[发明专利]一种高强度锰锌铁氧体磁芯制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域，尤其涉及一种高强度锰锌铁氧体磁芯制造方法。

背景技术

铁氧体是一种以氧化铁为主要成分的非金属磁性材料，是由铁和其它金属元素组成的复合氧化物，又称为铁磁性氧化物、铁淦氧磁体。

锰锌铁氧体材料属于软磁铁氧体，作为磁性材料大家庭中的重要成员，用其制成的各类电子变压器、电感器、扼流圈和磁芯等磁性组件在军事装备、现代通信、汽车电子、新能源、信息安全、抗电磁干扰及办公自动化等领域起着关键的作用。随着现代工业的科技进步，锰锌铁氧体磁芯(以下简称磁芯)与其它磁性材料组合使用的现象越来越多，同时逐步实现自动化装配，因而在组装过程中，不可避免的会使用夹具进行固定，且对磁芯的紧固力比较大，因而对磁芯的强度特性方面提出了更高的要求，以避免出现在装配过程中的磁芯损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度锰锌铁氧体磁芯制造方法，对于相同材质的铁氧体粉料经过成型后，通过一种新的烧结工艺控制来获得更高强度的磁芯。

本发明的技术方案如下：

通过理论分析和以前制造磁芯的经验，要想获得高强度的磁芯，就要控制磁芯的内应力大小及其分布的均匀性，其关键取决于铁氧体粉料以及磁芯制造中的成型与烧结工艺。

一种高强度锰锌铁氧体磁芯制造方法，通过一种新的烧结工艺控制，所述新的烧结工艺在烧结过程中影响磁芯强度性能的因素主要有烧结温度曲线和烧结气氛曲线，所述新的烧结工艺在烧结过程中主要包括以下步骤：(1)对应磁芯的不同烧结温度区域设定了不同的升温速率，以减小磁芯内应力及使之在磁芯内部均匀分布；(2)在升温速率和气氛上进行针对性的设计，充分保证挥发物的挥发，避免了对铁氧体晶体生长不良，造成磁芯的内应力增加与不均匀分布，进而影响到磁芯的强度；(3)在升温区域通过提高升温速率来控制磁芯烧结升温阶段中锌的挥发，保证磁芯晶体结构的完整性，同时采用致密化手段(给予低的氧含量)来控制磁芯晶粒的生长速度，同时降低烧结温度，减小磁芯的内应力；(4)在恒温区域，采取适当降低烧结温度和减少恒温时间的方法，细化晶粒，减少晶体结构中的空隙； (5)在降温区域1100～900℃范围时，存在锌元素从锰锌铁氧体晶体结构中游离挥发的可能，在气氛上给出了合适的氧含量，同时加快降温速度，缩短磁芯在此温度段的停留时间，以减少铁氧体晶体结构中由于锌元素的缺失造成的晶格缺陷引发的内应力增加和不均匀分布； (6)在降温至450℃后，使降温速率减慢，直至室温，以控制由于磁芯内外部温度差异所产生的内应力，在烧结窑炉的外轨道与磁芯烧结出窑口连接部位增加3～5m的保温罩，以控制磁芯在180℃时出窑后的降温速率，避免降温速度过快。

进一步的，通过控制升温速率，并在900℃/hr左右时，视磁芯的大小保温1～2小时，即予以杂质足够的挥发时间，从而促进杂质的挥发。

进一步的，通过加大该温度区域的进气与抽气量，降低烧结窑内的杂质浓度，从而促进杂质的挥发。

本发明的有益效果：

通过本发明方法制得的磁芯强度更高，避免了在装配过程中出现磁芯损坏的情况，增长了磁芯的使用寿命和使用时的稳定性。

附图说明

图1为烧结温度、气氛曲线对比图；

图2为M法测试示意图；

图3为F法测试示意图；

具体实施方式

在烧结过程中，影响磁芯强度性能的因素主要有烧结温度曲线和烧结气氛曲线，通常烧结温度曲线分成排胶区、排杂区、升温区、保温区和降温区，由于锰锌铁氧体烧结过程中会发生各种物质的挥发、膨胀与收缩、固相反应、氧化还原反应等各种物理化学变化，而这些变化的发生时间和程度对磁芯的内应力大小与分布都会有不同程度的影响，进而影响到磁芯的强度特性，要有效的控制这些变化，就需要制定合适的烧结温度曲线和对应的气氛曲线。

通过认真分析锰锌铁氧体材料烧结过程中发生的物理化学变化的不同温度区域，创造性的制定了烧结温度曲线与气氛曲线，表1和图1分别本项发明中的烧结方法与目前通常的烧结方法的对比。

表1为本发明与现有方法对比情况；

从图1和表1的对比可以看出本项发明具有以下特点：

(1)通过仔细充分分析铁氧体材料烧结过程中的发生各种物理化学变化的温度区域，及该种反应对磁芯强度的影响，对应磁芯的不同烧结温度区域设定了不同的升温速率，以减小磁芯内应力及使之在磁芯内部尽可能的均匀分布，以提高磁芯的强度。