CN111908926A - 一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备及加工方法，涉及电子材料和磁性材料加工技术领域。该高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备，包括中央处理器、干湿混合控制器、烧结控制器、球磨控制器、检测控制器、热处理控制器和机械手控制器，该高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的加工方法，包括以下步骤：S1.初始化中央处理器，设置各种加工参数,保证各个设备的正常运行；S2.在中央处理器的控制下，开启各个控制器，准备加工。通过使用本发明的加工设备和加工方法可以保证加工出的软磁在各个频段的损耗最低、同时保证其电阻率有所提升，提升饱和磁通密度，简化加工生产方式，提高成品率和加快生产进度，可以适用不同的应用场合。
Description
技术领域
本发明涉及电子材料和磁性材料加工技术领域，具体为一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备及加工方法。
背景技术
铁氧体陶瓷是指具有铁离子、氧离子及其他金属离子所组成的复合氧化物磁性材料，存在少数不含铁的磁性氧化物。根据应用划分，这类材料可分为软磁、硬磁、旋磁、矩磁和压磁等。当磁化发生在Hc不大于1000A/m，这样的材料称为软磁体。软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物，采用粉末冶金方法生产，软磁铁氧体材料目前主要分为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体和铜锌铁氧体等。随着电子科学与信息技术的发展，铁氧体陶瓷越来越成为一种极其重要的电子元器件磁性材料，由于其具有高起始磁导率、高饱和磁通密度、低矫顽力、低功率损耗等优秀特性，铁氧体陶瓷软磁被广泛应用于通信技术、电源设备、计算机产品等电子器件中。近年来，由于电子元器件不断向高密度、小型化、片式化、集成化方向发展，相应地要求作为磁芯的铁氧体陶瓷材料的各种特性也要提高。因为磁芯在传输变换电能的同时，若自身消耗太多能量，导致电源模块的效率下降、发热变大。故使用高频、低损耗、高饱和磁通密度铁氧体材料是使开关电源模块小型化、轻量化、高效化的关键所在。
现有的软磁铁氧体中应用最多的是锰锌铁氧体和镍锌铁氧体。锰锌铁氧体具有高饱和磁感应强度和磁导率、在低频阶段损耗较低等优点，但同时也具有电阻率低，烧结时需要气氛保护的缺点。镍锌铁氧体的电阻率比锰锌铁氧体的高3-10个数量级，更加适合高频阶段使用，高频损耗小，特别适用于高频1-500MHz，同时烧结时不需要气氛保护，然而，镍锌铁氧体的组分之一的镍的价格相当贵，致使镍锌铁氧体的价格比较贵，每个特定的场合都需要选择特定的材料，降低了研发的效率。同时现有的软磁铁氧体的加工方法复杂，产量低、成品率地、不适合大批量生产或者小型化、温度适应力不强。因此越来越需要一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备及加工方法来改进现有材料的不足和缺点，保证在各个频段的损耗最低、同时保证其电阻率有所提升，提升饱和磁通密度，简化加工生产方式，提高成品率和加快生产进度。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备及加工方法，解决了现有的软磁铁氧体的加工方法复杂，产量低、成品率地、不适合大批量生产或者小型化、温度适应力不强的，以及研发效率低的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备，包括中央处理器、干湿混合控制器、烧结控制器、球磨控制器、检测控制器、热处理控制器和机械手控制器。
中央处理器，集成了加工的方法和控制方式，用于控制高磁高性能铁氧体陶瓷软磁制作的流程，各种检测数据的分析，保证了高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的质量和成品率，提升了高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的制作速度，增加了设备的智能、可行、合理化，使加工流程更加的精确，保证了铁氧体陶瓷软磁加工及合成的智能化，提高了合成的成品率，减少了劳动力，保证了加工的速度，同时可以按照需求加工，有利于降地研发成本；
干湿混合控制器，用于控制原料本身的干湿程度以及在加工中的干湿程度，有效的解决了干压法中容易出现层裂、变形的现象，同时也可以解决原料过湿而增加的加工难度和不可控性；
烧结控制器，用于对原料进行定型，同时保证了原料的干燥；
球磨控制器，用于将原料进行打磨加工，保证工序中的原料成大小体积接近相同，有利于材料的合成，保证了合成了精度；
检测控制器，用于检测干湿混合控制器，烧结控制器，球磨控制器，检测控制器，热处理控制器在加工过程中的控制精度，制作出中间品的质量，重量、干湿度等，保证了加工系统的精准度，提高了铁氧体陶瓷软磁的制作性能；
热处理控制器，用于控制热源，对原料进行烘干处理，保证了原料及加工辅料的干湿度；
机械手控制器，用于控制机械手系统，对原料进行筛选，计算，称重，对加工过程进行协同作业，保证了加工流程的简单可靠，同时减少了劳动力，降低了研发成本。
优选的，所述中央处理器与干湿混合控制器、烧结控制器、球磨控制器、检测控制器、热处理控制器以及机械手控制器分别相连。
优选的，所述检测控制器与干湿混合控制器、烧结控制器、球磨控制器、检测控制器以及机械手控制器分别相连。
优选的，一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的加工方法，包括以下步骤：
S1.初始化中央处理器，设置各种加工参数,保证各个设备的正常运行；
S2.在中央处理器的控制下，开启各个控制器，准备加工；
S3.中央处理器发送信号，机械手控制器控制机械手进行原料的筛选；
S4.检测控制器检测筛选的原料是否符合进一步加工的要求，如果不符合，那么机械手控制器控制机械手进行二次原料的筛选，直到符合要求，如果符合要求，进行下一步；
S5.中央处理器发送指令控制干湿混合控制器对筛选好的原料进行加湿，干湿比例需要控制；
S6.检测控制器检测加湿的原料是否符合进一步加工的要求，如果不符合，那么调节干湿比例，直到符合要求，如果符合要求，进行下一步；
S7.中央处理器发送指令控制球磨控制器对加湿好的原料进行打磨；
S8.检测控制器检测打磨的原料是否符合进一步加工的要求，如果不符合，那么继续打磨，直到符合要求，如果符合要求，进行下一步；
S9.中央处理器发送指令控制加热处理控制器对打磨好的原料进行加热烘干处理；
S10.检测控制器检测烘干处理后的原料湿度是否符合进一步加工的要求，符合进行下一步加工，不符合继续烘干，直到符合为止；
S11.中央处理器发送指令控制球磨控制器对烘干好的原料进行二次打磨，同时控制干湿混合控制器增加湿度；
S12.检测控制器检测二次打磨的原料以及湿度是否符合进一步加工的要求，如果不符合，那么继续打磨，直到符合要求，如果符合要求，进行下一步；
S13.中央处理器发送指令控制烧结控制器对二次打磨的原料进行挤压烧结定型；
S14.检测控制器检测制成的铁氧体是否符合要求，符合留作加工成所需成本，不符合，继续加工，修补，如果还是不符合就废弃再利用。
(三)有益效果
本发明提供了一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备及加工方法。具备以下有益效果：
1、本发明设计了一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备及加工方法，保证加工出的软磁在各个频段的损耗最低、同时保证其电阻率有所提升，提升饱和磁通密度，简化加工生产方式，提高成品率和加快生产进度，可以适用不同的应用场合，具有良好的温度适应性，减少了研发的成本，增加了制作方法的智能、可行、合理化，使加工流程更加的精确，提高了加工流程的稳定性。
2、本发明中集成了智能的加工方法和控制方式，保证了铁氧体陶瓷软磁的加工及合成的智能化，提高了合成的成品率，保证了批量生产，简化了加工流程，提高了工作的效率，提高了良品率高，减少人力成本。
附图说明
图1为本发明提供的一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备的结构示意图；
图2为本发明提供的一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的加工方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-2所示，本发明实施例提供一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备，包括中央处理器、干湿混合控制器、烧结控制器、球磨控制器、检测控制器、热处理控制器和机械手控制器,其中中央处理器与干湿混合控制器、烧结控制器、球磨控制器、检测控制器、热处理控制器以及机械手控制器分别相连,检测控制器与干湿混合控制器、烧结控制器、球磨控制器、检测控制器以及机械手控制器分别相连。
一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的加工方法，包括以下步骤：
S1.初始化中央处理器，设置各种加工参数,保证各个设备的正常运行；
S1.央处理器发送信号，机械手控制器控制机械手进行配料，按比例称取软磁铁氧体的原料，包括主成分：Fe、Zn、Cu等，和辅加成分：Ca，SiC，CdO、Pb3O4、Al2O3等，同时去除原料中的杂质；
S2.通过干湿混合控制器对筛选好的原料进行干湿控制，保证干湿比例2.6：4.5，同时进行混合搅拌；
S3.通过球磨控制器对搅拌好的干湿原料进行一次打磨，以毫米直径作为验收标准：
S4.通过加热处理控制器对打磨好的原料进行加热烘干，保持干湿比例5:1：加热温度控制在60±0.5度；
S5.然后通过球磨控制器对烘干好的原料进行2次打磨，同时保证干湿比例；
S6.向二次打磨好的细粉原料加入添加剂、凝固剂，然后通过烧结控制器进行挤压成型，挤压需要缓慢进行，同时一直检测变形度和硬度；
S7.按照要求加工成特种结构软磁。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备，其特征在于：该智能加工设备包括中央处理器、干湿混合控制器、烧结控制器、球磨控制器、检测控制器、热处理控制器和机械手控制器。
中央处理器，集成了加工的方法和控制方式，用于控制高磁高性能铁氧体陶瓷软磁制作的流程；
干湿混合控制器，用于控制原料本身的干湿程度以及在加工中的干湿程度；
烧结控制器，用于对原料进行定型，同时保证了原料的干燥；
球磨控制器，用于将原料进行打磨加工，保证工序中的原料成大小体积接近相同；
检测控制器，用于检测干湿混合控制器，烧结控制器，球磨控制器，检测控制器，热处理控制器在加工过程中的控制精度，制作出中间品的质量，重量、干湿度等；
热处理控制器，用于控制热源，对原料进行烘干处理；
机械手控制器，用于控制机械手系统，对原料进行筛选，计算，称重，对加工过程进行协同作业。
2.根据权利要求1所述的一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备，其特征在于：所述中央处理器与干湿混合控制器、烧结控制器、球磨控制器、检测控制器、热处理控制器以及机械手控制器分别相连。
3.根据权利要求1所述的一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的智能加工设备，其特征在于：所述检测控制器与干湿混合控制器、烧结控制器、球磨控制器、检测控制器以及机械手控制器分别相连。
4.一种高磁高性能铁氧体陶瓷软磁的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.初始化中央处理器，设置各种加工参数,保证各个设备的正常运行；
S2.在中央处理器的控制下，开启各个控制器，准备加工；
S3.中央处理器发送信号，机械手控制器控制机械手进行原料的筛选；
S4.检测控制器检测筛选的原料是否符合进一步加工的要求，如果不符合，那么机械手控制器控制机械手进行二次原料的筛选，直到符合要求，如果符合要求，进行下一步；
S5.中央处理器发送指令控制干湿混合控制器对筛选好的原料进行加湿，干湿比例需要控制；
S6.检测控制器检测加湿的原料是否符合进一步加工的要求，如果不符合，那么调节干湿比例，直到符合要求，如果符合要求，进行下一步；
S7.中央处理器发送指令控制球磨控制器对加湿好的原料进行打磨；
S8.检测控制器检测打磨的原料是否符合进一步加工的要求，如果不符合，那么继续打磨，直到符合要求，如果符合要求，进行下一步；
S9.中央处理器发送指令控制加热处理控制器对打磨好的原料进行加热烘干处理；
S10.检测控制器检测烘干处理后的原料湿度是否符合进一步加工的要求，符合进行下一步加工，不符合继续烘干，直到符合为止；
S11.中央处理器发送指令控制球磨控制器对烘干好的原料进行二次打磨，同时控制干湿混合控制器增加湿度；
S12.检测控制器检测二次打磨的原料以及湿度是否符合进一步加工的要求，如果不符合，那么继续打磨，直到符合要求，如果符合要求，进行下一步；
S13.中央处理器发送指令控制烧结控制器对二次打磨的原料进行挤压烧结定型；
S14.检测控制器检测制成的铁氧体是否符合要求，符合留作加工成所需成本，不符合，继续加工，修补，如果还是不符合就废弃再利用。
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