大磁心在生产制造过程中开裂变形的控制研究

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1、大磁心在生产制造过程中开裂变形的控制研究徐敏，孙建华，徐定中，吕保海，张俊英(河北美格电子科技有限公司，河北邯郸054103)摘要：本文叙述了大磁心在制造过程中易出现质量缺陷的控制，并提出了解决此类质量问题的研究成果。关键词：大磁心开裂；变形控制1前言凡是从事铁氧体生产工艺、材料研究的人员都知道，铁氧体磁心材料属于无机非金属材料中的功能陶瓷材料，简单地讲就是特种陶瓷材料，其主要工艺设备是从陶瓷工业，粉末冶金工业和化工工业中借用的，它的生产工艺概括地讲属于陶瓷工艺，设备决定了工艺，而工艺又最终决定了材料

2、性能和产品质量状况。因此铁氧体磁性材料具备陶瓷材料的基本特性，在铁氧体制造行业产品的外观质量缺陷(变形，开裂，掉块等)，尤其是大磁心的外观质量一直困扰和制约着我们的生产，产品合格率较低，由此引起的废品损失是相当惊人的，针对这一现状，结合大磁心生产制造中易产生的缺陷进行控制研究，从而有效的抑制了磁心产品质量缺陷的产生且取得了较好的效果。2研究与实施众所周知，陶瓷材料的结合力主要为离子键、共价键或离子一共价混合键，这些坚固的化学键赋于陶瓷材料的高熔点、高强度、耐磨损、化学稳定性好、耐氧化，和抗腐蚀等优良品

3、质，但陶瓷材料的致命弱点是塑性变形能力差，易发生脆性破坏，性能的重复性和一致性很难控制，这是由于其显微组织的不均匀性和重复性造成的。正是由于陶瓷材料具有上述这些特点，在生产制造过程中不可避免地带来了磁心开裂，变形等质量缺陷，如何在生产制造过程中控制这些质量缺陷的产生将是我们研究解决的重点，图1示出了软磁生产工艺流程简图。注s★为关键工序图1首先从软磁铁氧体整个制造工艺入手，分析研究产生产品开裂，变形的诱发因素，紧紧抓住导致产品开裂、变形等因素的少数关键点，如：粉体制备，成型，烧结等主要制造工序，从而有

4、效地改善和控制产品开裂，变形的产生。针对软磁铁氧体材料的基本属性，从软磁铁氧体产品的制备工艺入手，找出诱发产品开裂因素，经大量试验表明，一为粉体制备工艺的预烧(IⅨ)工序；二为喷雾造粒(SD)工序粉体参数的质量控制，三为坯件成型工艺参数的质量控制，四为烧结产品的质量控制，下面就这四个方面进行讨论分析。2．1预烧工序的质量控制大家知道，RK在粉料制备中是关键工序，因为它是经混后的Fe203、MnO，ZnO原料在一定温度下进行预烧结后使其初步形成MnFe204和ZnFe204的全过程，见①、②两式。Mn3

5、04+3Fe203二3MnFe204+1／202T①ZnO+Fe203：竺：-ZnFe204②同时预烧温度，抽排气状况、预烧时间、进料量大小、回窑转速、预烧粉料的出口温度等因素直接关系到预烧在预烧过程中氧化程度，若预烧料氧化不充分，会使坯件在最终烧结过程中带来两个问题。A：在最终烧制过程中由于坯件各部分收缩不均匀，从而产生内部应力不断增大，在某些严重情况下，由于这些收缩差所带来的变形使得应力集中于整个局部，会在核心部产生裂纹。B：如果预烧温度过低，在最终烧结过程中，由于温度的急剧升高，使得坯件重新氧化

6、即产生热膨胀效应，会使产品产生裂纹。如图二示出了坯件在烧制过程中裂纹产生的原因之一。134预烧温度过低坯件烧结中的坯件烧结后的产品图2针对上述现象分析，选择合适的预烧温度曲线，严格控制RK的迸料量和回转窑转速，确保RK料的出口温度(200℃以下)加强粉料的参数的检测(dt，Mdd)使至达到标准规定要求。这样才能抑制上述质量问题的出现。d-RK料的拍击密度(∥cm3)Md：RK料的磁化度(Uh／g)d：RK料的一次粒子径(um)2．2SD料的质量控制由于铁氧体属于脆性材料，为了赋于其成型所要求的形状，必

7、须对其粉料进行可塑化，粉粒的可塑化是使凝集成大小适度的颗粒和一定的松装密度，从而提高粉料的流动性，若造粒操作不当，会使成型体产生高密度分布或低密度分布或高低密度混合分布，这样在大磁心烧结过程中由于坯件密度不均匀导致产品裂纹的产生，另外为了适应较大产品的成型应对粉料进行精加工，如增加调湿工艺，选择合适的水含量(H20约0．3～0．35％)，适当添加润滑剂，(提高粉料滑动系数)这样才能有效地控制大产品在成型烧结过程中产生的裂纹和变形，确保SD粉料参数(dp，H20，如颗粒分布等)符合规定的标准要求。DD：

8、SD料的松装密度(g／cm3)H20％：SD料水含量a：SD料流动角图3示出了粉体流动性对成型的影响。瓜戚粉体流动性好粉体流动性不好成型密度分布均匀成型密度分布不均匀图32．3坯件成型的控制及要求氖对模具的要求模具的配合精度要高，同时模具对坯件的成型具有高的光洁度，这样才能充分保证成型在模具中运动自如，而不受阻碍，减少应力的产生。b．对设备的要求在坯件压制过程，设备必须具有顶压和预加载功能，及二次成型过程和减缓坯件膨胀过程，确保坯件在成型过程中密度分布的