软磁铁氧体磁环生产过程

1、软磁铁氧体磁环生产过程日期：2012-5-3 19:14:00 来源：作者： 字号：小 | 中 | 大软磁铁氧体磁环生产过程：原材料检验：对各种原材料纯度及含杂量进行检验。配料：为粉料提供合适的化学成分。混合：使粉料均衡。预烧：使粉料初步铁氧体化,减少烧结变形粉碎：对预烧料颗粒进行破碎，并制成具有一定粒度及粘度的料浆。加醇搅拌：使料浆与PVA溶液充分混合。造粒：使料浆干燥成具有一定粒度的颗粒料。成型：将颗粒料压制成具有一定外形、尺寸和强度的坯件。烧结：使成型坯件进一步铁氧体化。磨加工：使磁心具有良好的尺寸精度,性能符合物理特性。检分：对产品进行分选并剔除不合格。包装：对产品进行有效包装，避免在

2、储存和运输中损伤。 1概述： 软磁铁氧体是由Fe、Zn、Mn或Ni的氧化物按一定比例混合，经预烧、破碎、造粒、压制成型、烧结和磨加工而成。软磁铁氧体分为MnZn铁氧体和NiZn铁氧体两类，MnZn铁氧体比NiZn铁氧体的产量和用量都要大得多。本文仅对MnZn铁氧体的批量生产工艺技术及质量控制进行简要描述。在软磁铁氧体的批量生产过程中，做好技术质量的控制工作十分重要。通过加强技术质量控制，提高产品合格率，是降低生产成本的重要途径之一。软磁铁氧体的批量生产技术质量控制，简单地说，就是要把以预防和控制为主的基本思想，贯穿于从原材料的选择开始直到产品交付使用的整个生产经营过程。 根据基础物理效应，一种

3、软磁材料不可能同时兼有各种有利的磁特性，在某些磁特性之间总是相互折衷的，如不能同时获得最高磁导率和最低功率损耗。在实际生产中，应根据用户的不同需求，有选择性地保证某些磁特性，比如在高电感元件应用中，应重点保证磁芯有高的电感因数AL；在电源变压器应用中，对功率损耗PC的要求更高一些；在回扫变压器应用中，需要磁芯有高的直流叠加特性。因此，在批量生产中，软磁铁氧体具有优异的磁特性并非是唯一重要的目标，在很大程度上要取决于其应用场合，其它诸如机械特性、外观质量、成本或交货期等也很重要，在某些场合下甚至更为重要些。而坚持预防和控制为主的基本思想，单从材料特性这一控制环节来说，就是要根据不同用户、不同磁芯

4、使用要求上的差异，选择不同配方或不同烧结工艺的材料，固化工艺，规范管理，实现“管理流程化、作业标准化”，把复杂的问题简单化，把简单的问题重复做好，这样方能避免出现差错和正确处理好产品质量、生产效率及产品成本之间的矛盾统一关系。2 软磁铁氧体批量生产的工艺技术及质量：软磁铁氧体的各制造工序对磁芯的特性、外观质量、成本、交货期等的影响有所不同。视企业工艺设备状况和工序匹配情况不同而定，技术质量控制是为生产和经营服务的，因此,必然要结合实际问题进行操作。1 原材料选择及配方提高软磁铁氧体特性的关键之一在配方(包括二次球磨中加杂)，喷雾干燥工艺另论。因此应重点选择好主配方料，要求主配方料的纯度要高、含

5、有害杂质如氯根、酸根等较少、化学活性和流动性要好、粒度分布适当、3种主配方料的比表面积匹配较好。就功率铁氧体来说，目前国内外制造商的配方大约为：Fe2O3（5354）mol、MnO（3540）mol、ZnO（812）mol之间。如PC44，有厂家取配方为：Fe2O3 53.3mol、MnO 36.5mol、ZnO 10.2mol。为促进固相反应、助熔、防止晶粒长大、改善材料性能及增加机械强度等，通常在配方中要加入一些有益的杂质，如Al2O3、HfO2、Nb2O5、TiO2、V2O5、Cr2O3、CaO、ZrO2、Pb3O4及CoO等，但要控制好添加量，过多反而有害。在本工序，应重点预防和控制原

6、材料的纯度并确保配方称量的准确性。2 备料以典型的氧化物法备料（湿式混料）工艺为例，该工序包括一次砂（或球）磨、一次喷雾干燥、预烧、二次球（或砂）磨、二次喷雾干燥等过程。一次砂（或球）磨的主要目的是保证主配方料混合均匀，从生产效率的角度，一般选择砂磨方式，时间仅需约1h即可（球磨则需要6h左右），料球水=122.50.60.7，并采用等径钢球。一次喷雾干燥的目的是将混合均匀的原料烘干、造粒，使其具有一定的密度，这有利于固相反应的进行和提高预烧效率，减少预烧中料在窑体内的粘壁现象。预烧时要根据所用的窑体（回转窑效果更好）和原料，确定合适的预烧温度和保温时间，这对成型生坯的收缩率、颗粒料（二次料）

7、的流动性、松装密度和二次烧结温度曲线的选择都有很大影响。一般软磁铁氧体的预烧温度在1000左右，用回转窑预烧的效果较好。经过预烧的坯料是多气孔、多缺陷、低密度的部分铁氧体化物质，将其用球磨机粉碎、研磨制成利于压制成型的粒度，这道工序习惯上称为二次球磨，球磨时间约需1216h，以确保颗粒料的平均粒径在1m以下。加杂通常在二次球磨时进行，同时加入一些粘合剂如聚乙烯醇（PVA）以满足干压成型的要求。备料工序的最后一步是在喷雾干燥器中造粒，将粉料制成具有良好流动性、有一定强度和粘度的颗粒，以利于成型。干压成型要求颗粒料的含水量在0.20.4、粒度在100350m为宜，而且最好呈正态分布(150300m

8、占80以上)，同时要求松装密度1.32g/cm3，这将减少成型坯件起层和减少颗粒料填充模腔时的“拱桥现象”，从而改善成型生坯的强度和密度均匀性。在本工序，应重点预防和控制二次球磨后颗粒料的平均粒径、颗粒料的粒度及其分布、松装密度、含水量、粘合剂的质量和加入量等。3 成型成型是软磁铁氧体制造过程中的关键工序之一，干压成型是经常采用的成型方式。成型的质量对磁芯的几何尺寸、外观、电磁性能都有极大影响。成型坯件密度的均匀性尤为重要，坯件密度不均匀，会导致烧结产品出现开裂、起层、变形等缺陷，这些缺陷常见于罐形、高度高臂薄的EC、EEL形等磁芯中。成型是批量生产中控制难度最大的工序之一，它对颗粒料的粒度、

9、流动性、粘结性、模具、压机以及调试人员、操作人员的要求都较高。压机操作不当、使用颗粒料的特性不好、或模具设计不到位，都会造成产品微观结构的不均匀，内部出现裂纹。颗粒料的流动性决定着颗粒料在模腔中的填充速度和填充效果；模具设计应根据产品形状、坯件的收缩比、颗粒料的装料比、可成型性等，综合考虑其压制方向、相关尺寸、模腔高度、凹模脱坯锥度。在本工序，应重点预防和控制不同特性颗粒料的选择和使用、生坯重量、磁芯底厚及密度的均匀性，严防内部开裂或起层的产品批次流入下工序。4 烧成烧成直接决定软磁铁氧体的最终组成、相的分布、晶粒大小、致密性、尺寸、外观及性能。烧成应根据所用烧结设备、预烧温度高低、预烧料的收

10、缩性、粘合剂的种类和加入比例、产品性能要求、形状及大小、装坯重量和方式等方面的不同，确定合适的烧结温度及烧结曲线。一般来说，在升温阶段（约从室温到500），主要是坯件内水分、粘合剂和润滑剂的挥发过程，此时须缓缓升温以避免坯件开裂；此后是坯件逐渐收缩阶段，升温速率可适当提高，但从900到1200，升温速率要适当，因为这一段烧成影响着磁芯晶粒的大小、均匀度、气孔率及分布等；到最高烧结温度后，应有一个35h左右的保温段；在降温阶段，冷却速率及氧含量对产品的电磁性能及合格率也有很大影响。在烧成工序，应重点预防产品粘连、变形和开裂；重点控制氧含量、窑尾气压的变化以及产品外型尺寸和性能的一致性。根据用户和

11、产品的不同要求，规范工艺，实行定窑、定温、定气氛、定摆坯方式和定期疏通排胶管道的标准化作业模式。5 磨加工经烧成的不可以直接使用（环形类除外），大部分必须经过磨加工才能获得满足用户要求的机械尺寸和外观。磁芯的磨加工方式通常有直线通过式、圆盘通过式和圆盘周期式手动磨床等。直线通过式的加工效率很高，但它需要下垫砂带、钢带，而且磁芯相对于台面也在移动，因此其精度较差，对电感量一致性要求较高和用户需要批量开气隙的磁芯，该种加工方式会存在隐患。采用圆盘周期式磨床加工时，由于磁芯与台面相对固定，且不垫任何介质，因此加工精度较高，适合于加工小型磁芯，其缺陷是磁芯磨损（掉块）会严重一些。提高磨加工产品质量的一致性，要精选钢带、砂带，必要时，根据产品的磨加工特点，制作一些专用夹具可很好地保证批量磨加工的一致性。此外，磁芯上的烧结粘连异物如钢玉砂、料粉、毛刺等的处理也相当重要，清除不干净会导致产品磨斜、表面不平整、尺寸偏差大、电感量及功率损耗散差较大等不良后果，因此在加工前，对磁芯进行简单的分选和处理也是非常必要的。本工序应重点预防操作人员的倾向性加工错误，重点规范磨加工进刀速度、不同产品的磨加工设备选择和加工方法，以确保产品尺寸和电感量等参数。6 分选及