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1、MNZN铁氧体磁芯烧结工艺概述MNZN铁氧体烧结工艺概述     前言   软磁铁氧体经过40多年的发展,其工艺已日趋成熟、稳定,各企业问的差异在日渐缩小,例如配方和烧结工艺,也无多少技术秘密可言,但大规模稳定生产高质量软磁铁氧体就比较棘手。这是因为软磁铁氧体材料牌号繁多,磁芯形状、尺寸各不相同,用户对品质的要求越来越高,对交货期要求大大缩短,而磁芯制造商为控制成本,降低经营风险又必须大量减少库存(这将在一定程度上缩短了生产和技术准备周期),这都给批量生产带来许多困难。批量生产中的症结出现在备料、成型、烧结、磨加工和分包等各个环节,工艺技术及质量控制也应紧紧贯穿于这些环节中。 l  

2、 软磁铁氧体生产的工艺流程及质量控制基本思想   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牛

3、产经营过程。   许多工艺技术人员认为,达到优异的磁性能是磁芯生产中技术质量控制的最重要目标,其实这是一种较片面的认识。根据基础物理效应,一种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、

4、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控制   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。表1直观地概括了这种相关性。当然,表1中的评价也较为主观,可能因企业工艺设备状况和工序匹

5、配情况不同而异,但它指出了整个软磁铁氧体生产和经营中的关键问题。技术质量控制是为生产和经营服务的,因此,必然要结合这些实际问题开展工作。   2.1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),因此应重点选择好主配方料,要求主配方料的纯度要高、含有害杂质如氯根、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:Fe203(53~54)mol~A)、MnO(35~40)m01%、ZnO(8~12)m01%之间。如PC44,有厂家取配方为:Fe20353.3m01%、Mn036

6、.5m01%,、Zn010.2mol%。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A1203、HfO3、NbO205、TiO2、V2O5、Cr2O3、CaO、ZrO、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材料的纯度并确保配方称量的准确性。2.2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l

7、h即可(球磨则需要6h左右),料:球:水=1:2~2.5:O.6~O.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)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

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