錳鋅鐵氧體磁芯變形問題

◎譚翔濱

錳鋅鐵氧體磁芯變形問題

◎譚翔濱

本文主要針對不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，從成型局部密度、尺寸差、耐火材料、燒結(jié)工藝等方面控制產(chǎn)品變形，論述過程工藝主要控制點及主要影響因素，對改善產(chǎn)品變形起到理論指導(dǎo)作用。

錳鋅鐵氧體磁芯產(chǎn)品對比于鎳鋅產(chǎn)品和高導(dǎo)產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)相對較大，所以燒結(jié)之后容易存在變形，尺寸一致性差的問題，而對于同類結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，一般也都具有相同的規(guī)律，只要能找到根本原因，舉一反三，就可以找出各種產(chǎn)品的解決方案。

對于錳鋅產(chǎn)品的變形，究其原因主要有以下四個方面：

1.成型局部密度的控制。通過產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)和燒結(jié)之后的具體情況，制定最合理的成型局部密度和密度差標準，是控制變形的主要措施。衍生開來，由于通過頂壓等外在方法來調(diào)節(jié)局部密度一般都有局限性和負面影響，所以，合理的模具設(shè)計，包括裝料比，收縮放矢，尺寸差等的設(shè)計是關(guān)鍵。從某個角度上講，模具設(shè)計是解決變形最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。

2.尺寸差的控制。由于大多數(shù)產(chǎn)品需要采用疊裝或者對裝的方式裝燒，所以中柱與方腿的尺寸差的控制是對變形有一定的影響。疊、對裝產(chǎn)品最終的變形情況很大程度上取決于燒后的中柱與方腿的尺寸差，所以毛坯尺寸差要結(jié)合成型的中柱與方腿密度差異來設(shè)計，找個一個最合理的值，以改善疊，對裝的變形問題。

3.耐火材料和工藝衛(wèi)生的影響。對于扁寬的EE型連體產(chǎn)品尤為重要，主要影響底部變形。耐火材料的平整度，以及三明治板的工藝衛(wèi)生等對此類產(chǎn)品的底板變形是決定性的。而對于方腿較高，采用單裝的EC型產(chǎn)品（如EC40），工藝衛(wèi)生也是尤為重要。

4.窯爐客觀因素的影響。不同產(chǎn)品在窯爐的不同層數(shù)不同位置燒結(jié)，本身就存在著受熱不均，不同位置的產(chǎn)品，同一個產(chǎn)品的不同部位都存在這種情況。由于受熱不均，特別對于大產(chǎn)品，更加容易導(dǎo)致變形問題。軟磁鐵氧體的形成過程就是在高溫下離子擴散與接觸，并發(fā)生固相反應(yīng)的過程，因此，窯爐溫度曲線，進氣抽氣的量也都有可能對產(chǎn)品的變形產(chǎn)生一定的影響。

根據(jù)以上四個方面，對錳鋅功率常規(guī)的幾類產(chǎn)品的變形問題進行分析，歸類，找出規(guī)律，并得出基本點解決方案。

EC型磁芯

EC型磁芯是指由方形底板，圓形中柱和兩個內(nèi)側(cè)邊為弧形的方腿組成的有臺階磁芯，這類磁芯是傳統(tǒng)產(chǎn)品中的主要類型。按照其A尺寸大小，可分為3類：

第一類是A尺寸＜15mm的產(chǎn)品。此類產(chǎn)品一般全高和底厚都很小，例如EC12.7和EP12.9。由于產(chǎn)品體積小，方腿較矮，而且一般燒結(jié)采用單裝的方式，變形情況較少?？梢院雎猿叽绮睿?）和窯爐客觀因素（4）的影響，而成型局部密度控制（1）和耐火材料，工藝衛(wèi)生（3）有一定的影響。

第二類是A尺寸在20～35mm之間的產(chǎn)品。有幾個情況。

1.長徑比相對較低，即毛坯B尺寸在10mm以下的產(chǎn)品，一般都不存在變形或者變形小，所以對于密度差，尺寸差的要求不高。

2.長徑比相對較高，即毛坯B尺寸在11～18mm的產(chǎn)品，此類產(chǎn)品主要采用疊裝的方式，對密度差和尺寸差要求較高。如果中柱尺寸和中柱密度低，容易導(dǎo)致疊裝上一只內(nèi)收，下一只外張，反之亦然。改善此類產(chǎn)品的變形，需要從尺寸差，中柱與方腿的局部密度差，結(jié)合裝燒方式一起考慮，才能夠從根本上解決問題。

第三類是A尺寸＞39mm的產(chǎn)品，此類產(chǎn)品一般毛坯B尺寸較高，超過20mm，由于體積較大，考慮到排膠開裂和裝燒高度等問題，一般不采用疊/對裝，唯一能采用的方式是單裝。既然無法通過重力作用來消除由于B尺寸高而容易出現(xiàn)的變形，那么，成型密度差的控制就成了最主要的方法了。只有嚴格控制成型密度差，特別是底板和方腿的密度差，結(jié)合模具，來達到改善單裝變形的問題。從幾個月來的各種實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)來看，密度差的控制是主要措施，模具，主要是上模，即底板位置的更改，可配合密度差控制來達到改善的目的。

EFD磁芯

EFD型磁芯是指由底板，不對稱的方形中柱，兩方形方腿和封口薄片組成。特殊的結(jié)構(gòu)決定了其特殊的控制方式。由于中柱的不對稱，導(dǎo)致毛坯的上，下部分密度差異大，容易導(dǎo)致燒后產(chǎn)品的彎曲，只能通過控制密度線來彌補，具體不做分析。在這里主要討論上下變形的問題。由于存在封口薄片，所以EFD型產(chǎn)品與EC型等沒封口的產(chǎn)品的變形情況是完全不同的。

第一類是A尺寸＞30mm的產(chǎn)品，此類產(chǎn)品燒后一般都呈現(xiàn)內(nèi)收變形，即封口位置的A尺寸小。原因是由于封口薄片的體積小，長徑比高，填料困難，所以封口薄片的密度較低，而底板的密度一般較高，所以導(dǎo)致燒后上，下兩部分的收縮不一致，往往是上面（封口處）的收縮大，下面（底板）的收縮小，所以呈內(nèi)收趨勢。

為了改善變形，就需要提高中柱和方腿上半部分的密度來彌補封口密度低的缺陷。通過具體產(chǎn)品的生坯尺寸，算出各局部密度之間的關(guān)系，然后嚴格控制，能夠有效解決變形問題。

第二類是A尺寸＜20mm的產(chǎn)品，跟大產(chǎn)品不同，不存在封口，所以成型密度同EC型小產(chǎn)品控制。但是由于此類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特殊，結(jié)構(gòu)存在不對稱性，所以燒結(jié)之后容易出現(xiàn)變形，變形有兩種，垂直變形和單邊變形，單邊變形占主要部分。垂直變形通過成型密度和密度線的控制一般可有效改善。而單邊變形則無關(guān)成型，主要發(fā)生在燒結(jié)，情況較為特殊。

EDB型產(chǎn)品

EDB產(chǎn)品是指由方形底板，圓型中柱和兩方形方腿組成的有臺階產(chǎn)品。結(jié)構(gòu)與EC型產(chǎn)品類似，只有方腿形狀不同，所以一般情況同EC型產(chǎn)品控制。在實際生產(chǎn)的產(chǎn)品中，EDB產(chǎn)品一般B尺寸相對較低，毛坯B尺寸一般在15mm以下。所以燒結(jié)一般采用疊裝的裝燒方式。變形的問題主要是中柱與方腿尺寸差導(dǎo)致，所以，綜合考慮成型密度差控制和毛坯尺寸差的設(shè)計，找到合理的結(jié)合點。

以上是錳鋅鐵氧體磁芯三種主要類型的磁芯的變形情況淺析，由于結(jié)構(gòu)，成型壓制方式等的差異，導(dǎo)致變形的情況，變形的控制都有所不同。但是變形的情況都離不開最開始提到的四個基本因素。生產(chǎn)中不管遇到何種產(chǎn)品的變形，只要對癥下藥，找出根源，制定合理有效的措施，均可以改善和解決問題，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造效益。

（作者單位：廣東乳源東陽光磁性材料有限公司）