PVA膠體排放時(shí)間對(duì)裂紋的影響
經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)證實(shí):壓制磁芯毛坯時(shí),為增加氧化錳、氧化鋅、三氧化二鐵等各成分材料的接合力,須按比例加入PVA膠體。排膠溫度在200℃到600℃之間,當(dāng)溫度達(dá)到600℃時(shí),PVA膠基本排放完畢,而磁芯毛坯須在1380℃左右才能結(jié)晶成鐵氧體磁芯!從室溫狀態(tài)達(dá)到結(jié)晶溫度有一緩慢的升溫過(guò)程,就在這一過(guò)程中,PVA膠體不斷燃燒、揮發(fā)并排出,通過(guò)排膠曲線知道在270℃時(shí)有一排膠峰,表明此時(shí)的PVA燃燒、揮發(fā)、排放好。通過(guò)實(shí)驗(yàn)并觀察ER28毛坯,用兩種不同的升溫速度從室溫升至400℃進(jìn)行燒結(jié),用較低的升溫速度(1℃/分鐘)加熱得到樣品A,用較高的升溫速度(3℃/分鐘)加熱得到樣品B,在400℃保溫狀態(tài)將樣品A和樣品B同時(shí)放到隧道窯中進(jìn)行燒結(jié)后,在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)樣品A沒(méi)有裂紋,而樣品B可看到微小裂紋。
02
磁芯大小對(duì)裂紋的影響
若升溫速度不變,磁芯的體積大小,同樣會(huì)對(duì)裂紋的產(chǎn)生與否產(chǎn)生影響!磁芯體積越大,所需的排膠時(shí)間越長(zhǎng),如窯體溫度從200℃升高到600℃所用時(shí)間低于大顆磁芯的排膠時(shí)間時(shí),易產(chǎn)生裂紋,而小顆磁芯則無(wú)此問(wèn)題!
03
磁芯粉料形狀對(duì)裂紋的影響
以生產(chǎn)EF25為例,分別采用造粒后顆粒均勻、外形呈球狀的粉料Q型和造粒后顆粒大小不一、外形呈蘋果形狀的粉料P型,使用同一壓機(jī)、同一速度生產(chǎn)毛坯,窯爐內(nèi)擺放同一位置、同樣堆疊方式,燒結(jié)后發(fā)現(xiàn)Q型(球型)沒(méi)有裂紋,P型(蘋果型)有裂紋!
04
壓制磁芯毛坯時(shí)保壓時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)裂紋的影響
壓制磁芯毛坯時(shí),若保壓時(shí)間夠長(zhǎng),則磁芯毛坯密度上、中、下三個(gè)位置會(huì)基本一致,磁芯毛坯內(nèi)應(yīng)力均勻,PVA膠體燃燒、揮發(fā)有序,則不易產(chǎn)生裂紋!
05
窯體空氣循環(huán)狀態(tài)對(duì)裂紋的影響
通常窯體內(nèi)空氣循環(huán)狀態(tài)保持優(yōu),不會(huì)變動(dòng);因?yàn)樽儎?dòng),只會(huì)使窯體內(nèi)空氣循環(huán)狀態(tài)變差而已!但對(duì)于磁芯毛坯而言,其堆疊層數(shù)、堆疊位置、堆疊方式同樣會(huì)對(duì)空氣的流動(dòng)性造成影響!此影響會(huì)造成排膠氣體的濃度差異,排膠氣體濃度越濃的地方,排膠速度較慢,需要的排膠時(shí)間較長(zhǎng),易產(chǎn)生裂紋!
06
磁芯模具的合理性對(duì)裂紋的影響
開(kāi)刻磁芯模具時(shí),需要考慮磁粉的收縮率、收縮時(shí)應(yīng)力大小及方向、某一形狀磁芯的薄弱部位之承載能力、脫模難易,燒結(jié)時(shí)堆疊穩(wěn)定性,避尖角位的應(yīng)力集中!拐角位如不倒圓弧角(斜角)或圓弧角半徑太小,除易毛刺外,易形成局部應(yīng)力,產(chǎn)生可見(jiàn)裂紋或暗裂!
07
磁芯出窯后本體溫度與環(huán)境溫度差值大小的影響
磁芯燒結(jié)后,出窯溫度約控制在240℃以下,這只是表象,實(shí)際控制的是磁芯本體溫度與環(huán)境溫度的差值大小不超過(guò)210℃!夏天環(huán)境溫度約30℃到40℃,若磁芯出窯溫度控制在240℃以下,則溫差小于210℃,使生產(chǎn)效率(周期)與品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)合理匹配;但當(dāng)冬天溫度降低后,約-10℃至15℃時(shí),磁芯出窯溫度也應(yīng)變?yōu)?00℃以下,以保溫差不超過(guò)210℃,減小因溫度驟變而可能出現(xiàn)的開(kāi)裂、產(chǎn)生裂紋等風(fēng)險(xiǎn)!
08
磨加工時(shí)不當(dāng)操作對(duì)裂紋的影響
磨加工包括磨削平面或開(kāi)氣隙兩種過(guò)程。磁芯生產(chǎn)屬陶瓷工藝,燒結(jié)后為降低漏感、真實(shí)表現(xiàn)磁芯本身電感系數(shù)、以及提高可設(shè)計(jì)功率和傳輸效率,應(yīng)盡可能使磁芯接合面平整光潔,易于吻合,從而需要磨削磁芯結(jié)合面(甚至大顆磁芯為電感系數(shù)穩(wěn)定考慮還要清底),磨削時(shí)除選擇目數(shù)合適的砂輪外,還要注意首刀、末刀的進(jìn)給深度、磨削速度、行進(jìn)均勻性、磨削液的噴灑位置和液量等影響性因素!萬(wàn)勿造成周期性沖擊和局部溫度過(guò)高,周期性沖擊易造成斷裂、崩缺、掉塊等外觀瑕疵,局部溫度過(guò)高易產(chǎn)生不規(guī)則裂紋等問(wèn)題!但此種原因造成的裂紋深度均較淺,不會(huì)對(duì)變壓器品質(zhì)構(gòu)成可見(jiàn)或隱藏的威脅!
磁芯裂紋或有危害
鐵氧體磁芯本屬于脆性材料,裂紋的存在使用產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度變差,甚至出現(xiàn)電氣性能惡化,功耗變高,承載功率降低等或有風(fēng)險(xiǎn)。用到變壓器或電感器上,在溫度達(dá)到200℃以上時(shí),若磁芯本身還有應(yīng)力存在,應(yīng)力會(huì)繼續(xù)釋放,裂紋有加深可能,甚至導(dǎo)致磁芯的斷裂,致使元器件完全失效,無(wú)法使用;如磁芯本身已經(jīng)過(guò)時(shí)效處理(約5-10天靜放),內(nèi)部應(yīng)力已釋放完畢,則可在原額定功率85%狀態(tài)下穩(wěn)定的工作。
01
磁芯裂紋允許規(guī)范:
磁芯配合面上允許存在深度不超過(guò)0.5mm、寬度不超過(guò)0.1mm、長(zhǎng)度不超過(guò)延長(zhǎng)線長(zhǎng)度1/4的裂紋;磁芯非配合面上允許存在深度不超過(guò)0.7mm、寬度不超過(guò)0.2mm、長(zhǎng)度不超過(guò)延長(zhǎng)線長(zhǎng)度1/3的裂紋。
02
磁芯裂紋的檢測(cè)方法:
1、肉眼目測(cè),或在顯微鏡下察看!
2、對(duì)于微小裂紋,采用煤油或酒精擦拭磁芯表面,看有無(wú)氣泡。
3、超聲波探測(cè)儀或微波檢測(cè)儀檢測(cè)。
03
裂紋磁芯使用性鑒定:
1、通過(guò)改變測(cè)試電壓、頻率、溫度、濕度等條件或疊加電流測(cè)試,比較電感系數(shù)及Q的穩(wěn)定性!
2、通過(guò)功耗儀測(cè)試功耗大小,與正常同規(guī)格磁芯功耗比較!
3、通過(guò)考評(píng)帶載溫升高低進(jìn)行評(píng)判,帶載4小時(shí)或溫度穩(wěn)定后,若溫度不超過(guò)110℃,可使用!
綜上所述,磁芯裂紋的影響主要是心理因素!因?yàn)榇判玖鸭y,只有在外力沖擊或功率設(shè)計(jì)已達(dá)臨界狀態(tài)或變壓器工作溫度達(dá)200℃以上時(shí),才會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步的影響!但如有外力沖擊,不單是變壓器,恐怕骨架、銅線、光藕、電容、電阻等元器件也不能幸免;如果功率設(shè)計(jì)已達(dá)臨界狀態(tài),這本身已不可取,臨界狀態(tài)下的工況是不穩(wěn)定的,是以犧牲穩(wěn)定系數(shù)為代價(jià)的不智行為,即便是正常的磁芯也難確保正常、不出問(wèn)題;再者變壓器工作溫度高達(dá)200℃以上,***為理想狀態(tài)而已,因?yàn)楫?dāng)變壓器四周溫度超過(guò)150℃時(shí),相鄰的其他元件就停止了工作!再退一步,每個(gè)磁芯廠都有相應(yīng)的檢測(cè)環(huán)節(jié),出廠貨物的品質(zhì)狀況比使用者心中有數(shù),是瑕疵、是致命傷,影響的大小,或有損失的高低,都是經(jīng)過(guò)權(quán)衡才進(jìn)入正常流通渠道的!以上并非占在生產(chǎn)方的立場(chǎng),是據(jù)實(shí)而言,己是而為眾示矣!
