1、探讨永磁铁氧体材料的质量控制摘要：永磁铁氧体是一种新型的非金属磁性材料，它只需外部提供一次充磁能量，就能产生稳定的磁场，从而向外部持续提供磁能。本文先介绍永磁铁氧体研究现状，再分析锶永磁铁氧体烧结过程中常见的质量问题，最后针对问题提出对策。 关键词：铁氧体材料；质量管理检验 中图分类号： TM277 文献标识码：A 文章编号： 永磁铁氧体研究现状 当前的时代是电子时代，没有永磁铁氧体就没有电子工业，永磁铁氧体作为电子工业的一种基础功能材料，已经渗透到人类生产、生活的各个领域。在汽车、摩托车、电视机、音响、计算机、通信终端机、医疗仪器等方面获得了广泛的应用，它是能源开发的一个重要方面。无论从资源
2、的角度，还是从能源和应用的角度来看，永磁铁氧体发展的前景都十分广阔的，其需要量也与日俱增。我国 1995 年永磁铁氧体需求量4.5 万吨(预烧料 5 万吨左右)，1997 年需求量 6-7 万吨(预烧料 7-8 万吨)，2000 年需求量 15 万吨(预烧料 18 万吨)“八五”期间，我国永磁铁氧体生产总量己逐渐取代“永磁王国”日本，排位第一位。 目前，我国生产永磁铁氧体预烧料主要采用铁红和铁鳞。铁红作为生产原料来说，价格昂贵，而铁鳞作为轧钢厂的副产品，被重新回收利用，而且铁鳞成分复杂不稳定。因此，为铁氧体的生产寻找廉价替代原料降低铁氧体生产成本，提高市场竞争力，是目前铁氧体生产面临的紧迫问题
3、。有人采用炼钢烟尘作原料，来制备永磁铁氧体，但这并不能广泛采用。近几年来，一些专家学者尝试采用天然铁矿制备永磁铁氧体。他们将天然铁矿经选矿、养化、磁选等过程制成铁精矿粉，然后以铁精矿粉为原料来生产铁氧体。但由于天然铁矿成分复杂，直接用于生产永磁铁氧体具有相当难度，到目前为止，还没有厂家能够成功地利用天然铁矿，不经任何选矿处理，直接生产出具有实用价值的工业产品。 2.锶永磁铁氧体烧结过程中常见的质量问题 2.1 外观质量缺陷 锶永磁铁氧体在烧结过程中产生的外观质量缺陷主要有变形、起泡、开裂三方面。 （1）变形。在锶铁氧体烧结过程中，发现有个别产品上部小下部大，呈梯形状，与入窑前的产品形状不一样，
4、严重的甚至上下分成两部分。这种外观缺陷就是磁性材料中的变形。变形包括很多，如表面不平、磁体弯曲等外观缺陷。 （2）起泡。在锶铁氧体生产过程中，由于某些因素的影响、在烧结后，发现有个别产品在靠吸水孔面的 2-4处出现突起的小泡、圈裂或凹陷的小坑。这种产品外观缺陷叫起泡。磁性材料都属于瘠性原料，并且都经历了预烧，因此在烧结时自身并不能产生多少气体，产生气体的添加剂量很少。另有一种特殊情况是生坯混有油污等杂质，烧结时会产生大量的气泡。 （3）开裂。开裂是指在锶永磁铁氧体的烧结过程中造成的磁体裂纹。开裂的分类有断裂、侧裂、龟裂、炸裂等。 2.2 性能不合格 2.2.1 产品带剩磁现象 在生产中发现部分
5、永磁铁氧体产品经烧结出炉时带有一定磁性，有的称为余磁，带磁现象多表现为单面多级形式，极数为几极到几十极不等，而且极面很不规则，用磁性显示仪可以清楚地看到多个不规则的小圆圈，圆圈内外即为不同极，用霍尔探头可测出不同的极性和强度。 2.2.2 烧结产品的磁性能不合格 烧结产品的磁性能不满足图纸或用户的要求，如磁性能参数中的Br、HCB、HCJ、(BH)max 中任何一个指标不满足要求，均为磁性能不合格。2.2.3 烧结产品的机械强度不合格 机械强度不合格是指产品的抗压强度、抗振强度不满足图纸或用户的要求。 2.3 产品尺寸超差 尺寸超差是指烧结后产品、毛坯的尺寸没有收缩到位，与标准尺寸之间形成的差
6、异。 3.锶永磁铁氧体烧结过程中的工艺质量控制 一般来说，在升温阶段的低温区，主要是坯件内水分的蒸发过程，此时，需缓缓升温，否则，水分的急剧挥发会引起坯件开裂。在烧结的高温区，升温速度可适当提高。到最高烧结温度后，应有一个 0.5 小时、2 小时的保温段，该保温段对磁体性能影响最大。在降温阶段，冷却速度和冷却方式对产品的电磁性能及合格率也有很大影响，其选择取决于产品的配方、性能要求和尺寸大小。 3.1 加强质量检测和反馈 现代质量管理，就是把管理学、统计学、数学和会计学紧密地结合在一起的科学，对产品质量的控制，就是运用统计学的方法研究生产中出现的各种问题，提出预防出现质量问题的决策。也可通过统
7、计出生产中每道工序半成品合格率，通过绘制成动态图表，及时发现所存在的质量问题，这样便可以降低成本，杜绝浪费。 在工作实践中，我们应采用统计技术中的调查表、因果表及排列图，对产品在生产过程中的质量控制活动 包括质量检测 跟踪记录、搜集数据、抽样检验及质量分析，通过识别症状，分析原因，寻找措施，促进问题解决。本文针对锶永磁铁氧体在烧结过程中的质量问题，对试验记录的统计资料开展调查及质量分析，为企业产品质量控制活动提供科学的资料。 3.1.1 烧结过程中质量问题 产品的外观质量要求，视产品的种类和应用场合的不同，可能具有较大的差异。工艺或检验文件中，规定了各个工序的分检标准或允许的缺陷程度，对于不符
8、合要求的产品，应在转序前分检出来。 3.1.2 烧结过程中主要质量问题的分析 相对于其它工序的单台设备，工艺条件波动只影响到部分产品，而烧结工序可调整的工艺参数较多，影响产品质量、性能的方面也很多。 3.2 采取有效的预防措施 3.2.1 烧结工序防止变形的主要方法有： （1）引入鼓风、抽风等通风设备，使窑内上下温差缩小。 （2） 窑车上的承烧匣钵内部留有足够的气体通道，增加上部气流阻力，减少上部和周边气流，使热气流在产品中分布均匀。 （3）预烧带尤其是窑车上部升温过快，只有进行窑炉结构改造才能解决。操作上可以加大抽烟孔的开度，但这样又会扩大上下部的温差。（4）设计制作良好的承烧匣钵，保证坯件
9、在烧结中少受或不受外应力的影响。装匣钵体烧产品的目的是防止火焰直接冲刷坯件，又可以减少坯件本身可能承受的温度梯度，使坯件变形减小。但装匣钵后，大大减低了气流给坯件的对流传热和辐射传热速度，达不到快速烧结的目的。 （5）优化装坯方式，不同产品搭配装载，大产品在下，小产品在上，每板产品的装载量一致，防止压力变形。 3.2.2 烧结过程中防止起泡的主要方法： 根据产生起泡的原因，制定相应的预防措施。例如，在高温阶段过快，温度过高，磁体内部的气体不能及时排出来，因而膨胀产生气泡，所以我们要控制升温的速度和保温的时间，还要选择合适的烧结气氛。 另外,含水率应严格控制，一般含水率控制在 10%-13%。解
10、决的办法就是将毛坯烘干时间延长， 适当提高预烧结温度和降低二次烧结温度。 3.2.3 烧结工序防止开裂的主要方法： （1）根据不同窑炉及坯体内部允许的最大温差，确定最佳烧成曲线，确定装车方式，确定装坯高度。 （2）隧道窑应有良好的通风设备，以便控制窑内有合适的水分含量。 （3）对大规格磁体，应在烧结前充分干燥，烧结时磁体间放置应有适当的间隙，降温时速度要缓慢。 （4）耐火匣钵及耐火板，要求底部平整无毛刺，在转入坯件时，先在匣钵底及批件之间均匀轻撒少许氧化铝粉。一方面课防止坯件烧结后粘连，另一方面可减少收缩时不应有的应力。 3.2.4 烧结过程中防止尺寸超差的主要方法： （1）原材料实行定点供应
11、。不同生产厂家的同一种原料由于工艺不一致等原因，其物理、化学性质有较明显的区别。例如采用相同配方，仅改变氧化铁生产地，产品收缩率就有明显差别，最小在 12%，最大15%。如果原材料来源混杂，势必造成产品一致性不好。 （2）要保证预烧工艺的稳定，特别是预烧温度的稳定。 （3）要保证成型密度的一致性。 （4）保证模具尺寸的一致性，对大生产来说，可能有多副模具同时生产同一种产品但由于磨损程度不同，尺寸上有较大差异。 4.永磁铁氧体生产中的质量控制 产品包装出厂前应进行最终检验，包括检验外观、尺寸及磁特性。但在大生产过程中，实际上质量控制点并不仅仅限于最终检验，质量控制应从原材料的选用开始，贯穿于整个生产过程。质量控制能及早发现缺陷并加以消除，因而十分重要。在永磁铁氧体大生产中必定有破碎、变形、开裂和磁特性不好的产品出现，但若能通过事前预防和事中控制，可使废品率大大减少，其经济效益也是非常可观的。
