CN108675781A - 一种大面积铁氧体烧结工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大面积铁氧体烧结工艺，其主要步骤为，将待烧结的生磁片平放堆叠在以氧化铝为主要组分的承烧板上，再在生磁片的最上层加盖一块具有合适重量的洁净盖板，生磁片同盖板的组合可以是单层盖压，多层盖压，也可以多层叠加盖压，然后将生磁片叠层和盖板的组合体通过一块推板匀速送入烧结炉中进行五个温度区间的烧结。相较于常规磁片不加盖压的烧结，本发明的加盖压烧方式更易于操作；盖压后铁氧体生磁片表面温度更均匀；盖压重量选取合适可以避免铁氧体生磁片在高温发生固相反应产生收缩带来的各种变形、气泡等外观不良，大大提高生产良率；盖压材质成本低，材料选择多样并可重复使用，大大降低了生产成本。

Description

一种大面积铁氧体烧结工艺
技术领域
本发明属于软磁铁氧体烧结技术领域，具体涉及一种大面积铁氧体烧结工艺，适用于制作高性能高生产良品率的外观长宽尺寸100-500mm，厚度为0.02mm-0.5mm的大面积有限厚度的铁氧体磁片。
背景技术
随着无线充电和NFC技术的发展， 对软磁铁氧体的性能和物理尺寸提出了新的要求， 其中对物理尺寸的要求已经超过了传统铁氧体制作工艺的极限。现如今，由于无线充电和NFC的应用已经急速地渗透进人们的生活当中，特别是在消费电子、医疗电子、工业电子等相关领域发展更为迅速，因此大面积铁氧体磁片的采购需求呈井喷趋势，行业正处于黄金发展时期。
传统的铁氧体制作技术涉及制粉，流延，烧结和碎磁覆膜等工序。其中，烧结工序决定铁氧体晶相，是最为关键的一环。在烧结的高温区和保温区，生磁片各物质间发生固相反应，晶相开始逐步形成直至稳定，这个过程生磁片开始收缩产生形变。一般的烧结工艺的形变自由度高，可以在平面和垂直三个方向都产生形变。对于大面积有限厚度的铁氧体，烧结后其表面特别容易变形、开裂、粘附颗粒或者产生气泡。因此如何提高烧结技术，生产出外观平整无瑕疵的铁氧体磁片是摆在行业技术人员面前需要克服的技术难关。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大面积铁氧体烧结工艺，以满足无线充电和NFC技术对软磁铁氧体性能和物理尺寸的新要求。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种大面积铁氧体烧结工艺，具体包括如下步骤：
步骤1）用除尘轮将以氧化铝为主要组分的承烧板表面颗粒清除干净；
步骤2）将生磁片撕膜后，用软毛刷将所述生磁片表面刷平整，并将所述生磁片表面的颗粒杂物清除干净；
步骤3）在所述承烧板的中央平放一片或平放堆叠若干片洁净的所述生磁片；
步骤4）用除尘轮将盖板表面的颗粒杂物清除干净；
步骤5）将洁净后的所述盖板直接盖在所述生磁片的最上层，形成一组加盖生磁片组；
步骤6）在放有所述加盖生磁片组的所述承烧板的四周分别设置一个垫脚，在四个所述脚垫上安放下一块洁净的所述承烧板，并继续在其中央继续平放一片或平放堆叠若干片洁净的所述生磁片，循环作业后，形成一摞待烧结产品；
步骤7）将一摞所述待烧结产品放置在耐高温的推板上，并以一定速度在所述烧结炉的炉膛中匀速推进；
步骤8）所述推板带动所述待烧结产品在一定的时间内，依次通过所述烧结炉中的排胶区、升温区、高温区、保温区、降温区这五个不同烧结温度的区域后完成烧结；
步骤9）烧结完成后的铁氧体磁片通过碎磁和覆膜工艺，继续完成制作，形成成品。
进一步的，每一组所述加盖生磁片组中，所包含的所述生磁片的层数为1-10层，具体层数根据工艺设置而定。
进一步的，所述盖板的尺寸大于所述生磁片的尺寸，使得所述生磁片的表面被所述盖板完全覆盖住；所述盖板的平面度≤1mm，包括开孔和不开孔的形态；所述盖板的重量为烧结前的所述生磁片单片重量的2-20倍；所述盖板采用耐1500℃高温且在高温下不与铁氧体发生反应的材料。
进一步的，所述垫脚的高度为1mm-10mm，且必须超过所述加盖生磁片组的总厚度。
进一步的，本发明的盖压烧结技术适用于传统的铁氧体制造中采用的烧结炉，所形成的一摞待烧结产品中，可以只包含一组加盖生磁片组，也可以按照上述方式叠加若干组加盖生磁片组，只要最终形成一摞所述待烧结产品的总高度小于所述烧结炉炉膛的有效高度即可。
进一步的，所述推板的厚度为30-50mm，所述推板在所述烧结炉中的推进速度为10-30mm/s，整个烧结时间为20-40小时。
进一步的，本发明的盖压烧结技术在五个烧结温度区间实现，所述排胶区内的烧结温度为0-500℃，所述升温区内的烧结温度为500-900℃，所述高温区内的烧结温度为900-1200℃左右，所述保温区内的温度为1200℃左右，所述降温区内的温度为1200℃左右至常温。
值得注意的是，上述五个温度区间只是本发明的较佳实施例，本发明的盖压烧结技术的温度区间和温度参数不限于以上所述的五个温度区间和温度设定。
其中，所述排胶区、所述升温区和所述降温区的温度设定后，上下浮动不超过±10℃，所述高温区和所述保温区的温度设定后，上下浮动不超过±5℃。
本发明提供了一种新的铁氧体盖压式烧结技术，在选取合适的盖板对叠层的生磁片进行加压烧结后，在烧结高温区和保温区发生固相反应产生收缩时，可以限制生磁片在Z方向的形变，而把其收缩形变限制在平面的X、Y方向，这样烧结出来的产品，将避免各种变形、气泡凸起等外观不良，大大提高平整无瑕疵的外观良率。
因此，相较于常规磁片不加盖压的烧结，本发明的加盖压烧方式有如下有益效果：
（1）易于操作；
（2）盖压后铁氧体生磁片表面温度更均匀；
（3）盖压重量选取合适，可以避免铁氧体生磁片在高温发生固相反应产生收缩带来的各种变形、气泡等外观不良，大大提高生产良率；
（4）盖压材质成本低，材料选择多样并可重复使用，大大降低了生产成本。
本发明适合用于制作高性能高生产良品率的外观长宽尺寸100-500mm，厚度为0.02-0.5mm的大面积有限厚度的铁氧体磁片。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明盖压烧结方法中的压盖方式示意图；
图2为本发明盖压烧结法和传统非盖压烧结法的产品良率比较图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参见图1所示，一种大面积铁氧体烧结工艺，具体包括如下步骤：
步骤1）用除尘轮将以氧化铝为主要组分的承烧板1表面颗粒清除干净；
步骤2）将生磁片2撕膜后，用软毛刷将所述生磁片2表面刷平整，并将所述生磁片2表面的颗粒杂物清除干净；
步骤3）在所述承烧板1的中央平放堆叠1-10片洁净的所述生磁片2，具体层数根据工艺设置而定；
步骤4）用除尘轮将盖板3表面的颗粒杂物清除干净；所述盖板3采用耐1500℃高温且在高温下不与铁氧体发生反应的材料；所述盖板3的平面度≤1mm，包括开孔和不开孔的形态；所述盖板3的重量为烧结前的所述生磁片2单片重量的2-20倍；
步骤5）将洁净后的所述盖板3直接盖在所述生磁片2的最上层，形成一组加盖生磁片组；所述盖板3的尺寸大于所述生磁片2的尺寸，使得所述生磁片2的表面被所述盖板3完全覆盖住；
步骤6）在放有所述加盖生磁片组的所述承烧板1的四周分别设置一个垫脚，在四个所述脚垫上安放下一块洁净的所述承烧板1，并继续在其中央继续平放一片或平放堆叠若干片洁净的所述生磁片2，循环作业后，形成一摞待烧结产品；
所述垫脚的高度为1mm-10mm，且必须超过所述加盖生磁片组的总厚度；所形成的一摞待烧结产品中，可以只包含一组加盖生磁片组，也可以按照步骤6的方式叠加若干组加盖生磁片组，只要最终形成一摞所述待烧结产品的总高度小于所述烧结炉炉膛的有效高度即可；
步骤7）本发明的盖压烧结技术适用于传统的铁氧体制造中采用的烧结炉，将一摞所述待烧结产品放置在一块厚度为30-50mm的耐高温推板上，并以10-30mm/s的速度在所述烧结炉的炉膛中匀速推进；
步骤8）所述推板带动所述待烧结产品在20-40小时内，依次通过所述烧结炉中的排胶区、升温区、高温区、保温区、降温区这五个不同烧结温度的区域后完成烧结；
本发明的盖压烧结技术在五个烧结温度区间实现，所述排胶区内的烧结温度为0-500℃，所述升温区内的烧结温度为500-900℃，所述高温区内的烧结温度为900-1200℃左右，所述保温区内的温度为1200℃左右，所述降温区内的温度为1200℃左右至常温；
值得注意的是，上述五个温度区间只是本发明的较佳实施例，本发明的盖压烧结技术的温度区间和温度参数不限于以上所述的五个温度区间和温度设定；
其中，所述排胶区、所述升温区和所述降温区的温度设定后，上下浮动不超过±10℃，所述高温区和所述保温区的温度设定后，上下浮动不超过±5℃；
步骤9）烧结完成后的铁氧体磁片通过碎磁和覆膜工艺，继续完成制作，形成成品。
参见图2所示，传统非盖压烧结法的产品良率在30%左右，而本发明盖压烧结法的产品良率在70%左右，产品良率远远高于传统工艺。这是因为在选取合适的盖板对叠层的生磁片进行加压烧结后，在烧结高温区和保温区发生固相反应产生收缩时，可以限制生磁片在Z方向的形变，而把其收缩形变限制在平面的X、Y方向，这样烧结出来的产品，将避免各种变形、气泡凸起等外观不良，大大提高平整无瑕疵的外观良率。因此，本发明极其适合用于制作高性能高生产良品率的外观长宽尺寸100-500mm，厚度为0.02-0.5mm的大面积有限厚度的铁氧体磁片。
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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种大面积铁氧体烧结工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1）用除尘轮将以氧化铝为材料的承烧板（1）表面颗粒清除干净；
步骤2）将生磁片（2）撕膜后，用软毛刷将所述生磁片（2）表面刷平整，并将所述生磁片（2）表面的颗粒杂物清除干净；
步骤3）在所述承烧板（1）的中央平放一片或平放堆叠若干片洁净的所述生磁片（2）；
步骤4）用除尘轮将盖板（3）表面的颗粒杂物清除干净；
步骤5）将洁净后的所述盖板（3）直接盖在所述生磁片（2）的最上层，形成一组加盖生磁片组；
步骤6）在放有所述加盖生磁片组的所述承烧板（1）的四周分别设置一个垫脚，在四个所述脚垫上安放下一块洁净的所述承烧板（1），并继续在其中央继续平放一片或平放堆叠若干片洁净的所述生磁片（2），循环作业后，形成一摞待烧结产品；
步骤7）将一摞所述待烧结产品放置在耐高温的推板上，并以一定速度在烧结炉的炉膛中匀速推进；
步骤8）所述推板带动所述待烧结产品在一定的时间内，依次通过所述烧结炉中的排胶区、升温区、高温区、保温区、降温区这五个不同烧结温度的区域后完成烧结；
步骤9）烧结完成后的铁氧体磁片通过碎磁和覆膜工艺，继续完成制作，形成成品。
2.根据权利要求1所述的大面积铁氧体烧结工艺，其特征在于：每一组所述加盖生磁片组中，所包含的所述生磁片（2）的层数为1-10层。
3.根据权利要求1所述的大面积铁氧体烧结工艺，其特征在于：所述盖板（3）的尺寸大于所述生磁片（2）的尺寸。
4.根据权利要求1所述的大面积铁氧体烧结工艺，其特征在于：所述盖板（3）的平面度≤1mm，包括开孔和不开孔的形态。
5.根据权利要求1所述的大面积铁氧体烧结工艺，其特征在于：所述盖板（3）的重量为烧结前的所述生磁片（2）单片重量的2-20倍。
6.根据权利要求1所述的大面积铁氧体烧结工艺，其特征在于：所述盖板（3）的材质为耐1500℃高温且在高温下不与铁氧体发生反应的材料。
7.根据权利要求1所述的大面积铁氧体烧结工艺，其特征在于：所述垫脚的高度为1mm-10mm，且必须超过所述加盖生磁片组的总厚度；同时，每一摞所述待烧结产品的总高度均小于所述烧结炉炉膛的有效高度。
8.根据权利要求1所述的大面积铁氧体烧结工艺，其特征在于：所述推板的厚度为30-50mm，所述推板在所述烧结炉中的推进速度为10-30mm/s。
9.根据权利要求1所述的大面积铁氧体烧结工艺，其特征在于：所述待烧结产品在所述烧结炉中的烧结时间为20-40小时。
10.根据权利要求1所述的大面积铁氧体烧结工艺，其特征在于：所述排胶区内的烧结温度为0-500℃，所述升温区内的烧结温度为500-900℃，所述高温区内的烧结温度为900-1200℃左右，所述保温区内的温度为1200℃左右，所述降温区内的温度为1200℃左右至常温；其中，所述排胶区、所述升温区和所述降温区的温度设定后，上下浮动不超过±10℃，所述高温区和所述保温区的温度设定后，上下浮动不超过±5℃。
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