能影响因素 a 磁心材料的特性b 磁心的形状 尺寸 气隙 接合面c 磁心的外观 如裂纹 掉角等 7 二 工艺流程概述 1 工艺本质含Fe MnZn工艺成份为Mn Zn FeO的原料有一定形状 尺寸电磁机械性能的磁心2 从制造工艺方法来看采用陶瓷工艺四个主要工序 制粉成型烧结磨加工3 从采用原料看只有制粉不同 分为共沉淀法 氧化物法和喷雾焙烧法 8 三 制造工艺 1 方法概述盐类共沉淀法制粉喷雾焙烧法工艺全干法 部份偏转采用 氧化物法半干法 锰锌铁氧体在用 湿法 十厂在建的一条生产线 9 2 制粉工艺流程 半干法和湿法 干法和湿法是从原料混合和粉碎两道工序采用的是否加水的方法而区分 原材料化验分析 配料 干法振磨 湿法砂磨 预烧 粉碎 喷雾造粒或 机械造粒 10 3 原材料分析化验锰锌铁氧体原材料有三种 氧化铁 Fe2O3 钢铁厂酸洗液制氧化锌 ZnO 由锌锭氧化而成氧化锰 MnO 由锰锭氧化而成原料要求 纯度含杂量 尤其是SiPKNa 粒度 11 4 配料 半干法与湿法的配料工艺相同 按照最终铁氧体成份中Fe Mn Zn的比例计算Fe2O3 Mn3O4 ZnO的加入比例以保证产品的最终成份符合要求 配料一般用电子称进行称量 配料不准会造成最终产品成份的偏离 致使磁性能达不到要求 12 5 混合目的 将原料进行充分混合或磨细 以便进行固相反应 以使产品达到成份的均匀性 设备 干法混合用强混机加振磨机方式 湿法混合用搅拌罐加砂磨机方式产品质量参数 混合料的均匀性 混合料的粒度干湿法比较 干法 工艺简单 成本低 适合低档材料 湿法 混合均匀但需将水份除掉 成本高 适合制造高档材料 13 6 干燥 目的 将湿法混和料浆的水份除去以便对原料进行预烧 干法料无此工序 设备和工艺 常采用两种干燥方法a 压滤方法 将料浆的水份用压滤机压滤出来b 喷雾干燥法 将料浆的水份用喷雾干燥设备蒸发掉 两种干燥方法比较 a 压滤方法 成本低 但产品不易均匀化b 喷雾干燥法 成本高 但产品均匀 14 7 预烧 目的 将混合好的原料进行初步的固相反应 以减少烧成工序固相反应剧烈程度和减少烧成工序的收缩变形 设备和工艺 我公司有两种方法和设备a 煤窑预烧 化学反应时间长但不均匀b 回转窑预烧 化学反应时间短但均匀 工艺参数 温度时间气氛 15 8 粉碎 目的 预烧料中加入一定比例的水和添加剂 研磨成一定粒度的料浆 以便于喷雾造粒 同时增加料的活性 以便于烧结 设备 砂磨机 工艺参数 研磨时间料浆粒度料浆粘度 16 9 喷雾造粒 目的 将加入胶合剂的砂磨料浆在喷雾造粒塔中干燥成一定尺大小的球形颗粒以便于成型 重要性 球形颗粒的粉末的流动性好便于成型充填模具 也便于成型时排气 对自动成型极为有利 设备 喷雾干燥塔料浆泵 料粉参数 颗粒分布松装密度含水量 17 四 成型工艺 1 目的 在该工序利用成型设备获得磁心所需要的形状2 设备 压机 模具压机 常用的 3t 10t 16t 45t 50t少用的 100t 200t 400t3 成型毛坯参数 坯重 坯高 底厚 密度 18 4 成型需注意的几个问题 毛坯的形状能从模具中脱出 例如工字型的这种两头大中间小的不能脱模 侧面的圆弧面要有0 2mm以上的直段 19 EE型和UU型磁心有些有两种成型方向 立压和躺着压立压的磁心 A B D尺寸很难调整 但是E F尺寸可调整 根据模具设计的具体尺寸 平压的磁心 D尺寸可根据模具设计情况调整 但AB FF 尺寸是不能调整选用成型方向时还要考虑磨加工面 毛坯尺寸与成品尺寸的比例大约在1 16 1 19之间 20 5 压力计算和压机选用a 根据形状决定成型方向原则 首先 考虑放在哪个方向压可脱模 其次 产品公差要求严的尺寸放在水平方向 再次 成型部份毛坯的宽度与高度尺寸之比最好在0 15 7之内 b 估算成型压力成型压力 产品垂直投影面积 1 2 2 1 5 产品垂直投影面积 2面积单位 cm2成型压力 tc 确定压机压机最大压力 压机标称压力 0 75压机成型压力 压机最大压力压机型号 3t 10t 16t 45t 50t 100t 200t 400t 21 6 压机类型 有单冲压机和旋转压机单冲压机成型一致性好可压复杂形状产品 但效率低一些旋转压机一致性差模具费用高 但效率高 适宜成型小的简单形状的量大的产品另外单冲压机也可以一模多件 22 五 烧成工艺 1 目的 在高温和合适的气氛条件下 铁氧体材料进一步固相反应收缩烧结达到产品的尺寸 各种电气和机械性能的要求 2 烧结设备 钟罩炉推板炉 23 3 烧结工艺a 排胶段 低于400 空气气氛下PVA和水份排出 升温太快会造成排胶开裂b 升温段 一般是在空气气氛下最高烧结温度 约1350 1400 以前的这段 c 保温段 一般氧含量3 10 之内 温度1350 1400 保温3 5小时 在该段产品充分致密化d 降温段 氧含量随温度降低应减少直至约50ppm氧气浓度 该段氧含量控制不好会造成氧化或还原 产品磁特性恶化 24 4 烧结注意问题 开裂 升温太快或堆积太密会造成排胶开裂 变形 毛坯装烧时毛坯与垫板之间摩擦力太大或毛坯成型密度不匀会造成产品变形 粘连 毛坯之间隔离不好会造成毛坯粘连 晶斑 材料制造含杂太多或毛坯上有灰尘 以及烧结温度太高会形成晶斑 性能不合格 烧结气氛和温度控制不好会造成性能不合格 25 六 磨加工清洗工艺 1 工艺目的 a 将配合面磨平或抛光减少漏磁或提高ALb 开气隙提高性能c 使形状和尺寸达到要求d 清洗掉磨加工碎屑和污渍2 设备 通过式磨床圆盘磨床开气隙磨床超声波清洗烘干机 26 3 几个技术问题a 开气隙 将磁路截断留有一段空隙即为气隙 开气隙部位一般在有线圈的脚上以减少漏磁 开气隙后AL明显下降 直流叠加性能和Q值会提高 通过式磨床开气隙最小值一般在0 07mm以上 手工磨床开气隙最小值一般为0 02mm 公差为0 01mm 开气隙质量要求为气隙面要平 气隙间隙要均匀 27 b 研磨面粗糙度与抛光研磨面粗糙相当于开了气隙 使电感系数下降 为了提高电感系数 高导类产品常常将研磨面镜面抛光 相当于减少了气隙深度提高了电感系数 c 背部研磨有些磁心要求背部平整或尺寸公差要求严格需背部研磨 28 4 研磨质量问题a 尺寸超差b 磨偏c 掉边和开裂d 电感系数超差 粗糙度和气隙深 通常气隙和电感系数只要求一个e 清洗不干净或发往客户产品长出黑斑或水印 29 七 几个产品质量问题 性能不良功耗 直流叠加 Q值 阻抗 破坏强度AL值 THD Bs 耐压 居里温度 尺寸不良主要尺寸不良 产品变形 磨偏 辅助尺寸不良 外观不良开裂 掉角 毛刺 倒角 掉漆 污渍 包装不良破损 管理不良缺数 混装 30 1 功耗 Bs 直流叠加 AL值几类不良除与材料本身特性有关外还与产品的尺寸有关 若产品截面积大一些 这些特性会好一些 2 AL值除与材料产品尺寸有关外还与研磨面的粗糙度 气隙深度以及测