campuran ferit

Ketika mereka mengatakan “campuran ferit?”, banyak orang langsung membayangkan bubuk yang sudah jadi ada di dalam kantong, yang tinggal dituang dan dikompres. Ini mungkin pandangan sederhana paling umum yang sering saya lihat di kalangan ahli teknologi baru. Faktanya, ini adalah keseluruhan cerita yang dimulai jauh sebelum tas. Jika campuran sudah sampai di produksi, berarti puluhan penerimaan dan uji batch telah dilakukan dengannya, dan itu bukan hanya debu, tetapi bahan dengan nasib tertentu - baik itu inti untuk transformator RF atau elemen sensor. Namun meski dengan semua ini, setiap batch baru memiliki risiko kecil, dan inilah alasannya.

Ada apa di balik bubuk abu-abu itu?

Komposisinya bukan hanya Fe2O3, oksida seng, nikel, mangan dalam proporsi tertentu. Ini, pertama-tama, adalah sejarah bahan mentah. Komposisi kimia yang sama, tetapi dari besi karbonat atau oksida yang berbeda, setelah sintering akan menghasilkan granulometri yang berbeda dan, yang terpenting, kehilangan magnet yang berbeda. Kami pernah mengambil dua batch campuran, yang secara resmi identik menurut paspor, dari dua pemasok. Setelah pengepresan dan sintering, penyebaran permeabilitas magnet awal (μi) mencapai 15%. Dan ini meskipun Gost tampaknya ketat. Semuanya tergantung pada prekursor dan kehalusan penggilingan komponen sebelum dicampur.

Seringkali ada kendala di sini bagi industri yang membeli barang jadicampuran ferit. Penghematan pada tahap pemasukan bahan baku dari pemasok dapat mengakibatkan ketidakstabilan parameter produk akhir Anda. Ferit frekuensi tinggi sangat sensitif terhadap hal ini. Oleh karena itu, selama bertahun-tahun, dalam siklus kami, kami berfokus pada pengendalian bahan mentah yang masuk, dan bukan hanya campuran jadi. Ini lebih mahal, tetapi lebih dapat diprediksi.

Berbicara tentang stabilitas. Campuran ideal adalah campuran yang parameternya terletak dalam koridor sempit tidak hanya dari batch ke batch, tetapi juga dalam satu batch. Heterogenitas pencampuran menjadi momok. Bayangkan di satu bagian cetakan butirannya lebih besar, di bagian lain lebih kecil. Kepadatan pemadatannya akan berbeda-beda, dan pada saat sintering dijamin akan menimbulkan deformasi atau retak. Saya melihat ini di mixer pita lama. Kami beralih ke planetary - situasinya menjadi stabil, tetapi biaya energi juga melonjak.

Dari teori ke bengkel: jika tipis, maka rusak

Peralihan dari batch laboratorium 5 kg ke batch industri 2 ton selalu menjadi sebuah tantangan. Di laboratorium, saya mencampur semuanya dengan tangan ke dalam drum keramik dan menyinternya ke dalam tungku ruang dengan profil yang ideal. Di bengkel terdapat mixer setengah kubus, oven terowongan, dengan zonanya, aliran atmosfer pelindung (biasanya nitrogen) dan gradien suhu yang tidak dapat dihindari. Dan di sini parameter campuran jadi, yang Anda kembangkan dalam kondisi ideal, mulai “mengambang”.

Salah satu poin kuncinya adalah pengikat dan pemlastis. Mereka ditambahkan kecampuran ferituntuk meningkatkan kompresibilitas dan memberi kekuatan pada benda kerja yang masih hijau (tidak dibakar). Menambahkan saja tidak cukup - bubuk akan menghasilkan debu, cetakan akan langsung aus, dan benda kerja akan hancur selama pengangkutan di atas palet. Jika berlebihan, pada saat sintering bahan pengikat akan terbakar terlalu parah, meninggalkan pori-pori, atau bahkan menyebabkan pembengkakan pada bahan. Kami memilih persentasenya hampir secara langsung, berdasarkan pengalaman, melakukan uji pengepresan dan mengamati perilaku benda kerja selama perlakuan panas. Polivinil alkohol (PVA) standar bagus, tetapi higroskopis. Mereka mengubah kelembapan di bengkel - dan semua pengaturan menjadi salah.

Kasus nyata dari latihan. Suatu ketika mereka memasang oven terowongan baru. Tampilkan profil suhu sesuai dengan lembar data material. Batch pertama cacat sebesar 30%. Inti-intinya melengkung. Mereka mulai mencari tahu. Ternyata pemasoknyacampuran feritmengubah jenis pengikat menjadi lebih tahan panas, tetapi tidak memperingatkan. Profil lama dengan kenaikan suhu yang tajam di zona kelelahan ikatan tidak cocok - material baru membutuhkan kurva yang lebih datar. Agak? Tidak, satu minggu downtime dan banyak material rusak.

Peralatan dan skala: pemandangan dari LONGI

Dalam hal produksi skala besar, misalnya pada perusahaan yang memproduksi peralatan pertambangan, kebutuhan akan material berubah. Yang penting di sini bukanlah permeabilitas magnetik maksimum, melainkan stabilitas, keandalan, dan yang terpenting, biaya. Misalnya, ambilPerusahaan LONGI(Perusahaan Elektromagnetik Ilmiah Shenyang LONGJI LLC), yang telah berkembang menjadi produsen besar sejak 1993. Di situs web merekaljmagnet.rujelas skalanya serius: luas 140.000 m2, lebih dari 1.200 karyawan, produksi sekitar 4.000 unit peralatan per tahun.

Untuk produksi seperti itu, pasokancampuran ferit- ini bukan pembelian sekantong bedak, tetapi kontrak jangka panjang ribuan ton dengan peraturan kontrol yang ketat di setiap tahap. Saya berasumsi bahwa mereka, seperti banyak pemain besar lainnya, memiliki daftar pemasok yang disetujui dan proses teknologinya diaudit. Mereka tertarik pada campuran yang dijamin memberikan sifat yang sama di setiap sirkuit magnetik, misalnya, konverter daya pengerukan atau sistem pemisahan magnetik. Tidak ada waktu untuk bereksperimen dengan bahan tambahan baru - kita membutuhkan “pekerja” yang terbukti. menggabungkan.

Akan menarik untuk mengetahui apakah, seperti beberapa perusahaan, mereka mempraktikkan integrasi vertikal - yaitu produksi bubuk atau campuran ferit untuk kebutuhan mereka sendiri melalui anak perusahaan. Hal ini memberikan kendali maksimum, namun juga memerlukan investasi modal yang sangat besar dalam proses metalurgi. Dilihat dari skala dan spesialisasi dalam peralatan akhir, kemungkinan besar mereka bekerja dengan pemasok campuran eksternal yang tepercaya, tetapi mereka memiliki laboratorium yang kuat untuk mengontrol masuk dan keluar. Ini adalah praktik standar dan masuk akal untuk perusahaan sebesar ini.

Kegagalan sebagai titik pertumbuhan

Anda tidak dapat berbicara tentang latihan tanpa mengingat kegagalan. Yang paling ofensif adalah terkait upaya menghemat uang. Kami memutuskan untuk membeli bukan campuran terkalibrasi yang sudah jadi, tetapi oksida basa dan melakukan pencampuran sendiri. Logikanya adalah: lebih murah, ditambah kendali penuh. Di atas kertas - ya. Dalam praktiknya, mereka tidak memperhitungkan perlunya penggilingan komponen yang sangat halus dan sangat seragam sebelum pencampuran. Ball mill kami sendiri tidak menyediakan dispersi yang dibutuhkan. Akibatnya, setelah sintering, kerugian magnetik (Pcv) beberapa kali lebih tinggi dibandingkan kerugian nominal. Batchnya harus dibuang. Kami menghemat banyak uang, kehilangan ribuan dolar, dan yang paling penting, waktu. Kesimpulan: Anda tidak boleh terlibat dalam rantai pembuatan material tanpa siklus penuh peralatan yang diperlukan. Terkadang lebih aman untuk memercayai produsen khususcampuran ferit.

Hikmah lainnya adalah ketergantungan pada faktor manusia. Bahkan dengan pemuatan komponen secara otomatis ke dalam mixer, operator mungkin membuat kesalahan dalam pemesanan. Oksida harus dimasukkan dalam urutan yang ketat untuk homogenisasi yang lebih baik. Saya pernah melihat bagaimana, karena kesalahan urutan pemuatan, inklusi karbonat lokal terbentuk dalam campuran, yang kemudian, selama sintering, menimbulkan kantong gas di dalam produk. Uji anil sampel sebelum memasukkan seluruh batch ke dalam tungku menyelamatkan kita dari cacat besar. Sekarang ini adalah aturan yang sangat ketat.

Dan tentu saja logistik. Campuran ferit adalah bahan higroskopis. Menyimpannya di gudang yang tidak berpemanas di musim dingin dan kemudian membawanya ke bengkel yang hangat menyebabkan kondensasi uap air pada partikel. Menekan campuran seperti itu adalah siksaan. Penting untuk memperkenalkan aturan pengkondisian wajib tas yang belum dikemas di lingkungan bengkel setidaknya 24 jam sebelum digunakan. Memang hal kecil, tapi jika dilewatkan, dijamin masalah pengepresannya.

Pandangan ke masa depan materi

Saat ini banyak perbincangan tentang ferit berukuran nano dan campuran untuk teknologi aditif (pencetakan 3D elemen magnetik). Hal ini tentu menjanjikan, tetapi untuk sebagian besar industri - mulai dari elektronik hingga teknik berat - klasikcampuran feritberdasarkan ferit mangan-seng dan nikel-seng. Evolusinya mengikuti jalur stabilisasi parameter yang lebih besar, pengurangan kerugian pada frekuensi tinggi (untuk elektronika daya) dan adaptasi terhadap metode pengepresan baru yang lebih produktif, misalnya isostatik.

Saya juga melihat kecenderungan ke arah yang “diasah”. campuran. Bukan bahan universal, tetapi komposisi yang dioptimalkan untuk aplikasi spesifik dari pabrikan tertentu. Katakanlah untukPerusahaan LONGIcampuran dengan kekuatan mekanik yang meningkat setelah sintering dapat dikembangkan jika inti magnetnya beroperasi dalam kondisi getaran peralatan pertambangan. Hal ini memerlukan kerja sama yang erat antara produsen campuran dan insinyur pabrik pembuatan produk akhir.

Pada akhirnya,campuran ferit- ini bukan produk, melainkan produk setengah jadi dengan tingkat tanggung jawab yang tinggi. Kualitasnya adalah kunci kualitas keseluruhan perangkat yang cocok dengannya. Dan tidak ada detail kecil dalam proses ini: mulai dari pemilihan bijih dari pemasok bahan baku hingga suhu dan suasana di tungku terowongan di bengkel Anda. Pengalaman datang justru melalui pemahaman rantai ini dan melalui analisis terhadap hal-hal yang sangat “tidak dapat dijelaskan” itu. kegagalan, yang, sebagai suatu peraturan, memiliki penyebab yang sepenuhnya material di suatu tempat di persimpangan tahapan teknologi.