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纳米晶喷涂磁环工艺简介

文字:[大][中][小] 2014-10-2    浏览次数:4693    
    纳米晶磁环涂装对涂装工艺及环氧粉末的要求 由于纳米晶磁芯是20~40um的薄带卷绕经过热处理而成,其对应力非常敏感,在涂装及使用的过程中容易受到应力的影响而导致性能不稳定。所以要求涂层在涂装的过程中不能产生较大的应力,涂层固化后需要有较大的硬度、空间稳定性、良好的附着力、良好的绝缘特性,甚至在电感的后续加工中可能会遇到某些有机溶剂,需要该涂层能够有良好的耐溶剂性能。 由于纳米晶磁芯基本上是以环状为主的结构,不能够像其他工件的粉末涂装一样可以挂起来喷涂。又因为该类磁芯在卷绕过后本身比较柔软,对于壁薄的或者较大的磁芯不能像其他磁芯穿起来喷涂,否则容易变形。且该磁芯没有导角,如何能够包覆住边角,这样对喷涂工艺提出了较高的要求。根据该磁芯的以上特点通过粉末涂料的开发及涂装工艺的改进采用了反正面的涂装方式,不但保证了纳米晶磁芯的性能而且大大提高了纳米晶磁芯的涂装效率。下面就是对该工艺的一个简单介绍。
    粉末喷涂是用喷粉设备(静电喷塑机)把粉末涂料喷涂到工件的表面,在静电作用下,粉末会均匀的吸附于工件表面,形成粉状的涂层;粉状涂层经过高温烘烤流平固化,变成效果各异(粉末涂料的不同种类效果)的最终涂层;粉末喷涂的喷涂效果在机械强度、附着力、耐腐蚀、耐老化等方面优于喷漆工艺。粉末喷涂系统的主要组成部分 一套静电粉末喷涂系统主要由一套供粉装置,一套或数套静电喷枪及控制装置,静电发生装置(通常配置在静电喷枪里面)及一套粉末回收装置组成。
   (1)供粉装置 在供粉装置中,粉末处在一种流化的状态,这是通过压缩空气的作用而实现的,之后粉末通过虹吸作用被高速流动的气流带着,形成粉气混合,经过文丘里粉泵,输粉管,最终到达喷枪上。 输送到喷枪上的粉末是可以调控的,具体地说就是可以分别调整粉末和空气的参数,改变出粉量和粉末的雾化状态,从而可以实现不同的涂膜厚度,满足不同产品的需要。供粉装置有充足的能力,即便喷枪的输粉管有50英尺长,也可以提供足够的压力和流量。
   (2)关于静电 由静电发生装置产生的高电压,低电流使位于喷枪前部的电极针在空气中放电,当粉末经枪头喷嘴喷出的时候,粉末颗粒就带上了电荷,通过静电吸附和气流输送的双重作用而到达已经接地的工件表面。喷枪能够产生足够的电压以保证最大程度的涂覆效果,最大电压可达100kV,当喷涂内角或深腔部位的时候,喷枪可以有效地克服法拉第笼效应,保证工件各个被要求喷涂的表面都能达到良好的覆盖和均匀的膜厚。
   (3)喷枪 喷枪的结构设计须满足粉末的充电要求,功能设计须满足各种形式的喷涂作业和各种形状的工件的喷涂要求。 粉末涂装是表面涂装技术上的一项新工艺,是以粉末形态进行涂装并形成涂膜的涂装工艺。在多种场合下可代替传统的油漆工艺。目前,在国内外已得到广泛的应用。与油漆工艺相比,粉末涂装的优点是
    1)高效:由于是一次性成膜,可提高生产率30-40%
    2)节能:降低能耗约30%
    3)污染少:无有机溶剂挥发(不含油漆涂料中甲苯、二甲苯等有害气体)。
    4)涂料利用率高:可达85%以上,且粉末回收后可多次利用。
    5)涂膜性能好:一次性成膜厚度可达50-80μm,其附着力、抗拉力、耐磨、硬度、耐蚀性等综合指标都比油漆工艺好。
    6)成品率高:在未固化前,可进行二次重喷。
  (4)固化: 在加热到适宜的温度后,保持足够的时间,环氧粉末可以固化成为一层稳定的膜, 该膜具有较强的机械强度能够固定并保护铁芯。
    2.流程介绍 摆芯: 吹净纳米晶磁芯表面所附着的泡沫颗粒、毛屑等杂质。检查纳米晶磁芯内外焊是否有开裂,如果开裂需点焊平整后再涂装。将纳米晶磁芯均匀的摆放在料盘上。涂装: 根据产品要求的涂装厚度、外观效果调整喷枪的参数:出粉量、静电压以及流化桶气压。先取5~10颗铁芯涂装,检验一下涂装效果,如果参数合适再大批量开始生 产。 固化: 根据环氧粉末的要求,设定固化炉的固化温度,并保持该温度。该粉末的固化温度是在180℃~200℃之间。将涂装好的纳米晶磁芯放入固化炉内保持10~20min(该参数取决于粉体要求)。翻转: 粉末固化完全后,从炉内取出冷却,然后采用翻转机进行翻转。品检: 涂装结束后首先目视检查纳米晶磁芯涂装厚度、内外均匀程度、外观平整度、边角覆盖效果,外观合格后通过测试仪器测试性能。包装: 根据纳米晶磁芯的大小、涂装厚度选择合适的包装方式,保证纳米晶磁芯的运输的途中不会破裂及影响性能。 二、产能分析: 涂装 固化 翻转 涂装 固化 品检 包装 摆芯 该涂装方式采用的是间断式涂装方式,整个涂装过程中主要时间是在固化部分,涂装所需时间较短,所以产能主要限制在固化部分。 每班生产人员是3人,摆放纳米晶磁芯及翻转1人,涂装1人,品检包装1人。 如固化采用的是烤箱,一个烤箱内可放18个料盘,两个烤箱配合生产。每个料盘的尺寸是500mmX300mm,可放置外径为20mm以内的纳米晶磁芯150颗。单个生产周期内的涂装产能是2700颗,每个周期的生产时间是2h,一班工作8小时,分三班倒,在正常生产的情况下最大产能可以达到32400颗每天,每月工作26天,月产能可以达到84万颗。 如采用隧道炉固化的方式,则每天4人8小时可涂装10万以上的铁芯。
    三、品质控制
    品质控制主要通过纳米晶磁芯、环氧粉末、设备稳定性、工艺固定、员工操作的熟练及专业程度、及出货品质检测来控制。
    1、客户产品来料控制 外观:先目视观察铁芯内外焊是否完整,是否有铁芯开焊等问题,是否存在运输途中导致纳米晶磁芯散开的问题。如果存在需重新焊接并将处理纳米晶磁芯重新测试。 性能:每批纳米晶磁芯来料中抽取运输过程中容易影响纳米晶磁芯性能部分的纳米晶磁芯测试。
    2、环氧粉末的保存及使用 保存条件:环氧粉末在常温保存的条件下不能超过6个月,否则该粉末涂料会出现凝胶的问题,导致涂层性能及外观都会有较大影响。建议的保存条件是密封放在冰箱里保持在6℃,这种条件下可以很好的避免粉末由于受热变质。测试:每次喷涂之前会先喷涂样板以确保粉末没有变质。 粉末回收:确保回收系统没有任何污染,这样可以保证回收的环氧粉末不会受到污染。使用回收粉体按照新粉:回收粉=3:1的比例使用,每次使用回收粉体前粉体必须过筛。
    3、设备稳定性控制 喷枪:涂装之前确定喷枪静电压、流化床、雾化效果是否正常。 喷房:定期检查喷房滤芯,抽风系统是否正常,粉斗是否存在漏粉等问题。烤箱:定期检查烤箱内温度是否稳定,升温及温度一致性是否符合要求。
    4、固定工艺 每款产品的型号不同,每款新产品都需要做样品并发给客户确定,一经确定后该工艺不能改变,并以表格的形式规范到每个部门,除非客户提出改进意见否则需严格执行。
    5、操作员工的培训 每个岗位的员工都需经过严格的培训才能上岗,尤其是喷涂工位,需经过专业的培训经过考核合格后才能上岗。操作人员需要能够清楚的了解粉末是否变质,喷枪的静电压、雾化效果是否符合要求,炉温是否稳定及是否达到了要求的温度,筛板是否符合喷涂的要求。
    6、出货品检及包装 首先生产过程中每颗纳米晶磁芯都需要检测外观,是否有露底现象,是否存在凹痕;如果存在问题需立即停止生产查找问题,待问题解决后才能进行生产。涂装后的纳米晶磁芯每批都需要抽检一部分测试电感等性能,如存在性能不稳定的问题需立即停止生产并及时与客户沟通。根据纳米晶磁芯涂装膜厚的差异,选择合适的包装方式以保证运输过程中纳米晶磁芯不会受到损害。
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