窑炉烧结工艺

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lim H B i H μμ→=i μ窑炉知识培训总结

一、 磁性材料的主要特征参数

1、饱和磁通密度

饱和磁通密度 s=/Ae B ϕ，磁感应强度B ，不会随着H 的不断增加而增加，H 增大到一定值时，B 不能增加，此时的B 值就是饱和磁通密度Bs 。BS 是衡量磁芯是否合格最重要的参数。

目前情况下，公司生产的JF40料，BS 值在510mT,而JF95料的BS 值在530mT 。

2、磁性密度d

成品的密度也是衡量磁芯的重要参数，通常JF40料的成品密度在4.80g/cm3,JF95料的密度在4.9g/cm3。

成品的密度对饱和磁通密度Bs 、机械强度、成品喷漆都会有影响。

A 、密度d 下降，Bs 下降

B 、密度d 下降，机械强度下降

C 、密度d 下降，磁芯疏松多孔，漆不容易吸附在成品上，喷漆困难。

3、磁导率μ

磁导率是表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后、产生磁通的阻力、或者是其在磁场中导通磁力线的能力。/B H μ=

起始磁导率和B 、H 的关系可以用这个公式来衡量，其中 μ0

为空气中的磁导率，

它与温度、频率有关。测量时在一定的温度、一定频率、很低的磁通密度（或很小的磁场）、闭合磁路中进行。公司生产的JF40的μi 为2300±25%，JF95为3200±25%。

我们通常用磁环来测产品的μi 值。

产品的气隙主要有两个作用：1、抗干扰，2、提高负载能力。产品的密度和气隙深度能够提高产品的负载能力，气隙深度越深，电感L 控制在下限，负载能力强。

4、剩余磁通密度Br

在材料被磁化并达到其饱和点之后，磁场强度逐步下降到零，此时该材料所保留的磁感应强度被称为剩余磁通密度。我们希望产品的Br 越小越好，Br 的大小会影响到变压器的输出能力，通常情况下要求JF40料在25℃时Br ＜90mT,100℃时Br ＜55mT 。产品中的杂质会影响到产品的Br 值。

5、矫顽力Hc

Hc 为从磁饱和状态去除磁场后，磁芯继续被反向的磁场磁化，直至磁通密度减小到零，此时的磁场强度称之为矫顽力Hc 。

6、功耗PL

功耗PL 为磁芯材料在高磁通密度下的单位体积损耗，PL=Ph+Pe+Pr 。一般由涡流损耗Pe 、磁滞损耗Ph 、附加损耗Pr 这三部分组成。

涡流损耗Pe ，与产品本身有这很大的关系，Fe 2+

越少，杂质越少，损耗越小。 磁滞损耗Ph ，是铁磁体等在反复磁化过程中因磁滞现象而消耗的能量。

7

*104.6*log L i D H d

μ-=

附加损耗Pr，与频率还有产品结构（漏磁）等有关系。

产品被氧化了磁滞损耗增大，被还原来Fe2+增多，涡流损耗随后增大。

功耗负特性:JF40通过测试80℃和100℃的功耗来查找谷点从而调整气氛，而JF95则是通过查找100℃和120℃之差来调整气氛。

7、居里温度Tc

随着温度的提升，当铁氧体失去它的软磁特性时，这时的温度点被称做居里温度。

二峰

二峰：JF40一般希望控制在80-90℃。

二、烧结工艺

烧结的目的：取得规定尺寸、形状、完全固相反应的铁氧体磁芯。

1、成烧区

整个窑炉的烧结曲线类似于上图所示，成烧区为我们常说的高温区，这一段温度一

般控制在1345℃左右。温度过高，Fe2+上升，温度过低，固相反应不完全。反应温度是否合适主要由产品的尺寸、密度、功耗来确认。一般JF40常温功耗在600-680之间。

整个成烧区时间控制在5-5.5h之间，氧含量理论控制在6.5%左右，实际测量值约在5%左右（5.2%-5.3%最佳）。换算到每个进气点的进气量为，氮气N2在15L/min-18L/min 之间，空气Air在7L/min。窑压控制在2-2.5pa左右为最佳。

在烧结量比较多的情况下，强逼进气，采用高温区多进气的方式使温度因气流循环而均匀；

2、挥发区

挥发区1000度左右，主要是Fe2O3杂质的挥发，为成烧区的固相反应做准备。温度曲线如下：

气

帘

挥发区的升温速率控制在100℃/h，气氛每个流量计进4-4.5 m3/h的空气，接近600℃的位置进6 m3/h的空气，与前面排水排胶区形成气帘。挥发区主要的作用就挥发坯件中的Zn、Cl、S等杂质，给固相反应做准备。

1000℃做致密化，N2进气约35m3/H;

在1200℃之前，坯件不会膨胀，在1200℃-1350℃，这时坯件会膨胀进行反应，如果杂质含量太多的话，坯件会存在粘连问题。一般的处理方式为适当的减短1000℃到1400℃这段反应时间，这段时间减短，可以使坯件相互作用的时间减短，到成烧区的时

候坯件就开始收缩了，就不会存在粘连问题，但是要求粉料的含杂量比较少，这样才能在短时间内，把杂质挥发干净。

有些情况下，在1100℃这个温度点，适当的把曲线拉平，保持这个温度一段时间，控制整体温度一致，使成烧区内外温度一致，反应完全，达到更好的产品一致性。

3、排水排胶区

排水排胶区的主要作用就是排水和排胶，一般250℃之前排水，255℃-550℃排胶。

合理的排胶曲线应该考虑两点因素：一、无残留物，这段时间要加大进气量，窑压控制在10-15pa。二、防止爆炸性的排除，造成开裂。

为了防止产品出现排胶开裂，我们需要做好以下两点：一、消除坯件的应力，消除应力的方法有两点，时间和低温，条件允许的情况下成型出来的坯件最好放置两天再烧结。二、建立挥发通道，胶水到达挥发温度的时候，会呈现爆炸性的大量排除，如果事先通过排水给排胶建立挥发通道的话，可以有效的防止坯件出现开裂。适当的增加坯件的含水量不仅能很好的建立挥发通道，还能提升坯件的强度。且整个的排水时间应该占到整个排水排胶区时间的50%以上。进窑口应该是偏负压为最好，防止废气外泄。粉料适当喷水0.1~0.2%，会增加排胶通道，对排胶有好处；

正常排胶区几个点这样设定:排水：160-180-190-215-排胶：280-450-500（排胶约