EER26型铁芯压制过程中粉体的润滑行为研究
EER26型铁芯压制过程中粉体的润滑行为研究[20200413194102]
摘要
本文主要针对企业在EER-26型铁芯材料生产过程中所存在的问题，旨在获得润滑剂的加入量、模腔温度条件、压制力、等因素对粉体性能、生胚密度、产品性能等方面的影响规律，为提高企业的生产效率和产品质量提高提供相关指导和数据积累。润滑剂本文主要针对企业在EER-26型铁芯材料生产过程中所存在的问题，旨在获得润滑剂的加入量、模腔温度条件、压制力、等因素对粉体性能、生胚密度、产品性能等方面的影响规律。本文采用Acrawax C做为润滑剂通过探讨不同润滑剂含量对FeNi50合金粉末松装密度、震实密度，圆形度和成型后的压胚密度以及烧结后的电磁性能Pcm和μ值的影响。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:FeNi50AcrawaxC压胚密度μpcm热处理
目录
1、绪论 1
1.1研究背景 1
1.2粉末冶金润滑剂的应用 1
1.3 润滑剂的作用机理与选用 2
1.4润滑剂产品的分类及特点 3
1.5 研究内容 5
2、实验部分 5
2.1实验材料 6
2.2实验设备 7
2.2.1生产设备 7
2.2.2其他设备 8
2.3性能测试方法与原理 9
2.3.1.粉体松装密度 9
2.3.2 粉末振实密度 9
2.3.3压胚密度 10
2.3.4磁导率μ 10
2.3.5磁心损耗Pcm 10
2.4 实验工艺流程 11
3.数据分析 11
3.1润滑剂添加量对粉体性质的影响 12
3.1.1松装密度 12
3.1.2振实密度 12
3.1.3圆形度 13
3.2 润滑剂添加量对粉体压缩性的影响 15
3.2.1 模腔温度为60℃ 16
3.2.2 模腔温度为80℃ 16
3.2.3 模腔温度为100℃ 17
3.3润滑剂添加量对成品磁学性能的影响 17
3.3.1对成品μ值的影响 17
3.3.2对成品pcm的影响 19
3.4 结论 21
参考文献 22
致谢 23
1.绪论
1.1 研究背景
随着小型化和高功率密度的开关电源应用的增加，平面电感器的使用越来越多，在许多应用中，保持高度的电力变压器和电感低是市场的需。在印刷板的安装高度通常最高是的磁性装置[ 1 ]。然而，这并不是唯一的原素平面磁芯在核心装置中的应用。平面磁心的设计可很好降低漏感；具有良好的可重复性；且装配工艺较为经济；机械完整性高；散热性能方面也都有显著的优点。
T企业主要生产经营以控制回路用电子线圈为主的新型电子元器件及相关零部件，产品广泛的应用于汽车音响、家用电器、机械设备等仪器上。T企业生产一款名为EER-26的粉末铁芯产品，是一种典型的平面磁芯。在实际的生产和客户的反馈中发现，EER-26型铁芯存在着较大的缺陷，产品不良率较高。
根据T企业的生产实际，我们分析认为影响EER-26型铁芯性能的因素主要有：粉体粒度、烧结工艺、压制力、绝缘材料添加量、绝缘材料种类以及润滑剂的添加量等。本课题针对润滑剂添加量对EER-26型产品性能可能造成的影响进行研究，期望通过本课题的探讨可以给予企业实际生产提供一定原始数据积累，对其产品优化及工艺改善有所帮助。
1.2粉末冶金润滑剂的应用需求
粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产[1]。此外，一些材料和复合形法和传统的机械加工方法零件不能制备铸造，粉末冶金技术可以很好的完成生产，已引起业界的关注。(例如高温熔点金属其熔炼温度相当高，传统铸造有困难, 而实用粉末冶金方法可以显著的降低其烧结活化能（如钨）,从而以较低的温度烧结成型。此外，粉末冶金因为采用粉末烧结，其材料本身具备一定的孔径，所以在制备多孔材料方面有着天然的优势。
粉末冶金生产中的基本工序之一是模压成形，其目的是将松散的粉末制成具有固定几何形状、尺寸、密度和强度的坯件或成品。模具的形成粉末冶金方法生产的主要形成方法。当金属粉末的受到成型模腔压力，通过粉末压缩形成具有一定尺寸的坯件。模压过程中粉末在模腔内由于颗粒间的摩擦和机械啮合作用会产生形成许多大小不一的孔隙，这就是所谓“拱桥”现象[3]。，刚开始，当压力增加时，粉末的体积被压缩，压力升高，粉体的密度几乎是相同的，曲线是平的。随后不断增加压制压力，压坯进一步致密化，粉末颗粒发生弹、塑性变形或脆性断裂。由于金属原子粒子的机械接触和接触面之间的引力，粉末压制成具有一定强度的压。在压制过程中在主要消费压力可以分为两个部分。其一是克服粉末颗粒之间的摩擦力（称为内摩擦力）和粉末颗粒的变形抗力；二是要克服在模壁摩擦粉末颗粒（称为外摩擦）[3-5]。
由于外摩擦力的存在，分布均匀的模压成形的压坯密度实际上是不存在的[4]。例如，一个单向冲压件，高密度分布在压冲头周围，局部密度较低例如单向压制时，离施压模冲头较近的部分密度较高，较远的部分密度较低。在双向压（实际上是两个单向压组合），高密度压坯端的压力中心平行的方向上，下。中心部将润滑剂加入粉末中或涂于模壁上可有效的改善压坯密度的不均匀性。在最新发展的粉末冶金成型技术中，除动磁压制技术的少数几种技术外，大部分的压制技术都需要润滑剂来改善压胚密度不均匀性。高性能的、清洁无污染的粉末冶金润滑剂的存在无疑是许多粉末冶金企业关注的重点[6]。
1.3 润滑剂的作用机理与选用
润滑剂的可以使粉末材料具有优秀的内润滑性能，能大幅度提高粉末混合物的流动性，并且可以显著地降低制品与模具表面的摩擦系数和脱模力，提高模具的使用寿命和产品光洁度[7-8]。按其作用机理可分为外润滑剂和内润滑剂两种。外部润滑剂可以提高润滑表面的过程中，减少粘附材料和金属表面，剪切机械最小化，达到最容易形成状态下且在不损害材料性能的目的。内润滑剂则能减少摩擦增加材料的聚合物，熔化速度和熔融变形，较低的熔融粘度，提高塑化性能。在压制过程中，润滑剂会产生高压相变，由固体变成液体润滑剂，和高压力的沿金属粉末间隙流向模壁表面，并在模壁表面形成一层很薄的润滑膜层。使得润滑剂由内润滑转变为模壁润滑。这样有利于减少润滑剂的使用量，润滑剂适用量仅需要0.2%-1.1%，就能很大限度发挥金属粉末的流动性和可压性[9]。也使得在相同压制压力下，相对的提高了制品的压坯密度和强度，对于生产高性能粉末冶金制品起到极大的促进作用[2]。润滑剂对粉末冶金过程的双重影响，一方面它可以有效缓解粒子和模壁，颗粒间的摩擦。但是，过多的润滑剂将会导致压胚密度的下降和产品烧结后性能的下降。
润滑剂的品种五花八门，常用的外润滑剂主要有石蜡、硬脂酸及其盐类；内部润滑剂具有较低分子量聚乙烯，聚四氟乙烯，聚丙烯等。这些低分子量的聚合物不仅仅是优良内润滑剂，而且也外润滑效果也是好的[10]。复合润滑剂的产生是因为有时候，一种润滑剂的效果往往不理想，需要几种润滑剂配合使用，可以起到多方面的作用，效果更好。
1.3润滑剂产品的分类及特点
润滑剂的加入提高材料的加工性能。适用于不同条件或不同材料润滑剂同样可以显示不同的润滑作用，如高的温度和压力，内部润滑剂会被挤出，成为外部润滑剂，润滑剂分子结构一般一都会有长链的非极性基团和极性基团两部分，它们在不同的聚合物中的相容性是不一样的，从而显示不同的内、外润滑的作用。通常认为，与聚合物相容性好、极性基团极性大的润滑剂多用作内润滑剂；反之，则用作外润滑剂，但也有内润滑及外润滑剂性能均佳的品种。
理想的润滑油应具有以下性能：
②必须有优异的，持久的润滑性能。
????②与聚合物的相容性好，内部和外部的润滑作用平衡明亮洁净的和不影响产品，易结垢，不与其他添加剂的反应。
????③粘度小，界面处的伸缩性小的表面重力，易形成一层界面。
????④优良的热稳定性，不在成型过程中，分解，不降低聚合物的优良性能，第不影响再加工过程的性能。
摘要
本文主要针对企业在EER-26型铁芯材料生产过程中所存在的问题，旨在获得润滑剂的加入量、模腔温度条件、压制力、等因素对粉体性能、生胚密度、产品性能等方面的影响规律，为提高企业的生产效率和产品质量提高提供相关指导和数据积累。润滑剂本文主要针对企业在EER-26型铁芯材料生产过程中所存在的问题，旨在获得润滑剂的加入量、模腔温度条件、压制力、等因素对粉体性能、生胚密度、产品性能等方面的影响规律。本文采用Acrawax C做为润滑剂通过探讨不同润滑剂含量对FeNi50合金粉末松装密度、震实密度，圆形度和成型后的压胚密度以及烧结后的电磁性能Pcm和μ值的影响。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:FeNi50AcrawaxC压胚密度μpcm热处理
目录
1、绪论 1
1.1研究背景 1
1.2粉末冶金润滑剂的应用 1
1.3 润滑剂的作用机理与选用 2
1.4润滑剂产品的分类及特点 3
1.5 研究内容 5
2、实验部分 5
2.1实验材料 6
2.2实验设备 7
2.2.1生产设备 7
2.2.2其他设备 8
2.3性能测试方法与原理 9
2.3.1.粉体松装密度 9
2.3.2 粉末振实密度 9
2.3.3压胚密度 10
2.3.4磁导率μ 10
2.3.5磁心损耗Pcm 10
2.4 实验工艺流程 11
3.数据分析 11
3.1润滑剂添加量对粉体性质的影响 12
3.1.1松装密度 12
3.1.2振实密度 12
3.1.3圆形度 13
3.2 润滑剂添加量对粉体压缩性的影响 15
3.2.1 模腔温度为60℃ 16
3.2.2 模腔温度为80℃ 16
3.2.3 模腔温度为100℃ 17
3.3润滑剂添加量对成品磁学性能的影响 17
3.3.1对成品μ值的影响 17
3.3.2对成品pcm的影响 19
3.4 结论 21
参考文献 22
致谢 23
1.绪论
1.1 研究背景
随着小型化和高功率密度的开关电源应用的增加，平面电感器的使用越来越多，在许多应用中，保持高度的电力变压器和电感低是市场的需。在印刷板的安装高度通常最高是的磁性装置[ 1 ]。然而，这并不是唯一的原素平面磁芯在核心装置中的应用。平面磁心的设计可很好降低漏感；具有良好的可重复性；且装配工艺较为经济；机械完整性高；散热性能方面也都有显著的优点。
T企业主要生产经营以控制回路用电子线圈为主的新型电子元器件及相关零部件，产品广泛的应用于汽车音响、家用电器、机械设备等仪器上。T企业生产一款名为EER-26的粉末铁芯产品，是一种典型的平面磁芯。在实际的生产和客户的反馈中发现，EER-26型铁芯存在着较大的缺陷，产品不良率较高。
根据T企业的生产实际，我们分析认为影响EER-26型铁芯性能的因素主要有：粉体粒度、烧结工艺、压制力、绝缘材料添加量、绝缘材料种类以及润滑剂的添加量等。本课题针对润滑剂添加量对EER-26型产品性能可能造成的影响进行研究，期望通过本课题的探讨可以给予企业实际生产提供一定原始数据积累，对其产品优化及工艺改善有所帮助。
1.2粉末冶金润滑剂的应用需求
粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产[1]。此外，一些材料和复合形法和传统的机械加工方法零件不能制备铸造，粉末冶金技术可以很好的完成生产，已引起业界的关注。(例如高温熔点金属其熔炼温度相当高，传统铸造有困难, 而实用粉末冶金方法可以显著的降低其烧结活化能（如钨）,从而以较低的温度烧结成型。此外，粉末冶金因为采用粉末烧结，其材料本身具备一定的孔径，所以在制备多孔材料方面有着天然的优势。
粉末冶金生产中的基本工序之一是模压成形，其目的是将松散的粉末制成具有固定几何形状、尺寸、密度和强度的坯件或成品。模具的形成粉末冶金方法生产的主要形成方法。当金属粉末的受到成型模腔压力，通过粉末压缩形成具有一定尺寸的坯件。模压过程中粉末在模腔内由于颗粒间的摩擦和机械啮合作用会产生形成许多大小不一的孔隙，这就是所谓“拱桥”现象[3]。，刚开始，当压力增加时，粉末的体积被压缩，压力升高，粉体的密度几乎是相同的，曲线是平的。随后不断增加压制压力，压坯进一步致密化，粉末颗粒发生弹、塑性变形或脆性断裂。由于金属原子粒子的机械接触和接触面之间的引力，粉末压制成具有一定强度的压。在压制过程中在主要消费压力可以分为两个部分。其一是克服粉末颗粒之间的摩擦力（称为内摩擦力）和粉末颗粒的变形抗力；二是要克服在模壁摩擦粉末颗粒（称为外摩擦）[3-5]。
由于外摩擦力的存在，分布均匀的模压成形的压坯密度实际上是不存在的[4]。例如，一个单向冲压件，高密度分布在压冲头周围，局部密度较低例如单向压制时，离施压模冲头较近的部分密度较高，较远的部分密度较低。在双向压（实际上是两个单向压组合），高密度压坯端的压力中心平行的方向上，下。中心部将润滑剂加入粉末中或涂于模壁上可有效的改善压坯密度的不均匀性。在最新发展的粉末冶金成型技术中，除动磁压制技术的少数几种技术外，大部分的压制技术都需要润滑剂来改善压胚密度不均匀性。高性能的、清洁无污染的粉末冶金润滑剂的存在无疑是许多粉末冶金企业关注的重点[6]。
1.3 润滑剂的作用机理与选用
润滑剂的可以使粉末材料具有优秀的内润滑性能，能大幅度提高粉末混合物的流动性，并且可以显著地降低制品与模具表面的摩擦系数和脱模力，提高模具的使用寿命和产品光洁度[7-8]。按其作用机理可分为外润滑剂和内润滑剂两种。外部润滑剂可以提高润滑表面的过程中，减少粘附材料和金属表面，剪切机械最小化，达到最容易形成状态下且在不损害材料性能的目的。内润滑剂则能减少摩擦增加材料的聚合物，熔化速度和熔融变形，较低的熔融粘度，提高塑化性能。在压制过程中，润滑剂会产生高压相变，由固体变成液体润滑剂，和高压力的沿金属粉末间隙流向模壁表面，并在模壁表面形成一层很薄的润滑膜层。使得润滑剂由内润滑转变为模壁润滑。这样有利于减少润滑剂的使用量，润滑剂适用量仅需要0.2%-1.1%，就能很大限度发挥金属粉末的流动性和可压性[9]。也使得在相同压制压力下，相对的提高了制品的压坯密度和强度，对于生产高性能粉末冶金制品起到极大的促进作用[2]。润滑剂对粉末冶金过程的双重影响，一方面它可以有效缓解粒子和模壁，颗粒间的摩擦。但是，过多的润滑剂将会导致压胚密度的下降和产品烧结后性能的下降。
润滑剂的品种五花八门，常用的外润滑剂主要有石蜡、硬脂酸及其盐类；内部润滑剂具有较低分子量聚乙烯，聚四氟乙烯，聚丙烯等。这些低分子量的聚合物不仅仅是优良内润滑剂，而且也外润滑效果也是好的[10]。复合润滑剂的产生是因为有时候，一种润滑剂的效果往往不理想，需要几种润滑剂配合使用，可以起到多方面的作用，效果更好。
1.3润滑剂产品的分类及特点
润滑剂的加入提高材料的加工性能。适用于不同条件或不同材料润滑剂同样可以显示不同的润滑作用，如高的温度和压力，内部润滑剂会被挤出，成为外部润滑剂，润滑剂分子结构一般一都会有长链的非极性基团和极性基团两部分，它们在不同的聚合物中的相容性是不一样的，从而显示不同的内、外润滑的作用。通常认为，与聚合物相容性好、极性基团极性大的润滑剂多用作内润滑剂；反之，则用作外润滑剂，但也有内润滑及外润滑剂性能均佳的品种。
理想的润滑油应具有以下性能：
②必须有优异的，持久的润滑性能。
????②与聚合物的相容性好，内部和外部的润滑作用平衡明亮洁净的和不影响产品，易结垢，不与其他添加剂的反应。
????③粘度小，界面处的伸缩性小的表面重力，易形成一层界面。
????④优良的热稳定性，不在成型过程中，分解，不降低聚合物的优良性能，第不影响再加工过程的性能。
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