CN113321515A - 一种铁氧体磁芯用的烧结工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁氧体磁芯用的烧结工艺，选定箱式电阻炉并将铁氧体磁芯装入炉中并关闭炉门；以最大功率运转将炉内温度从室温依次提升至150℃±10℃、350℃±10℃、550℃±10℃、650℃±10℃、850℃±10℃、1050℃±10℃、1150℃±10℃，并分别维持不小于1小时、2.5小时、2小时、1小时、1.5小时、2小时、2.5小时；停止加热并保持炉门关闭不小于1小时，直至温度不高于1100摄氏度；炉门打开，维持2h‑3h，直至温度不高于900℃；炉门打开，维持时间不小于1h直至温度达到650℃‑700℃；炉门完全打开，直至冷却至室温。本发明使铁氧体磁芯上不会产生大量汽包，不影响铁氧体磁芯的结合性能，烧结后的铁氧体磁芯不会产生变形，外观色泽均匀，具有金属光泽，电感值较高。
Description
技术领域
本发明属于铁氧体成型技术领域，特别是涉及一种铁氧体磁芯用的烧结工艺。
背景技术
氧体磁芯是主要由铁(Fe)、锰(Mn)和锌(Zn)3种金属元素组成，通常被称为锰锌铁氧体。环形铁氧体磁芯由于没有气隙，且截面积一致，因此磁效应很高。
铁氧体磁环有非常多的规格尺寸，根据磁环的材质的不同，可供选择，而且可以使用不同的涂层简化绕制并提高击穿电压。
铁氧体磁芯是由致密匀质的陶瓷结构非金属磁性材料制成,有低矫顽力，亦称为软磁铁氧体。它由氧化铁(Fe2O3)和一种或几种其他金属(例如锰、锌、镍、镁)的氧化物或碳酸盐化合物组成。铁氧体原料通过压制，后经1300℃高温烧结，最后通过机器加工制成满足应用需求的成品磁芯,相比于其他类型的磁性材料，铁氧体的优点是磁导率很高，并且在广泛的频率范围内具有高电阻和涡流损耗小等优势。这些材料特性使得铁氧体成为制造高频变压器，宽带变压器，可调电感器和其他从10kHz到50MHz的高频电路等应用的理想材料。
而铁氧体在成型过程中，往往是需要通过将各个组分混合后通过挤压成型，然后再进行煅烧，而传统的煅烧过程中往往是将排水排胶在一起完成，但是由于两者挥发温度不同，往往造成铁氧体磁芯内部产生气泡，严重时还会导致磁芯变形，这样不仅降低磁芯的电感值影响磁芯的性能，还容易产生次品。
发明内容
为了克服上述的问题，本发明提供了一种铁氧体磁芯用的烧结工艺，解决传统技术中容易造成铁氧体磁芯变形的问题。
本发明所采用的技术方案是：
一种铁氧体磁芯用的烧结工艺，包括如下步骤：
步骤一：选定箱式电阻炉，并根据箱式电阻炉的最大装炉量确定实际装炉量，根据确定的实际装炉量将铁氧体磁芯装入箱式电阻炉中并关闭炉门，保证最大效率，同时优化产品质量；
步骤二：控制箱式电阻炉以最大功率运转将炉内温度从室温提升至150℃±10℃，维持150℃±10℃不小于1小时，排出产品中60％-80％游离态的水，避免后期产品结晶后水排出水使磁芯内产生气泡；
步骤三：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从150℃±10℃提升至350℃±10℃，维持350℃±10℃不小于2.5小时，排出产品中残余的游离态的水和70％-80％的结晶水，使表层的粘接剂开始挥发；
步骤四：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从350℃±10℃提升至550℃±10℃，维持550℃±10℃不小于2小时，排出产品中残余的结晶水，控制粘接剂在该温度下挥发10％-20％；
步骤五：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从550℃±10℃提升至650℃±10℃，维持650℃±10℃不小于1小时，控制产品中的粘接剂挥发总量不低于50％；
步骤六：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从650℃±10℃提升至850℃±10℃，维持850℃±10℃不小于1.5小时，控制产品中的粘接剂挥发总量不低于80％；
步骤七：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从850℃±10℃提升至1050℃±10℃，维持1050℃±10℃不小于2小时，至粘接剂完全挥发，进入烧结过程，产品开始固相烧结，原子扩散比较快，通过原子扩散把分散颗粒融合为整体，实现冶金结合；
步骤八：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从1050℃±10℃提升至1150℃±10℃，维持1150℃±10℃不小于2.5小时，维持该温度保证烧完成，得到致密的铁氧体磁芯；
步骤九：控制箱式电阻炉断电停止加热并保持炉门关闭不小于1小时，直至温度不高于1100摄氏度，防止产品中产生热应力避免开产品变形或开裂；
步骤十：控制箱式电阻炉的炉门打开，维持2h-3h，直至温度不高于900℃；
步骤十一：控制箱式电阻炉的炉门打开，维持时间不小于1h直至温度达到650℃-700℃；
步骤十二：控制炉门完全打开，直至冷却至室温。
其中，步骤一中实际装炉量为最大装炉量的80％-90％。
其中，步骤十中门缝不大于5cm宽。
其中，步骤十一中门缝不大于炉门总宽度的1/2。
本发明的优点如下：
本发明烧结工艺通过控制逐步排出游离态的水、结晶水以及粘接剂成分，使铁氧体磁芯上不会产生大量汽包，不影响铁氧体磁芯的结合性能，烧结后的铁氧体磁芯不会产生变形，而且外观色泽均匀，具有金属光泽，电感值较高。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的说明，但本发明并不局限于这些内容。
实施例1
一种铁氧体磁芯用的烧结工艺，包括如下步骤：
步骤一：选定30kw的箱式电阻炉(碳硅棒加热)，并根据箱式电阻炉的最大装炉量确定实际装炉量为350kg，将350kg的铁氧体磁芯装入箱式电阻炉中并关闭炉门；
步骤二：控制箱式电阻炉以最大功率运转将炉内温度从室温提升至350℃，维持不小于2.5小时；
步骤三：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从350℃提升至650℃，维持650℃不小于1小时；
步骤四：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从650℃提升至850℃，维持850℃不小于1.5小时；
步骤五：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从850℃提升至1050℃，维持1050℃不小于2小时；
步骤六：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从1050℃提升至1150℃，维持1150℃不小于2.5小时；
步骤七：控制箱式电阻炉断电停止加热并保持炉门关闭不小于1小时，直至温度不高于1100摄氏度；
步骤八：控制箱式电阻炉的炉门打开不大于5cm宽的门缝，维持2-3h，直至温度不高于900℃；
步骤九：控制箱式电阻炉的炉门打开不大于炉门总宽度1/2的门缝，维持时间不小于1h直至温度达到650-700℃；
步骤十：控制炉门完全打开，直至冷却至室温。
出炉后检测发现：铁氧体磁芯具有汽包，铁氧体磁芯具有均匀的金属光泽，在0.25V-0.3V电压，1KHz频率下检测电感L＝30μH。
实施例2
一种铁氧体磁芯用的烧结工艺，包括如下步骤：
步骤一：选定30kw的箱式电阻炉(碳硅棒加热)，并根据箱式电阻炉的最大装炉量确定实际装炉量为350kg，将350kg的铁氧体磁芯装入箱式电阻炉中并关闭炉门；
步骤二：控制箱式电阻炉以最大功率运转将炉内温度从室温提升至150℃，维持150℃不小于1小时；
步骤三：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从150℃提升至350℃，维持350℃不小于2.5小时；
步骤四：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从350℃提升至550℃，维持550℃不小于2小时；
步骤五：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从550℃提升至650℃，维持650℃不小于1小时；
步骤六：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从650℃提升至850℃，维持850℃不小于1.5小时；
步骤七：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从850℃提升至1050℃，维持1050℃不小于2小时；
步骤八：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从1050℃提升至1150℃，维持1150℃不小于2.5小时；
步骤九：控制箱式电阻炉断电停止加热并打开炉门，直至温度降低至室温。
出炉后检测发现：部分铁氧体磁芯变形，均具有金属光泽，但是部分金属光泽不均匀；在0.25V-0.3V电压，1KHz频率下检测电感L＝40μH。
实施例3
一种铁氧体磁芯用的烧结工艺，包括如下步骤：
步骤一：选定30kw的箱式电阻炉(碳硅棒加热)，并根据箱式电阻炉的最大装炉量确定实际装炉量为350kg，将350kg的铁氧体磁芯装入箱式电阻炉中并关闭炉门；
步骤二：控制箱式电阻炉以最大功率运转将炉内温度从室温提升至150℃，维持150℃时间达1小时；
步骤三：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从150℃提升至350℃，维持350℃时间达2.5小时；
步骤四：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从350℃提升至550℃，维持550℃时间达2小时；
步骤五：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从550℃提升至650℃，维持650℃时间达1小时；
步骤六：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从650℃提升至850℃，维持850℃时间达1.5小时；
步骤七：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从850℃提升至1050℃，维持1050℃时间达到2小时；
步骤八：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从1050℃提升至1150℃，维持1150℃时间达2.5小时；
步骤九：控制箱式电阻炉断电停止加热并保持炉门关闭不小于1小时，直至温度不高于1100摄氏度；
步骤十：控制箱式电阻炉的炉门打开不大于5cm宽的门缝，维持2-3h，直至温度不高于900℃；
步骤十一：控制箱式电阻炉的炉门打开不大于炉门总宽度1/2的门缝，维持时间不小于1h直至温度达到650℃-700℃；
步骤十二：控制炉门完全打开，直至冷却至室温。
出炉后检测发现：铁氧体磁芯无变形，具有均匀金属光泽，在0.25V-0.3V电压，1KHz频率下检测电感L＝100μH。
从以上实施例也可以得出本发明的烧结工艺克服了传统工艺中存在的变形和汽泡的问题。
指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种铁氧体磁芯用的烧结工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：选定箱式电阻炉，并根据箱式电阻炉的最大装炉量确定实际装炉量，根据确定的实际装炉量将铁氧体磁芯装入箱式电阻炉中并关闭炉门；
步骤二：控制箱式电阻炉以最大功率运转将炉内温度从室温提升至150℃±10℃，维持150℃±10℃不小于1小时；
步骤三：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从150℃±10℃提升至350℃±10℃，维持350℃±10℃不小于2.5小时；
步骤四：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从350℃±10℃提升至550℃±10℃，维持550℃±10℃不小于2小时；
步骤五：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从550℃±10℃提升至650℃±10℃，维持650℃±10℃不小于1小时；
步骤六：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从650℃±10℃提升至850℃±10℃，维持850℃±10℃不小于1.5小时；
步骤七：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从850℃±10℃提升至1050℃±10℃，维持1050℃±10℃不小于2小时；
步骤八：控制箱式电阻炉以最大功率将炉内温度从1050℃±10℃提升至1150℃±10℃，维持1150℃±10℃不小于2.5小时；
步骤九：控制箱式电阻炉断电停止加热并保持炉门关闭不小于1小时，直至温度不高于1100摄氏度；
步骤十：控制箱式电阻炉的炉门打开，维持2h-3h，直至温度不高于900℃；
步骤十一：控制箱式电阻炉的炉门打开，维持时间不小于1h直至温度达到650℃-700℃；
步骤十二：控制炉门完全打开，直至冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种铁氧体磁芯用的烧结工艺，其特征在于：所述的步骤一中实际装炉量为最大装炉量的80％-90％。
3.根据权利要求1所述的一种铁氧体磁芯用的烧结工艺，其特征在于：所述的步骤十中门缝不大于5cm宽。
4.根据权利要求1所述的一种铁氧体磁芯用的烧结工艺，其特征在于：所述的步骤十一中门缝不大于炉门总宽度的1/2。
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