CN102190501A - 一种MnZn铁氧体粉料的预烧工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MnZn铁氧体粉料的预烧工艺，属于磁性材料技术领域，主要是通过对MnZn铁氧体粉料的预烧气氛(氧含量)进行控制，在预烧设备中通入氧含量30％以上的空气与氧气的混合气体，使预烧设备内部各点氧含量控制在10％以上，优选在15％以上，预烧MnZn铁氧体粉料的磁化度控制在3Am2/kg以下，对于大尺寸产品磁化度优选控制在2Am2/kg以下。本发明通过MnZn铁氧体制粉过程中预烧工艺的调整，可以从根本上解决MnZn铁氧体磁心生产过程中，经烧结后产品开裂的问题，特别是解决长度在60mm以上大尺寸产品的开裂问题，具有工艺简单，成本小，效益大的特点。
Description
技术领域
本发明涉及磁性材料技术领域，具体地，涉及一种MnZn铁氧体粉料的预烧工艺。
背景技术
目前，在正常的MnZn铁氧体磁心生产中，包括球磨、预烧、成型、烧结等步骤，但经烧结后产品经常会出现开裂问题，特别是长度在60mm以上大尺寸产品的开裂问题，严重地影响了产品的合格率。常规情况下通过成型及烧结工艺的配合改善可以部分减少开裂问题的发生，如通过减少粉料中PVA的加入量、延长升温烧结时间来减少开裂问题，但其不能从根本上解决磁芯开裂问题。
一般认为排胶开裂为磁芯开裂的主要原因，因此绝大多数开裂都被认为是排胶开裂，但实际上在排胶区升温速率正常、且抽风管道通畅的情况下，一般不会导致排胶开裂；而比较多的是另外一种开裂——升温区吸氧开裂；目前有加入红料的工艺，其可以增加粉料的可塑性，从而提高产品颗粒间的粘结力，但是由于量的限制也不能根本解决问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述缺陷，提出一种MnZn铁氧体粉料的预烧工艺，通过对MnZn铁氧体制粉过程中预烧工艺的调整，可以从根本上解决磁芯开裂问题。
实现上述目的的技术方案如下：
一种MnZn铁氧体粉料的预烧工艺，在预烧设备中通入氧含量30％以上的空气与氧气的混合气体，使预烧设备内部各点氧含量控制在10％以上，预烧MnZn铁氧体粉料的磁化度控制在3Am2/kg以下。
进一步地，所述预烧设备内部各点氧含量优选控制在15％以上。
进一步地，对于大尺寸产品，所述预烧MnZn铁氧体粉料的磁化度优选控制在2Am2/kg以下。
进一步地，所述预烧工艺中的预烧温度为800～1000℃，保温时间为20～90分钟。
进一步地，所述预烧工艺中的预烧设备为回转式预烧窑炉或箱式预烧炉，所述回转式预烧窑炉的保温时间为20～60分钟，箱式预烧炉的保温时间为60～90分钟。
在MnZn铁氧体烧结过程中300～700℃之间会有一个吸氧过程，吸氧过程会伴随着产品的收缩，收缩的程度和吸氧程度成正比，吸氧越剧烈、收缩越剧烈；当产品收缩产生的应力f1大于坯件中颗粒之间的粘接力f2时，颗粒就会分离导致夹生及开裂；这个过程从300℃开始，到700℃到达顶峰，在600℃左右会有一个尺寸变化的拐点，也就是最容易开裂的地方。
烧结过程中这个吸氧过程受粉料预烧的影响较大；当粉料在预烧过程中氧化充分，吸氧充足时，烧结过程中吸氧及收缩就会非常平缓，不会导致开裂；而如果粉料吸氧不充分，烧结过程中300～700℃之间吸氧过程就会非常剧烈，在600℃左右会导致开裂及夹生。
本发明主要是根据上述原理，通过在预烧设备中通入一定含量的氧气与空气的混合物，使预烧气氛(氧含量)及磁化度控制在一定范围内，同时随着预烧温度的提高，相应的氧含量也要提高，以控制磁化度达到目标值。磁化度可以用专用仪器检测，在没有专用仪器的情况下可以用以下经验公式计算得到：
σs＝(L2-L1)×83+0.89
其中σs为磁化度；
L1为空心线圈电感mH；
L2为装入预烧粉料的玻璃管放入线圈中测得的电感。
与现有技术相比，本发明通过MnZn铁氧体制粉过程中预烧工艺的调整，可以从根本上解决MnZn铁氧体磁心生产过程中，经烧结后产品开裂的问题，特别是解决长度在60mm以上大尺寸产品的开裂问题，具有工艺简单，成本小，效益大的特点。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
取MnZn铁氧体粉料，预烧设备为箱式预烧炉，分二组预烧，预烧设定不同的预烧氧气氛；见下表
经A、B组不同预烧工艺处理后的MnZn铁氧体粉料，经相同的工艺砂磨喷雾造粒，制成成品磁芯后，经A组处理后的产品开裂非常严重、经B组处理后的产品外观正常内外均无开裂现象，有效地解决了磁芯开裂的问题。
实施例2
取MnZn铁氧体粉料，在回转式预烧窑炉里进行预烧处理，在预烧腔体中通入含氧量为30％的空气和氧气的混合气体，使预烧设备内的氧含量为10％，预烧粉料的磁化度为3Am2/kg，预烧温度为800℃，保温时间为20分钟。
实施例3
取MnZn铁氧体粉料，在回转式预烧窑炉里进行预烧处理，在回转式预烧窑炉的预烧腔体中通入含氧量为40％的空气和氧气的混合气体，使预烧设备内的氧含量为15％，预烧粉料的磁化度为2Am2/kg，预烧温度为980℃，保温时间为60分钟。
实施例4
取MnZn铁氧体粉料，在箱式预烧炉里进行预烧处理，在箱式预烧炉的预烧腔体中通入氧含量为45％的空气和氧气的混合气体，使预烧设备内的氧含量为20％，预烧粉料的磁化度为1.2Am2/kg，预烧温度为1000℃，保温时间为90分钟。
将实施例2～4中经预烧处理的MnZn铁氧体粉料经常规成型、烧结等工艺制成成品磁芯，从根本上克服了磁芯开裂的问题，效果显著。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种MnZn铁氧体粉料的预烧工艺，其特征在于，在预烧设备中通入氧含量30％以上的空气与氧气的混合气体，使预烧设备内部各点氧含量控制在10％以上，预烧MnZn铁氧体粉料的磁化度控制在3Am2/kg以下。
2.根据权利要求1所述的MnZn铁氧体粉料的预烧工艺，其特征在于，所述预烧设备内部各点氧含量控制在15％以上。
3.根据权利要求1所述的MnZn铁氧体粉料的预烧工艺，其特征在于，所述预烧MnZn铁氧体粉料的磁化度控制在2Am2/kg以下。
4.根据权利要求1、2或3所述的MnZn铁氧体粉料的预烧工艺，其特征在于，所述预烧工艺中的预烧温度为800～1000℃，保温时间为20～90分钟。
5.根据权利要求4所述的MnZn铁氧体粉料的预烧工艺，其特征在于，所述预烧工艺中的预烧设备为回转式预烧窑炉或箱式预烧炉，所述回转式预烧窑炉的保温时间为20～60分钟，箱式预烧炉的保温时间为60～90分钟。
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