1、鐵芯制造工藝技術鐵芯制造工藝技術講師：張志臻講師：張志臻 文件編號：完成日期：2012年3月15日撰寫：一審：二審：2012315提前3分鐘，準時簽到關閉手機或調震動保持安靜，提問請舉手保持衛生，愛護公共財物精神飽滿，認真聽講培訓完畢離座后座椅歸位。 培訓培訓/會議都這樣，養成習慣會議都這樣，養成習慣高素質高素質!u第一部分：鐵芯性能特性u第二部分：鐵芯制造工藝第一部分 鐵芯的性能特性機械特性鐵芯要有一定機械強度，不論是非晶還是納米晶退火后都易碎。所以需要浸漆固化或裝護盒。電磁特性是任何鐵芯的根本特性，是最重要的質量指標。 這就如同我們買電視機圖像和聲音是最重要的指標一樣，對外部應力敏感，受應

2、力后電磁性能損失很大，故不可摔跌。 電磁特性主要參數是鐵損和電感量，我們希望得到的是低鐵損高電感鐵芯，影響鐵芯電磁性能的因素有： 材料本身的鐵損、導磁率決定鐵芯的鐵損和電感高低，制造工藝的優劣。制程控制的好壞等。 幾何尺寸尺寸是鐵芯的重要質量指標之一，它決定客戶的線圈安裝尺寸外觀要清潔干凈，給人賞心悅目的感覺?？煽啃栽谝欢ōh境條件下完成規定功能的能力，比如-30150 溫度條件下持續工作的時間 第二部分：鐵芯制造工藝1、選料、選料非晶合金材料特性 一般的金屬物質大多是晶體結構，而我們現在用的非晶合金帶材是非晶體結構，其主要成分是Fe占80%左右（故叫鐵基非晶）、Si+B占 20%左右，它是熔融

3、金屬以每秒106度的降溫速度下超急冷噴制而成厚度大約為305mm的金屬薄帶。簡單的講就是由于急速冷卻其金屬和非金屬原子來不及排列結晶故叫非晶。非晶態材料具有優異的磁性和韌性，具有高的電阻率，具有耐腐蝕、耐磨、高強度、高硬度的良好的材料特性。從鐵芯的電磁特性來講原材料應選鐵損低、i導磁率高、飽和磁通密度Bs高的材料。且依據鐵芯工作頻率選擇不同的材料通常所用的軟磁性材料有硅鋼片、坡莫合金、非晶、納米晶、鐵氧體等A、非晶鐵基非晶1K101，2605SA1主要成分Fe、Si、B， 厚度0.025mm0.035mm，高導磁、飽和磁通密度Bs高可達1.56T，一般適用于50Hz50KHzB、鐵基納米晶1K

4、107組成成分為Fe-M-Si-Cu-B(其中M=Nb、Cr、V、W、Mo等)；厚度0.025mm0.035mm，高導磁、飽和磁通密度Bs高可達1.2T，一般適用于20KHz100KHz2、分條、分條將寬帶分剪成我們所需要的寬度，一般帶寬都取5的倍數好組合，由于非晶帶薄且硬度高，所以分條難度較大，對刀具材質的要求高，刀硬度要高韌性要好，否則分剪帶易產生毛刺。分條主要應控制毛刺2mm，無毛刺最理想，但難以做到；還要控制帶寬尺寸、。毛刺的危害卷繞時導致跑邊、疊厚不均。對電磁性能的影響直接降低疊片系數、容易造成層間短路曾加鐵損。彎曲度造成端面不平。3、卷繞、卷繞卷繞方式環形卷繞、矩形卷繞；我們現基本

5、上采用環形卷繞。卷繞要注意事項：尺寸公差、疊片系數（通過重量體現）、疊厚的一致性疊片系數Kc有效切面積Sc（真實可導磁面積）/理論切面積S；Kc反映貼芯卷繞的松緊程度亦可由下式計算 疊片系數Kc = 實際稱得重量（g）/理論切面積*理論磁路長度*密度（g）變壓器設計計算工作磁通密度（Bm）時是以有效切面積計算的。從變壓器設計來講Kc要大，這樣同樣理論尺寸下可提高工作磁密Bm、或相同磁密下可減小切面尺寸減小線圈匝長從而節約成本，但對不同的磁性材料應取不同的Kc，并非Kc越高越好。因過高的Kc會增加磁芯的內應力反而降低磁芯性能。0.3mm厚硅鋼片Kc=0.97；非晶Kc=0.850.88。Kc對磁

6、芯性能的影響 Kc過小會導致客戶實際使用的工作磁密Bm偏高性能指標變差，由公式Bm=U104/4.44fScN可見 Bm與有效面積Sc成反比，例：一變壓器工作電壓220V,電源頻率2KHZ,初級線圈100匝，鐵芯疊厚15mm，帶寬40mm，設計取Kc=0.86。計算其工作Bm解：鐵芯理論切面積為S=1.54.0=6cm2； 則Sc=60.86=5.16 cm2 Bm=22010000/4.44*2000*5.16*100=0. 48T如果卷得過松Kc=0.80，則Sc=60.8=4.8 cm2；這時Bm=22010000/4.44*2000*4.8*100=0.516 T在相同頻率下磁密升高，

7、鐵芯損耗增加,發熱損壞變壓器。反之若Kc=0.92,則退火除應力困難，磁芯性能也差。上下疊厚要一致，現實由于分條毛刺影響很難做到，現允許上下偏差0.3mm；偏差大定型難，易變形，也會誤判疊厚尺寸。4、一次裝模定型（中小規格環形鐵芯無需帶模退火）、一次裝模定型（中小規格環形鐵芯無需帶模退火）鐵芯由圓變方注意事項芯模要裝平整，裝好后要敲打鐵芯四周死角使其松緊一致應力均勻分散。但實際上四個角應力還是要比四邊大。四邊皺折要消除， 裝夾板尺寸要到位不可過緊或過松，過緊退火應力難消除、過松外形尺寸超差。 多裝鐵芯少用模板，裝好后要檢查鐵芯有無變型5、退火、退火退火目的消除鐵芯內應力，并適度改變晶態組織，達

8、到恢復、并改善磁性能 。退火控制工藝參數升溫、降溫速度，保溫溫度，保溫時間，保護氣氛或真空度，裝爐量。C型非晶鐵芯保溫395410。納米晶保溫溫度550。升溫、降溫速度，保溫時間與裝爐量及鐵芯尺寸大小有關。裝爐量多、鐵芯尺寸大，升溫、降溫慢，保溫時間則要相應加長。另外升溫快慢與爐子結構、功率大小也有關，功率大則快。600 以下輻射傳熱效率低。真空條件下主要靠輻射傳熱。C型鐵芯在氮氣保護氣氛中退火處理，在此氮氣起保護鐵芯防氧化及對流傳熱作用。對流傳熱效率高。熱平衡公式Q放=Q吸 Q放=I2Rt (j) I電流，R電阻，t發熱時間 Q=C*m*t; Q吸熱量 J，C比熱J/Kg，m質量 Kg，t

9、溫度差 Q=K*A*t Q吸熱量 J，K傳熱系數J/mm2，A傳熱面積mm2， t 溫度差爐溫的均勻性至關重要，溫度過低或過高都會導致產品報廢，這關系到產品性能的一致性，理論上講當鐵芯尺寸、松緊度一樣時，只要退火溫度一樣，鐵芯性能就基本一樣。影響溫度均勻性的因素有：爐子本身結構（對流風道結構、對流方式、傳熱方式、空間大小、加熱功率），裝爐量，裝爐擺放方式(應留出對流通道），鐵芯尺寸大小等（一般原則大小懸殊的不能同爐，同爐時大鐵芯放外圍，小鐵芯放中央）。降溫非晶鐵芯退火在410350 可快降，后面要慢。納米晶則要快冷。注意事項避免氧化，局部過熱，不可隨意更改裝爐量，裝爐量改了工藝時間要相應改。溫

10、度和時間是一個動態變化的，應密切關注，尤其溫度最為重要，溫度低了除應力不徹底，晶態變化不夠。溫度高了晶態變化過度，納米晶退火過程中有晶化放熱應防沖溫過熱。6、冷卻脫模、冷卻脫模 理論上鐵芯退火后應慢冷（每小時小于60 降溫 ），急冷會產生收縮應力，使性能變壞，應讓鐵芯冷到50才能操作脫模。作業時注意事項非晶、納米晶退火后易碎，退火后的各工序鐵芯應輕拿輕放，切不可隨意摔扔。作業后芯模要整齊裝箱，謹防芯模碰壞混裝。7、退火后性能測試、退火后性能測試退火是決定鐵芯性能的關鍵，故應每爐測試性能，測鐵損、電感，被測的非晶C型鐵芯必須推捏松才能測。其它類及納米晶鐵芯則不可擠捏。8、浸漆、浸漆目的目的層間絕

11、緣，增加機械強度，另外一個重要作用使每一片粘結成整體便于切層間絕緣，增加機械強度，另外一個重要作用使每一片粘結成整體便于切割。割。對漆的要求絕緣耐熱等級要H級180以上，電阻率高，儲存性好，粘結力強，固化應力小，滲透性好，一般都是環氧樹脂。逆變、互感器則應力要小。浸漆方式常溫常壓、真空、真空壓力，真空壓力浸漆應是最好的工藝，抽真空的作用是將片層間的空氣抽走讓出空間給漆進去，加壓是為增加滲透壓。注意事項鐵芯上的水或油污會大大降低漆的附著粘結力，故必須保持鐵芯干燥、干凈無油污、松弛（浸漆前必須推松），3131漆易吸潮而增加粘度，故應保持環境干燥，壓縮氣體應干燥、干凈無油污。加壓會增加漆液中的氣體含

12、量，故應將之抽去。易燃防火。9、裝模定型、裝模定型要固定鐵芯形狀才能烘干固化注意事項脫模劑涂抹均勻，尺寸要裝夾到位，鐵芯表面要擦清潔（非晶碎片、油污紙屑），不變形、不錯位，有時會有鐵芯拱起來，這是由于鐵芯疊厚不均勻形成了契型，故在夾緊的時候會往契尾方向凸。這時可間隔翻面裝部分鐵芯。3131漆是單組份，熱固型環氧樹脂，室溫下不會固化。故有時放置二、三個小時可照常往下做。只要卷繞平整，沒有整不平的鐵芯丙酮是較強的有機溶劑，可稀釋3131漆，故擦拭鐵芯表面時不許用濕淋淋的丙酮，應將布擰至半干狀擦。10、烘烤固化、烘烤固化3131熱固型，耐熱等級H級 180，烘烤溫度不要超過180。該漆單層漆膜在16

13、0下3分鐘便固化，完全固化反應完達到固化強度需一小時左右。工藝控制過程中短時（半小時內）超溫10，便沒什么影響。在耐熱溫度下長時間烘烤也沒有壞處，故烘烤時間只可長不可短。操作過程應時刻關注溫度變化，及加熱電流大小。11、脫模刮漆、脫模刮漆烘烤固化好的鐵芯，應待冷卻至50才可脫模，否則易導致鐵芯開裂。刮漆主要是要將鐵芯表面的漆瘤刮平，漆瘤會影響切割定位，也會影響線圈裝配，特別說明四個R角處的漆瘤可不刮因其不會影響切割定位，且剝片時會被剝掉。從理論上講鐵芯端面的一層漆膜是有益無害的（可更有效防銹、防散片減少噪音），均勻平整干凈的漆膜沒必要刮掉。烘烤固化的鐵芯會產生固化應力，故需停放一段時間釋放應力

14、后才能切割，以減少因局部應力過大切割后裂縫。12、切割、切割C型鐵芯切割的作用是 便于裝線圈（可先單獨繞好線圈縮短變壓器生產周期）；調整氣隙（起到調節電感量、抑制過飽和）注意事項 切割對鐵芯性能影響很大，切面質量的好壞(粗糙度、垂直度、對稱度)直接影響鐵芯性能，影響切面質量的因數有：切割機的精度和穩定性精度和穩定性要高切割砂輪片強度、粒度大小、耐磨性、平整度、厚度與直徑，厚度與直徑的選擇由鐵芯本身切面積大小決定切割砂輪片轉速現在是1450轉/分、與冷卻效果有關鐵芯進給速度與單位時間內切削量有關夾具不可松動、不可有縫隙空位鐵芯本身切面積大小高度、厚度，冷卻會更困難，鐵芯高度大砂輪片徑向擺動大，應

15、選較厚且外徑大的砂輪片冷卻效果選擇的冷卻液要防銹、吸熱好，冷卻泵流量壓力大小，冷卻液噴淋位置。要過濾沉砂。13、研磨、研磨砂輪切割的切面粗糙度大，在光電放大鏡下能看到縱橫交錯的很多劃痕，這些劃痕即是層間短路的表現，層間短路會形成高頻渦流損耗，通過有效可減少高頻渦流損耗，亦可消除切面氣隙提高電感量降低損耗。研磨質量與研磨方向有關，應先沿橫向粗磨，再縱向精磨。這樣可減少磨成弧面裝夾具要平整不可有空隙，夾板位置、夾的松緊冷卻液14、超聲清洗研磨產生的粉末會造成切面短路，可通過超聲清洗掉。清洗液要有除油污及防銹功能。15、真空烘干烘烤的作用除水分、除應力切割、研磨都是采用水做冷卻液稀釋劑，故要及時將水

16、烘干減少生銹。切割面的切割應力、磨削應力，降低鐵芯性能。水分常溫常壓也可以烘干，在一個大氣壓101325Pa（1公斤/、0.1Mpa）下水在100才沸騰氣化，如抽真空在絕壓9583Pa（表壓-0.09Mpa）下水在45沸騰氣化；20000Pa（-0.08Mpa）時是60；40000Pa(-0.06Mpa)時是76所以說真空度越高氣化溫度越低水分越易蒸發，烘干一定量的水所需的時間就越短，這可縮短烘烤生產時間。所以要控制的兩個參數是真空度、溫度、時間，縫隙中的水分由于兩個光滑面上液體表面張力作用(吸附)，水分難以揮發，若常壓下要100烘得12小時以上才能烘干，故有時當真空度較低時不是不能烘而是要延

17、長烘烤時間，烘烤溫度在110內也是可高可低跟時間匹配。當然最高烘烤溫度不能超過漆的耐熱等級。16、切面處理 切割、研磨都會造成切面層間短路，導致鐵損增加，應設法減少或消除層間短路。 此操作注意事項酸蝕時間不能過長，看見切面產生大量氣泡時即應及時將切面擦干凈，并對切面烘干，烘干很重要。其將直接影響鐵損。7、剝片整理作用將外表面臟的片剝掉，使尺寸滿足公差要求。所以對剝片整理來說在滿足尺寸公差要求的前提下剝的越少越好。保留最大疊厚對改善磁性能極為有利。不能為剝不能為剝片而剝片片而剝片，時刻記住保證重量，疊厚盡可能取正公差。允許表面有兩層不松動的斷帶。 剝片量計算稱重量、測量疊厚、測量窗口尺寸最大剝片余量=測量實際厚度-標準疊厚內圈要剝片厚度=（標準窗口尺寸-實際測量尺寸）/218、倒角 作用方便客戶套裝線圈，不易造成散片碎片。 倒角應小于0.4X45,要倒直倒均勻.19、噴碼 噴碼位置在標識線對面中間，字體要清晰。20、防銹包裝 防銹紙存放環境空氣流動小，濕度40%的干燥環境。保存