CN115863012B - 一种磁芯及其烧结工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磁芯生产术领域，尤其涉及一种磁芯及其烧结工艺，一种磁芯包括磁芯底块、位于磁芯底块两侧对称设置的侧边块以及位于两个侧边块中间所形成的缺口槽中间的柱体块，侧边块顶部两侧设有凸起，磁芯底块背部设有固定部，凸起和固定部上下位置对应，凸起能够与固定部相切，且相切时凸起顶部与固定部底部同平面，磁芯底块背部中间还设有加强条，磁芯烧结工艺包括如下步骤：将承载有堆叠磁芯的承烧板送入烧结炉；对烧结炉进行三个阶段的分段升温处理；对烧结炉进行保温处理；对烧结炉进行分阶段降温处理；对磁芯半成品进行冷却处理；将磁芯半成品进行后续老化处理，解决了磁芯之间的相互黏连、拆分困难，磁芯开裂、报废的问题。
Description
技术领域
本发明涉及磁芯生产技术领域，尤其涉及一种磁芯及其烧结工艺。
背景技术
磁芯是一种高频导磁材料，主要做高频变压器、高频磁环等等，增大导磁率，提高电感品质因素，变压器里面用。
磁芯烧结工艺是磁芯生产工艺中的一个重要组成部分，磁芯烧结工艺以达到增产、节能、降耗，同时提升产品品质。
现有技术中例如专利文献号为CN102050621B的中国专利文件公开了一种软磁铁氧体氮气窑阶梯式平衡气氛烧结工艺，该工艺方法为将磁芯送入烧结炉内；对烧结炉进行一阶段升温处理；对烧结炉进行二阶段升温处理；对烧结炉进行三阶段升温处理；对烧结炉进行分阶段冷却处理，冷却处理完成后形成软半成品磁芯；将磁芯半成品送出烧结炉，进行后续老化处理。
在上述烧结过程中，磁芯码放成堆进行烧结的，烧结完成后上下磁芯之间的接触面会相互黏连、拆分困难，拆分过程很容易令磁芯破损(磁芯为易碎品)，并且烧结后部分磁芯开裂、报废。
现有技术中例如专利文献号为CN202171991U的中国专利文件公开了一种经烧结处理的磁芯，该磁芯具有上下平面，烧结时磁芯间通过上、下平面依次堆叠，磁芯上平面设置凸起部，将上下磁芯分开架空，如果将凸起部设置成球缺、圆锥体或棱锥等顶部尖细的形状，那么其与上部磁芯的下平面接触面积较小，能够很好地解决上下磁芯之间的接触面相互黏连、拆分困难的问题，但是这样一来，会导致凸起部与上部磁芯的下平面之间的摩擦力很小，在承烧板移动时，承烧板上堆叠的磁芯之间相对滑动、倒塌，造成损失；如果将凸起部设置成圆柱体等顶部为平面的形状，那么其与上部磁芯的下平面接触面积较大，接触面还是会产生部分黏连，不能很好的拆分。
另一个，烧结时磁芯间通过上、下平面依次堆叠，磁芯上平面设置凸起部，将上下磁芯分开架空，相比上下磁芯面与面接触，能够减少磁芯中间所受到的应力集中，改善磁芯开裂的问题，但是磁芯开裂的情况依旧存在。
而且，上述现有技术中的磁芯在磨削时，需要先将凸起部磨掉再对磁芯表面进行磨削，那么其磨削加工的时间较长，降低了生产效率。
本发明在现有技术基础上，在磁芯上平面设置凸起部，在凸起部对应的磁芯下平面设置固定部，磁芯堆叠时，由于成型精度的问题部分会出现凸起与另一下平面的接触以及固定部与另一上平面的接触为虚接触，实则尚未接触的现象，使得磁芯堆叠不平整，造成产品的不良品增加。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种磁芯及其烧结工艺，解决了现有技术中存在的问题，本发明解决了磁芯经过烧结工艺后上下磁芯之间的接触面相互黏连、拆分困难，拆分过程很容易令磁芯破损以及烧结后部分磁芯开裂、报废的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磁芯，包括磁芯底块、位于磁芯底块两侧对称设置的侧边块以及位于两个侧边块中间所形成的缺口槽中间的柱体块，侧边块顶部两侧设有凸起，磁芯底块背部设有固定部，凸起和固定部上下位置对应，凸起能够与固定部相切，且相切时凸起顶部与磁芯底块背部平面相接触，磁芯底块背部中间还设有加强条。
优选地，凸起为一个半球体，半球体中间设有空腔，空腔为侧卧的D形，空腔内充有氮气，半球体截面形成月牙形状。
优选地，固定部为若干个呈多边形分布的半球体。
优选地，加强条的高度小于固定部的高度。
一种磁芯烧结工艺，包括如下步骤：
步骤1：将承载有堆叠磁芯的承烧板送入烧结炉；
步骤2：对烧结炉进行一阶段升温处理，将烧结炉内温度从室温升温至195±5℃，升温速度为1～2℃/分，再从195±5℃升温至635±15℃，升温速度为2～3℃/分，并在烧结炉内温度达到300±15℃时以320～480L/分的速度持续送入空气，在烧结炉内温度达到635±15℃后保温5～10分钟；
步骤3：对烧结炉进行二阶段升温处理，将烧结炉内温度从635±15℃升温至850±15℃，升温速度为1～2℃/分，再从850±15℃升温至1260±3℃，升温速度为2～3℃/分，并持续以320～480L/分的速度送入空气，在烧结炉内温度达到1260±3℃后保温18～30分钟；
步骤4：对烧结炉进行三阶段升温处理，将烧结炉内温度从1260±3℃升温至1300±3℃，升温速度为0.6～1℃/分，达到1300±3℃后进行保温处理，保温时间为5～6小时；
步骤5：对烧结炉进行分阶段降温处理，降温处理完成后将磁芯半成品从烧结炉取出，其中对烧结炉进行分阶段冷却处理在烧结炉内温度达到1280±3℃、1235±3℃、1220±3℃、1195±3℃、1165±3℃、1135±3℃、1105±3℃时均保温4～6分钟，降温时间为2～3小时，再从1105±3℃降温至860±3℃，降温时间为2～3小时，再从860±3℃降温至200±3℃，降温时间为5～6小时；
步骤6：对磁芯半成品进行冷却处理，将从烧结炉中取出的磁芯半成品从200±3℃自然冷却至室温；
步骤7：将磁芯半成品进行后续老化处理。
优选地，所述步骤2中，烧结炉内温度升温至195±5℃后充入氮气，充入氮气的速度为0.5～1L/分钟，烧结炉内气压为2～3兆帕，氧含量控制在10～15％。
优选地，所述步骤4中，烧结炉内温度达到1300±3℃后的保温阶段充入氮气，充入氮气的速度为0.5～1L/分钟，烧结炉内气压为2～3兆帕，氧含量控制在5～7％。
优选地，所述步骤5中，降温过程中对烧结炉内充入氮气，烧结炉内气压保持在2～3兆帕，氧含量控制在0.8～1％，降温速率控制在6℃/分以内。
优选地，烧结炉包括炉体，炉体内设有输送装置，输送装置上放置有承烧板，炉体顶部设有氮气输入管，氮气输入管穿过炉体内壁的一端固定连通有氮气输送管，氮气输送管上均布有若干氮气输出头，炉体内底部一侧设有抽气管。
优选地，氮气输送管成半环固定连接在炉体顶壁上。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下几点有益效果：
1.本发明提供一种磁芯，该磁芯通过在侧边块顶部两侧设有凸起，凸起为一个半球体，在磁芯底块背部设有固定部，固定部为3个呈等边三角形布置的半球体，且凸起和固定部大小相同且上下位置对应，凸起能够内切于固定部三个半球体中间，且相切时凸起顶部与固定部底部同平面，磁芯堆叠时，将磁芯放入下面已经码放好的磁芯上时，下面的磁芯的凸起进入上面的磁芯的固定部三个半球体中间，两者形成与凸起相同高度的缝隙，能够使得磁芯在升温和降温时更加均匀，此时，下面的磁芯的凸起顶端与上面的磁芯的固定部的背面接触，此接触为点接触，其次，下面的磁芯的凸起四周圆面与上面的磁芯的固定部三个半球体均相切，两者接触也为点接触，因此，上下两个磁芯堆叠后的接触面为多个点接触，接触面积小，采用上述结构，磁芯烧结完成后容易拆分、不会黏连、不易开裂，提高了磁芯生产效率和产品质量。
2.本发明提供一种磁芯，该磁芯通过在凸起的半球体中间设置侧卧D形的空腔，空腔与半球体之间的部分截面为月牙形状，使得半球体与磁芯表面的接触厚度小于半球体其他侧壁的厚度，那么磁芯在烧结的过程中，空腔内的氮气受热膨胀，能够使半球体与磁芯表面的接触面断裂，磁芯在烧结后拆分时，半球体自动从磁芯上脱落，磁芯在磨削时，不需要先磨削掉半球体，而是直接对磁芯表面进行磨削，减少了磨削时间，提高了磨削效率，从而提高了生产效率。
3.本发明提供一种磁芯，该磁芯通过在磁芯底块背部中间还设有加强条，且加强条的高度小于固定部的高度，不影响上下磁芯之间缝隙的生成，采用上述结构，能够减少磁芯内部应力，加强磁芯内部结构，使磁芯在烧结时不易发生开裂。
4.本发明提供一种磁芯烧结工艺，该工艺采用多段升温和多段降温工艺，在升温过程充入氮气能够更换烧结炉中的气体，降低烧结炉中的氧气含量，防止开裂，保证烧结的质量，炉内保持2～3兆帕的正压力使得打开排气阀时内部空气单向向外排气，防止外部含氧低温空气的进入，防止开裂，保证烧结的质量。
5.本发明提供一种磁芯烧结工艺，该工艺在多段降温工艺中，氮气由氮气输送管输均匀输送到磁芯四周和顶部，配合磁芯堆砌时上下磁芯之间的缝隙，能够使得磁芯降温更加均匀，磁芯不易开裂。
6.本发明提供一种磁芯烧结工艺，该工艺在炉内保持2～3兆帕的正压力，由于磁芯压制成型时，模具长时间的使用会出现磨损，导致磁芯成型精度变差，那么凸起与另一磁芯表面的接触和固定部与另一磁芯的接触以及凸起与固定部的接触出现虚接触，也就是说接触不到位，导致磁芯受力不均，部分出现应力集中的现象，磁芯在烧结时变形严重，导致开裂，因此，保持烧结炉内正压力能够使磁芯之间被压实，保证磁芯堆叠平整，防止磁芯在烧结时变形开裂，提高烧结质量。
附图说明
图1为本发明磁芯的立体图。
图2为本发明磁芯另一个视角的立体图。
图3为本发明磁芯堆叠后的结构示意图。
图4为本发明堆叠的上下磁芯之间的结构示意图。
图5为本发明凸起剖视的结构示意图。
图6为本发明固定部剖视的结构示意图。
图7为本发明烧结炉冷却区的结构示意图
图中：1-磁芯底块、2-侧边块、3-缺口槽、4-柱体块、5-凸起、6-固定部、7-加强条、8-炉体、9-输送装置、10-承烧板、11-氮气输入管、12-氮气输送管、13-氮气输出头、14-抽气管、15-空腔。
具体实施方式
下面结合附图1-5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。
实施例一：一种磁芯，包括磁芯底块1、位于磁芯底块1两侧对称设置的侧边块2以及位于两个侧边块2中间所形成的缺口槽3中间的柱体块4，侧边块2顶部两侧设有凸起5，凸起5为一个半球体，磁芯底块1背部设有固定部6，固定部6为3个呈等边三角形布置的半球体，凸起5和固定部6大小相同且上下位置对应，半球体中间设有空腔15，空腔15为侧卧的D形，空腔15内充有氮气，半球体截面形成月牙形状，使得半球体与磁芯表面的接触厚度小于半球体其他侧壁的厚度，那么磁芯在烧结的过程中，空腔15内的氮气受热膨胀，能够使半球体与磁芯表面的接触面断裂，磁芯在烧结后拆分时，半球体自动从磁芯上脱落，磁芯在磨削时，不需要先磨削掉半球体，而是直接对磁芯表面进行磨削，减少了磨削时间，空腔15内的氮气还能起到防氧化的作用，凸起5能够内切于固定部6三个半球体中间，且相切时凸起5顶部与磁芯底块1背部平面相接触，磁芯底块1背部中间还设有加强条7，加强条7的高度小于固定部6的高度，加强条7能够减少磁芯内部应力，加强磁芯内部结构，使磁芯在烧结时不易发生开裂。
磁芯堆叠时，将磁芯放入下面已经码放好的磁芯上时，下面的磁芯的凸起5进入上面的磁芯的固定部6三个半球体中间，两者形成与凸起5相同高度的缝隙，能够使得磁芯在升温和降温时更加均匀，此时，下面的磁芯的凸起5顶端与上面的磁芯的固定部6的背面接触，此接触为点接触，其次，下面的磁芯的凸起5四周圆面与上面的磁芯的固定部6三个半球体均相切，两者接触也为点接触，由此可见，上下两个磁芯堆叠后的接触面为多个点接触，接触面积小，烧结完成后容易拆分，不会黏连，提高了磁芯生产效率和产品质量。
上述磁芯上的凸起5、磁芯的固定部6和加强条7在磁芯生产工艺中本来就需要的磨削工艺中会被磨平，因此，这些设计不会影响产品最终的整体结构和性能。
一种磁芯烧结工艺，包括如下步骤：
步骤1：将承载有堆叠磁芯的承烧板送入烧结炉；
步骤2：对烧结炉进行一阶段升温处理，将烧结炉内温度从室温升温至195±5℃，升温速度为1℃/分，再从195±5℃升温至635±15℃，升温速度为2℃/分，并在烧结炉内温度达到300±15℃时以320L/分的速度持续送入空气，在烧结炉内温度达到635±15℃后保温5分钟，烧结炉内气压为2兆帕，氧含量控制在10％，其中，烧结炉内温度升温至195±5℃后充入氮气，充入氮气的速度为0.5L/分钟，持续时间为30分钟，这一步骤是将磁芯中的水分和聚乙烯醇等易挥发的物质蒸发气化排出，同时充入氮气，是为了更换烧结炉中的气体，不仅将挥发的物质排出烧结炉，同时降低烧结炉中的氧气含量，保证烧结的质量，炉内保持2兆帕的正压力是为了打开排气阀时内部空气单向向外排气，防止外部含氧低温空气的进入，保证烧结的质量；
步骤3：对烧结炉进行二阶段升温处理，将烧结炉内温度从635±15℃升温至850±15℃，升温速度为1℃/分，再从850±15℃升温至1260±3℃，升温速度为2℃/分，并持续以320L/分的速度送入空气，在烧结炉内温度达到1260±3℃后保温18分钟，在这一过程中，温度从635±15℃升温至850±15℃缓慢加热，避免易挥发的物质未完全排尽，温升过快，导致磁芯内部的压力过大，造成开裂，从850±15℃升温至1260±3℃时提高升温速度，提高磁芯的烧结效率，温度达到1260±3℃后保温18分钟，是为了确保磁芯能够充分烧结；
步骤4：对烧结炉进行三阶段升温处理，将烧结炉内温度从1260±3℃升温至1300±3℃，升温速度为0.6℃/分，达到1300±3℃后进行保温处理，保温时间为5小时；烧结炉内温度达到1300±3℃后的保温阶段充入氮气，充入氮气的速度为0.5L/分钟，烧结炉内气压为2兆帕，氧含量控制在5％，在这一过程中，达到1300±3℃后进行保温处理，能够保证磁芯烧结全部完成，充入氮气是为了更换烧结炉中的气体，降低烧结炉中的氧气含量，保证烧结的质量，炉内保持2兆帕的正压力是为了打开排气阀时内部空气单向向外排气，防止外部含氧低温空气的进入，保证烧结的质量；
步骤5：对烧结炉进行分阶段降温处理，降温处理完成后将磁芯半成品从烧结炉取出，其中对烧结炉进行分阶段冷却处理在烧结炉内温度达到1280±3℃、1235±3℃、1220±3℃、1195±3℃、1165±3℃、1135±3℃、1105±3℃时均保温4分钟，降温时间为2小时，再从1105±3℃降温至860±3℃，降温时间为2小时，再从860±3℃降温至200±3℃，降温时间为5小时；降温过程中对烧结炉内充入氮气，烧结炉内气压保持在2兆帕，氧含量控制在0.8％，降温速率控制在6℃/分以内，在一种过程中，在温度达到1280±3℃、1235±3℃、1220±3℃、1195±3℃、1165±3℃、1135±3℃、1105±3℃时均保温4分钟，能够稳定磁芯内部结构，防止开裂，充入氮气是为了更换烧结炉中的气体，降低烧结炉中的氧气含量，保证烧结的质量，炉内保持2兆帕的正压力是为了打开排气阀时内部空气单向向外排气，防止外部含氧低温空气的进入，保证烧结的质量，降温速率控制在6℃/分以内，避免冷却速度过快，造成磁芯开裂；
步骤6：对磁芯半成品进行冷却处理，将从烧结炉中取出的磁芯半成品从200±3℃自然冷却至室温；
步骤7：将磁芯半成品进行后续老化处理。
上述烧结炉包括炉体8，炉体8内设有输送装置9，输送装置9上放置有承烧板10，炉体8顶部设有氮气输入管11，氮气输入管11穿过炉体8内壁的一端固定连通有氮气输送管12，氮气输送管12成半环固定连接在炉体8顶壁上，氮气输送管12上均布有若干氮气输出头13，炉体8内底部一侧设有抽气管14，氮气输送管12成半环固定连接在炉体8顶壁上，能够使磁芯四周和顶部都具有冷却气体，能够使磁芯降温更加均匀，不易开裂。
烧结过程中，炉内保持2～3兆帕的正压力，使得烧结中的磁芯的凸起与另一下平面的接触以及固定部与另一上平面的接触受压后被压实，避免凸起与另一下平面的接触以及固定部与另一上平面的接触出现虚接触，保证磁芯堆叠平整，使得磁芯升温和降温时更加均匀，防止磁芯不同位置的温差较大而引起内部结构的改变产生形变，使得磁芯不易变形开裂，提高烧结质量。
实施例二：一种磁芯，包括磁芯底块1、位于磁芯底块1两侧对称设置的侧边块2以及位于两个侧边块2中间所形成的缺口槽3中间的柱体块4，侧边块2顶部两侧设有凸起5，凸起5为一个半球体，磁芯底块1背部设有固定部6，固定部6为3个呈等边三角形布置的半球体，凸起5和固定部6大小相同且上下位置对应，半球体中间设有空腔15，空腔15为侧卧的D形，空腔15内充有氮气，半球体截面形成月牙形状，使得半球体与磁芯表面的接触厚度小于半球体其他侧壁的厚度，那么磁芯在烧结的过程中，空腔15内的氮气受热膨胀，能够使半球体与磁芯表面的接触面断裂，磁芯在烧结后拆分时，半球体自动从磁芯上脱落，磁芯在磨削时，不需要先磨削掉半球体，而是直接对磁芯表面进行磨削，减少了磨削时间，空腔15内的氮气还能起到防氧化的作用，凸起5能够内切于固定部6三个半球体中间，且相切时凸起5顶部与磁芯底块1背部平面相接触，磁芯底块1背部中间还设有加强条7，加强条7的高度小于固定部6的高度，加强条7能够减少磁芯内部应力，加强磁芯内部结构，使磁芯在烧结时不易发生开裂。
磁芯堆叠时，将磁芯放入下面已经码放好的磁芯上时，下面的磁芯的凸起5进入上面的磁芯的固定部6三个半球体中间，两者形成与凸起5相同高度的缝隙，能够使得磁芯在升温和降温时更加均匀，此时，下面的磁芯的凸起5顶端与上面的磁芯的固定部6的背面接触，此接触为点接触，其次，下面的磁芯的凸起5四周圆面与上面的磁芯的固定部6三个半球体均相切，两者接触也为点接触，由此可见，上下两个磁芯堆叠后的接触面为多个点接触，接触面积小，烧结完成后容易拆分，不会黏连，提高了磁芯生产效率和产品质量。
上述磁芯上的凸起5、磁芯的固定部6和加强条7在磁芯生产工艺中本来就需要的磨削工艺中会被磨平，因此，这些设计不会影响产品最终的整体结构和性能。
一种磁芯烧结工艺，包括如下步骤：
步骤1：将承载有堆叠磁芯的承烧板送入烧结炉；
步骤2：对烧结炉进行一阶段升温处理，将烧结炉内温度从室温升温至195±5℃，升温速度为2℃/分，再从195±5℃升温至635±15℃，升温速度为3℃/分，并在烧结炉内温度达到300±15℃时以480L/分的速度持续送入空气，在烧结炉内温度达到635±15℃后保温10分钟，烧结炉内气压为3兆帕，氧含量控制在15％，其中，烧结炉内温度升温至195±5℃后充入氮气，充入氮气的速度为1L/分钟，持续时间为30分钟，这一步骤是将磁芯中的水分和聚乙烯醇等易挥发的物质蒸发气化排出，同时充入氮气，是为了更换烧结炉中的气体，不仅将挥发的物质排出烧结炉，同时降低烧结炉中的氧气含量，保证烧结的质量，炉内保持3兆帕的正压力是为了打开排气阀时内部空气单向向外排气，防止外部含氧低温空气的进入，保证烧结的质量；
步骤3：对烧结炉进行二阶段升温处理，将烧结炉内温度从635±15℃升温至850±15℃，升温速度为2℃/分，再从850±15℃升温至1260±3℃，升温速度为3℃/分，并持续以480L/分的速度送入空气，在烧结炉内温度达到1260±3℃后保温30分钟，在这一过程中，温度从635±15℃升温至850±15℃缓慢加热，避免易挥发的物质未完全排尽，温升过快，导致磁芯内部的压力过大，造成开裂，从850±15℃升温至1260±3℃时提高升温速度，提高磁芯的烧结效率，温度达到1260±3℃后保温30分钟，是为了确保磁芯能够充分烧结；
步骤4：对烧结炉进行三阶段升温处理，将烧结炉内温度从1260±3℃升温至1300±3℃，升温速度为1℃/分，达到1300±3℃后进行保温处理，保温时间为6小时；烧结炉内温度达到1300±3℃后的保温阶段充入氮气，充入氮气的速度为1L/分钟，烧结炉内气压为3兆帕，氧含量控制在7％，在这一过程中，达到1300±3℃后进行保温处理，能够保证磁芯烧结全部完成，充入氮气是为了更换烧结炉中的气体，降低烧结炉中的氧气含量，保证烧结的质量，炉内保持3兆帕的正压力是为了打开排气阀时内部空气单向向外排气，防止外部含氧低温空气的进入，保证烧结的质量；
步骤5：对烧结炉进行分阶段降温处理，降温处理完成后将磁芯半成品从烧结炉取出，其中对烧结炉进行分阶段冷却处理在烧结炉内温度达到1280±3℃、1235±3℃、1220±3℃、1195±3℃、1165±3℃、1135±3℃、1105±3℃时均保温6分钟，降温时间为3小时，再从1105±3℃降温至860±3℃，降温时间为3小时，再从860±3℃降温至200±3℃，降温时间为6小时；降温过程中对烧结炉内充入氮气，烧结炉内气压保持在3兆帕，氧含量控制在1％，降温速率控制在6℃/分以内，在一种过程中，在温度达到1280±3℃、1235±3℃、1220±3℃、1195±3℃、1165±3℃、1135±3℃、1105±3℃时均保温6分钟，能够稳定磁芯内部结构，防止开裂，充入氮气是为了更换烧结炉中的气体，降低烧结炉中的氧气含量，保证烧结的质量，炉内保持3兆帕的正压力是为了打开排气阀时内部空气单向向外排气，防止外部含氧低温空气的进入，保证烧结的质量，降温速率控制在6℃/分以内，避免冷却速度过快，造成磁芯开裂；
步骤6：对磁芯半成品进行冷却处理，将从烧结炉中取出的磁芯半成品从200±3℃自然冷却至室温；
步骤7：将磁芯半成品进行后续老化处理。
上述烧结炉包括炉体8，炉体8内设有输送装置9，输送装置9上放置有承烧板10，炉体8顶部设有氮气输入管11，氮气输入管11穿过炉体8内壁的一端固定连通有氮气输送管12，氮气输送管12成半环固定连接在炉体8顶壁上，氮气输送管12上均布有若干氮气输出头13，炉体8内底部一侧设有抽气管14，氮气输送管12成半环固定连接在炉体8顶壁上，能够使磁芯四周和顶部都具有冷却气体，能够使磁芯降温更加均匀，不易开裂。
实施例三：一种磁芯，包括磁芯底块1、位于磁芯底块1两侧对称设置的侧边块2以及位于两个侧边块2中间所形成的缺口槽3中间的柱体块4，侧边块2顶部两侧设有凸起5，凸起5为一个半球体，磁芯底块1背部设有固定部6，固定部6为3个呈等边三角形布置的半球体，凸起5和固定部6大小相同且上下位置对应，半球体中间设有空腔15，空腔15为侧卧的D形，空腔15内充有氮气，半球体截面形成月牙形状，使得半球体与磁芯表面的接触厚度小于半球体其他侧壁的厚度，那么磁芯在烧结的过程中，空腔15内的氮气受热膨胀，能够使半球体与磁芯表面的接触面断裂，磁芯在烧结后拆分时，半球体自动从磁芯上脱落，磁芯在磨削时，不需要先磨削掉半球体，而是直接对磁芯表面进行磨削，减少了磨削时间，空腔15内的氮气还能起到防氧化的作用，凸起5能够内切于固定部6三个半球体中间，且相切时凸起5顶部与磁芯底块1背部平面相接触，磁芯底块1背部中间还设有加强条7，加强条7的高度小于固定部6的高度，加强条7能够减少磁芯内部应力，加强磁芯内部结构，使磁芯在烧结时不易发生开裂。
磁芯堆叠时，将磁芯放入下面已经码放好的磁芯上时，下面的磁芯的凸起5进入上面的磁芯的固定部6三个半球体中间，两者形成与凸起5相同高度的缝隙，能够使得磁芯在升温和降温时更加均匀，此时，下面的磁芯的凸起5顶端与上面的磁芯的固定部6的背面接触，此接触为点接触，其次，下面的磁芯的凸起5四周圆面与上面的磁芯的固定部6三个半球体均相切，两者接触也为点接触，由此可见，上下两个磁芯堆叠后的接触面为多个点接触，接触面积小，烧结完成后容易拆分，不会黏连，提高了磁芯生产效率和产品质量。
上述磁芯上的凸起5、磁芯的固定部6和加强条7在磁芯生产工艺中本来就需要的磨削工艺中会被磨平，因此，这些设计不会影响产品最终的整体结构和性能。
一种磁芯烧结工艺，包括如下步骤：
步骤1：将承载有堆叠磁芯的承烧板送入烧结炉；
步骤2：对烧结炉进行一阶段升温处理，将烧结炉内温度从室温升温至195±5℃，升温速度为1.3℃/分，再从195±5℃升温至635±15℃，升温速度为2.5℃/分，并在烧结炉内温度达到300±15℃时以400L/分的速度持续送入空气，在烧结炉内温度达到635±15℃后保温8分钟，烧结炉内气压为2.2兆帕，氧含量控制在12％，其中，烧结炉内温度升温至195±5℃后充入氮气，充入氮气的速度为0.6L/分钟，持续时间为30分钟，这一步骤是将磁芯中的水分和聚乙烯醇等易挥发的物质蒸发气化排出，同时充入氮气，是为了更换烧结炉中的气体，不仅将挥发的物质排出烧结炉，同时降低烧结炉中的氧气含量，保证烧结的质量，炉内保持2.2兆帕的正压力是为了打开排气阀时内部空气单向向外排气，防止外部含氧低温空气的进入，保证烧结的质量；
步骤3：对烧结炉进行二阶段升温处理，将烧结炉内温度从635±15℃升温至850±15℃，升温速度为1.3℃/分，再从850±15℃升温至1260±3℃，升温速度为2.5℃/分，并持续以400L/分的速度送入空气，在烧结炉内温度达到1260±3℃后保温24分钟，在这一过程中，温度从635±15℃升温至850±15℃缓慢加热，避免易挥发的物质未完全排尽，温升过快，导致磁芯内部的压力过大，造成开裂，从850±15℃升温至1260±3℃时提高升温速度，提高磁芯的烧结效率，温度达到1260±3℃后保温24分钟，是为了确保磁芯能够充分烧结；
步骤4：对烧结炉进行三阶段升温处理，将烧结炉内温度从1260±3℃升温至1300±3℃，升温速度为0.7℃/分，达到1300±3℃后进行保温处理，保温时间为5.5小时；烧结炉内温度达到1300±3℃后的保温阶段充入氮气，充入氮气的速度为0.6L/分钟，烧结炉内气压为2.2兆帕，氧含量控制在6％，在这一过程中，达到1300±3℃后进行保温处理，能够保证磁芯烧结全部完成，充入氮气是为了更换烧结炉中的气体，降低烧结炉中的氧气含量，保证烧结的质量，炉内保持2.2兆帕的正压力是为了打开排气阀时内部空气单向向外排气，防止外部含氧低温空气的进入，保证烧结的质量；
步骤5：对烧结炉进行分阶段降温处理，降温处理完成后将磁芯半成品从烧结炉取出，其中对烧结炉进行分阶段冷却处理在烧结炉内温度达到1280±3℃、1235±3℃、1220±3℃、1195±3℃、1165±3℃、1135±3℃、1105±3℃时均保温5分钟，降温时间为2.4小时，再从1105±3℃降温至860±3℃，降温时间为2.6小时，再从860±3℃降温至200±3℃，降温时间为5.2小时；降温过程中对烧结炉内充入氮气，烧结炉内气压保持在2.5兆帕，氧含量控制在0.9％，降温速率控制在6℃/分以内，在一种过程中，在温度达到1280±3℃、1235±3℃、1220±3℃、1195±3℃、1165±3℃、1135±3℃、1105±3℃时均保温5分钟，能够稳定磁芯内部结构，防止开裂，充入氮气是为了更换烧结炉中的气体，降低烧结炉中的氧气含量，保证烧结的质量，炉内保持2.5兆帕的正压力是为了打开排气阀时内部空气单向向外排气，防止外部含氧低温空气的进入，保证烧结的质量，降温速率控制在6℃/分以内，避免冷却速度过快，造成磁芯开裂；
步骤6：对磁芯半成品进行冷却处理，将从烧结炉中取出的磁芯半成品从200±3℃自然冷却至室温；
步骤7：将磁芯半成品进行后续老化处理。
上述烧结炉包括炉体8，炉体8内设有输送装置9，输送装置9上放置有承烧板10，炉体8顶部设有氮气输入管11，氮气输入管11穿过炉体8内壁的一端固定连通有氮气输送管12，氮气输送管12成半环固定连接在炉体8顶壁上，氮气输送管12上均布有若干氮气输出头13，炉体8内底部一侧设有抽气管14，氮气输送管12成半环固定连接在炉体8顶壁上，能够使磁芯四周和顶部都具有冷却气体，能够使磁芯降温更加均匀，不易开裂。
在其他条件不变的情况下，分别采用现有的烧结工艺和本发明烧结工艺对现有的E形磁芯和本发明的磁芯进行烧结实验，并分多个样品数量进行实验，分别为1000个、2000个、5000个和10000个样品。
现给出实验数据如下表：
表1
上述不合格产品包括了烧结开裂和拆分时损坏的，由表1可以看出，采用现有的E形磁芯和现有的烧结工艺，在烧结样品数量分别为1000、2000、5000和10000四个不同数量的样品进行烧结，结果显示磁芯损耗率(不合格产生比例)平均为17.3％；采用现有的E形磁芯和本发明的烧结工艺，在烧结样品数量分别为1000、2000、5000和10000四个不同数量的样品进行烧结，结果显示磁芯损耗率平均为12.3％；采用本发明的磁芯和现有的烧结工艺，在烧结样品数量分别为1000、2000、5000和10000四个不同数量的样品进行烧结，结果显示磁芯损耗率平均为8.2％；采用本发明的磁芯和本发明的烧结工艺，在烧结样品数量分别为1000、2000、5000和10000四个不同数量的样品进行烧结，结果显示磁芯损耗率平均为1.5％，因此，采用本发明的磁芯和本发明的烧结工艺的烧结效果最好，采用本发明的磁芯和磁芯烧结工艺，磁芯烧结完成后容易拆分、不会黏连、不易开裂，提高了磁芯生产效率和产品质量。
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 (8)
1.一种磁芯，包括磁芯底块(1)、位于所述磁芯底块(1)两侧对称设置的侧边块(2)以及位于两个侧边块(2)中间所形成的缺口槽(3)中间的柱体块(4)，其特征在于，所述侧边块(2)顶部两侧设有凸起(5)，所述磁芯底块(1)背部设有固定部(6)，所述凸起(5)和固定部(6)上下位置对应，所述凸起(5)能够与固定部(6)相切，且相切时凸起(5)顶部与磁芯底块(1)背部平面相接触，所述磁芯底块(1)背部中间还设有加强条(7)；
所述凸起(5)为一个半球体，所述半球体中间设有空腔(15)，所述空腔(15)为侧卧的D形，所述空腔(15)内充有氮气，所述半球体截面形成月牙形状；
所述固定部(6)为若干个呈多边形分布的半球体。
2.根据权利要求1所述磁芯，其特征在于：所述加强条(7)的高度小于固定部(6)的高度。
3.包含权利要求1-2任一项所述磁芯的磁芯烧结工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：将承载有堆叠磁芯的承烧板送入烧结炉；
步骤2：对烧结炉进行一阶段升温处理，将烧结炉内温度从室温升温至195±5℃，升温速度为1～2℃/分，再从195±5℃升温至635±15℃，升温速度为2～3℃/分，并在烧结炉内温度达到300±15℃时以320～480L/分的速度持续送入空气，在烧结炉内温度达到635±15℃后保温5～10分钟；
步骤3：对烧结炉进行二阶段升温处理，将烧结炉内温度从635±15℃升温至850±15℃，升温速度为1～2℃/分，再从850±15℃升温至1260±3℃，升温速度为2～3℃/分，并持续以320～480L/分的速度送入空气，在烧结炉内温度达到1260±3℃后保温18～30分钟；
步骤4：对烧结炉进行三阶段升温处理，将烧结炉内温度从1260±3℃升温至1300±3℃，升温速度为0.6～1℃/分，达到1300±3℃后进行保温处理，保温时间为5～6小时；
步骤5：对烧结炉进行分阶段降温处理，降温处理完成后将磁芯半成品从烧结炉取出，其中对烧结炉进行分阶段冷却处理在烧结炉内温度达到1280±3℃、1235±3℃、1220±3℃、1195±3℃、1165±3℃、1135±3℃、1105±3℃时均保温4～6分钟，降温时间为2～3小时，再从1105±3℃降温至860±3℃，降温时间为2～3小时，再从860±3℃降温至200±3℃，降温时间为5～6小时；
步骤6：对磁芯半成品进行冷却处理，将从烧结炉中取出的磁芯半成品从200±3℃自然冷却至室温；
步骤7：将磁芯半成品进行后续老化处理。
4.根据权利要求3所述磁芯烧结工艺，其特征在于：所述步骤2中，烧结炉内温度升温至195±5℃后充入氮气，充入氮气的速度为0.5～1L/分钟，烧结炉内气压为2～3兆帕，氧含量控制在10～15％。
5.根据权利要求3所述磁芯烧结工艺，其特征在于：所述步骤4中，烧结炉内温度达到1300±3℃后的保温阶段充入氮气，充入氮气的速度为0.5～1L/分钟，烧结炉内气压为2～3兆帕，氧含量控制在5～7％。
6.根据权利要求3所述磁芯烧结工艺，其特征在于：所述步骤5中，降温过程中对烧结炉内充入氮气，烧结炉内气压保持在2～3兆帕，氧含量控制在0.8～1％，降温速率控制在6℃/分以内。
7.根据权利要求3所述磁芯烧结工艺，其特征在于：所述烧结炉包括炉体(8)，所述炉体(8)内设有输送装置(9)，所述输送装置(9)上放置有承烧板(10)，所述炉体(8)顶部设有氮气输入管(11)，所述氮气输入管(11)穿过炉体(8)内壁的一端固定连通有氮气输送管(12)，所述氮气输送管(12)上均布有若干氮气输出头(13)，所述炉体(8)内底部一侧设有抽气管(14)。
8.根据权利要求7所述磁芯烧结工艺，其特征在于：所述氮气输送管(12)成半环固定连接在炉体(8)顶壁上。
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