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構的產品，從成型局部密度、尺寸差、耐火材料、燒結工藝等方面控制產品變形，論述過程工藝主要控制點及主要影響因素，對改善產品變形起到理論指導作用。

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

對于錳鋅產品的變形，究其原因主要有以下四個方面：

1.成型局部密度的控制。通過產品的具體結構和燒結之后的具體情況，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節局部密度一般都有局限性和負面影響，所以，合理的模具設計，包括裝料比，收縮放矢，尺寸差等的設計是關鍵。從某個角度上講，模具設計是解決變形最基礎的環節。

2.尺寸差的控制。由于大多數產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合成型的中柱與方腿密度差異來設計，找個一個最合理的值，以改善疊，對裝的變形問題。

3.耐火材料和工藝衛生的影響。對于扁寬的EE型連體產品尤為重要，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生等對此類產品的底板變形是決定性的。而對于方腿較高，采用單裝的EC型產品（如EC40），工藝衛生也是尤為重要。

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

根據以上四個方面，對錳鋅功率常規的幾類產品的變形問題進行分析，歸類，找出規律，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，圓形中柱和兩個內側邊為弧形的方腿組成的有臺階磁芯，這類磁芯是傳統產品中的主要類型。按照其A尺寸大小，可分為3類：

第一類是A尺寸＜15mm的產品。此類產品一般全高和底厚都很小，例如EC12.7和EP12.9。由于產品體積小，方腿較矮，而且一般燒結采用單裝的方式，變形情況較少。可以忽略尺寸差（2）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，工藝衛生（3）有一定的影響。

第二類是A尺寸在20～35mm之間的產品。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的產品，此類產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，容易導致疊裝上一只內收，下一只外張，反之亦然。改善此類產品的變形，需要從尺寸差，中柱與方腿的局部密度差，結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的產品，此類產品一般毛坯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果和數據來看，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。特殊的結構決定了其特殊的控制方式。由于中柱的不對稱，導致毛坯的上，下部分密度差異大，容易導致燒后產品的彎曲，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型產品與EC型等沒封口的產品的變形情況是完全不同的。

第一類是A尺寸＞30mm的產品，此類產品燒后一般都呈現內收變形，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。通過具體產品的生坯尺寸，算出各局部密度之間的關系，然后嚴格控制，能夠有效解決變形問題。

第二類是A尺寸＜20mm的產品，跟大產品不同，不存在封口，所以成型密度同EC型小產品控制。但是由于此類產品的結構特殊，結構存在不對稱性，所以燒結之后容易出現變形，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。而單邊變形則無關成型，主要發生在燒結，情況較為特殊。

EDB型產品

EDB產品是指由方形底板，圓型中柱和兩方形方腿組成的有臺階產品。結構與EC型產品類似，只有方腿形狀不同，所以一般情況同EC型產品控制。在實際生產的產品中，EDB產品一般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致，所以，綜合考慮成型密度差控制和毛坯尺寸差的設計，找到合理的結合點。

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，由于結構，成型壓制方式等的差異，導致變形的情況，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。生產中不管遇到何種產品的變形，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，從而提高產品質量，為企業創造效益。

（作者單位：廣東乳源東陽光磁性材料有限公司）