PVA膠體排放時間對裂紋的影響
經(jīng)過多次實驗證實:壓制磁芯毛坯時,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,當溫度達到600℃時,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)達到結(jié)晶溫度有一緩慢的升溫過程,就在這一過程中,PVA膠體不斷燃燒、揮發(fā)并排出,通過排膠曲線知道在270℃時有一排膠峰,表明此時的PVA燃燒、揮發(fā)、排放好。通過實驗并觀察ER28毛坯,用兩種不同的升溫速度從室溫升至400℃進行燒結(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同時放到隧道窯中進行燒結(jié)后,在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)樣品A沒有裂紋,而樣品B可看到微小裂紋。
02
磁芯大小對裂紋的影響
若升溫速度不變,磁芯的體積大小,同樣會對裂紋的產(chǎn)生與否產(chǎn)生影響!磁芯體積越大,所需的排膠時間越長,如窯體溫度從200℃升高到600℃所用時間低于大顆磁芯的排膠時間時,易產(chǎn)生裂紋,而小顆磁芯則無此問題!
03
磁芯粉料形狀對裂紋的影響
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、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)沒有裂紋,P型(蘋果型)有裂紋!
04
壓制磁芯毛坯時保壓時間長短對裂紋的影響
壓制磁芯毛坯時,若保壓時間夠長,則磁芯毛坯密度上、中、下三個位置會基本一致,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),不會變動;因為變動,只會使窯體內(nèi)空氣循環(huán)狀態(tài)變差而已!但對于磁芯毛坯而言,其堆疊層數(shù)、堆疊位置、堆疊方式同樣會對空氣的流動性造成影響!此影響會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,需要的排膠時間較長,易產(chǎn)生裂紋!
06
磁芯模具的合理性對裂紋的影響
開刻磁芯模具時,需要考慮磁粉的收縮率、收縮時應(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)風險合理匹配;但當冬天溫度降低后,約-10℃至15℃時,磁芯出窯溫度也應(yīng)變?yōu)?00℃以下,以保溫差不超過210℃,減小因溫度驟變而可能出現(xiàn)的開裂、產(chǎn)生裂紋等風險!
08
磨加工時不當操作對裂紋的影響
磨加工包括磨削平面或開氣隙兩種過程。磁芯生產(chǎn)屬陶瓷工藝,燒結(jié)后為降低漏感、真實表現(xiàn)磁芯本身電感系數(shù)、以及提高可設(shè)計功率和傳輸效率,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),磨削時除選擇目數(shù)合適的砂輪外,還要注意首刀、末刀的進給深度、磨削速度、行進均勻性、磨削液的噴灑位置和液量等影響性因素!萬勿造成周期性沖擊和局部溫度過高,周期性沖擊易造成斷裂、崩缺、掉塊等外觀瑕疵,局部溫度過高易產(chǎn)生不規(guī)則裂紋等問題!但此種原因造成的裂紋深度均較淺,不會對變壓器品質(zhì)構(gòu)成可見或隱藏的威脅!
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)品機械強度變差,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險。用到變壓器或電感器上,在溫度達到200℃以上時,若磁芯本身還有應(yīng)力存在,應(yīng)力會繼續(xù)釋放,裂紋有加深可能,甚至導致磁芯的斷裂,致使元器件完全失效,無法使用;如磁芯本身已經(jīng)過時效處理(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0.5mm、寬度不超過0.1mm、長度不超過延長線長度1/4的裂紋;磁芯非配合面上允許存在深度不超過0.7mm、寬度不超過0.2mm、長度不超過延長線長度1/3的裂紋。
02
磁芯裂紋的檢測方法:
1、肉眼目測,或在顯微鏡下察看!
2、對于微小裂紋,采用煤油或酒精擦拭磁芯表面,看有無氣泡。
3、超聲波探測儀或微波檢測儀檢測。
03
裂紋磁芯使用性鑒定:
1、通過改變測試電壓、頻率、溫度、濕度等條件或疊加電流測試,比較電感系數(shù)及Q的穩(wěn)定性!
2、通過功耗儀測試功耗大小,與正常同規(guī)格磁芯功耗比較!
3、通過考評帶載溫升高低進行評判,帶載4小時或溫度穩(wěn)定后,若溫度不超過110℃,可使用!
綜上所述,磁芯裂紋的影響主要是心理因素!因為磁芯裂紋,只有在外力沖擊或功率設(shè)計已達臨界狀態(tài)或變壓器工作溫度達200℃以上時,才會產(chǎn)生進一步的影響!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)計已達臨界狀態(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)為代價的不智行為,即便是正常的磁芯也難確保正常、不出問題;再者變壓器工作溫度高達200℃以上,***為理想狀態(tài)而已,因為當變壓器四周溫度超過150℃時,相鄰的其他元件就停止了工作!再退一步,每個磁芯廠都有相應(yīng)的檢測環(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)過權(quán)衡才進入正常流通渠道的!以上并非占在生產(chǎn)方的立場,是據(jù)實而言,己是而為眾示矣!