CN101022052A - 一种永磁铁氧体磁瓦及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于永磁铁氧体制备领域,涉及一种永磁铁氧体磁瓦及其制造方法。其组成中,主成份:铁红和碳酸锶96.4%-97.2%;添加剂:CaCO3 1%-1.2%、SiO2 0.3%-0.5%、Al2O3 0.3%-0.5%、H3BO3 0.3%-0.2%、BiO3 0.3%-0.2%、Co3O4 0.3%-0.5%、La2O3 0.3%-0.5%。本发明的优点为:提高了材料的密度以及剩余磁感应强度Br、矫顽力Hcb和内禀矫顽力Hcj;在球磨中,降低了颗粒的团聚,提高了产品的取向度,采用自动注浆、高磁场取向和压制取向方向一致的制作方法,提高了生坯的密度和取向度。
Description
技术领域
本发明属于永磁铁氧体制备领域,涉及一种永磁铁氧体磁瓦及其制造方法。
背景技术
永磁铁氧体是目前世界上使用量最广、生产量最大的永磁材料,在汽车、家用电器、电机设备等领域得到了非常广泛的应用。而永磁铁氧体磁瓦是微型永磁直流电机的关键部件,由于高性能微型支流电机的工况特征:初始阻力距高,短暂励磁电流大,因此要求磁体在磁性能上一方面要满足电机对永磁的要求,另一方面具有相应的内禀矫顽力,以保证在强退磁场的作用下,磁体未产生过的不可逆退磁。如何保证铁氧体永磁在具有高的剩余磁感应强度的同时,又具有高的矫顽力是磁性材料行业多年的目标,目前生产的磁材厂家虽很多,但水平不高,特别是生产汽车、摩托车启动电机用瓦形磁体,其生产水平大多在Br:3600-3400Gs、Hcb:3300-3400Oe、(Bh)max:3.0-3.1MGs,这种磁极装在电机上抗高低温性能不好,退磁率达到20%,但目前起动机要求退磁率在10%以下,且因起动机工作条件比较恶劣,湿度较大,要求具有耐高低温(-40℃-140℃)的性能,需要有高的抗高低温的瓦磁,但目前国内上产的磁体Hcj均在4500Oe以下,这种磁体抗高低温性能很差,且Br不高,很容易退磁。
发明内容
本发明要解决的技术问题,在于提供一种在铁红和碳酸锶中添加稀土氧化物的永磁铁氧体磁瓦,使其具有高的剩余磁感应强度的同时,又具有高的内禀矫顽力,且抗高低温退磁性能好,使汽车、摩托车起动电机的抗高低温性能及起动寿命提高。
本发明的另一个目的在于提供一种制造提高汽车、摩托车电机专用永磁铁氧体磁瓦的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种永磁铁氧体磁瓦由主成份及添加剂组成(以wt.%表示),其特征在于:
主成份: 预烧料 96.2%-97.2%
添加剂: CaCO3 1%-1.2%
SiO2 0.3%-0.5%
Al2O3 0.5%-0.8%
H3BO3 0.3%-0.2%
BiO3 0.3%-0.2%
Co3O4 0.3%-0.5%
La2O3 0.3%-0.5%
预烧料是铁红Fe2O3和碳酸锶SrCO3按化学计量为n=6进行配料;
本发明的制造方法依次包括以下工序为:1)预烧料高温烧结、2)添加CaCO3、SiO2、Al2O3、3H3BO3、BiO3、Co3O4、La2O3、3)二次球磨、4)(磁场+压力)压制成生坯、5)烧结毛坯、6)性能检测、7)外形加工、8)尺寸检验、9)清洗、10)入库。其特征在于:
a、所述工序2)的添加CaCO3、SiO2、Al2O3、H3BO3、BiO3、Co3O4、La2O3的添加剂与备好的预烧料混均;
纯度要求:Al2O3≥99.2%、稀土氧化物≥98.5%、微细复合物≥99.2%。
b、所述工序3)中的二次球磨工序包括以下步骤:①用同一尺寸的10mm的钢球球磨机转速40转/分来研磨,粒度控制在≤0.75μm;②将料浆用空气压缩机边过滤边压到砂磨机中搅拌,粒度控制在0.60-0.63μm;③研磨好的料浆容易形成微分SrO分散在水中,用水澄清后,除去白色的沉淀物Sr(OH),使料浆的PH值控制在7;
前述的料∶球∶水=1∶5∶1.2
c、所述工序4)中的(磁场+压力)压制成生坯工序包括以下步骤:
①取向:加大线包的总磁势,线包大于40000安匝;②密度:压力12-15兆帕,毛坯的密度达到3.1-3.3g/cm3;③压制:压制的模具的下模头加了不导磁材料;
上述的1)预烧料高温烧结工序包括以下步骤:①将高纯度的原料铁红Fe2O3和碳酸锶SrCO3按化学计量为n=6进行配料,原料铁红和碳酸锶的纯度要求:Fe2O3≥99.2%、粒度<0.8μm;SrCO3≥97.5%、粒度<1.1μm;②混料球磨:钢球用轴承钢,要求硬度≥60;球磨时间:5小时,③出料:出料的粒度1-1.2μm,出料后将原料放入搅拌机中加水搅拌,搅拌时间1小时;④搅拌后在压机上用专用的模具压制成饼,压制时间:12±3秒,压制压力:8±3兆帕;⑤烧结:推进速度:35分钟/板,烧结温度:1200℃。
上述的5)烧结毛坯工序包括以下步骤:推进速度:35分钟/板,烧结温度:1100-1150℃。
本发明的优点为:本发明的以上技术方案,在原料中添加了稀土氧化物,提高了材料的密度以及剩余磁感应强度Br、矫顽力Hcb和内禀矫顽力Hcj;在球磨中采用振动粉碎和添加弥散剂,降低了颗粒的团聚,提高了产品的取向度,采用自动注浆、高磁场取向和压制取向方向一致的制作方法,提高了生坯的密度和取向度。
附图说明
图1所示为本发明的工艺流程图。
实施方式
一种永磁铁氧体磁瓦,由主成份及添加剂组成(以wt.%表示):主成份:预烧料即:铁红Fe2O3和碳酸锶SrCO3按化学计量为n=6进行配料取96.2%-97.2%;添加剂:CaCO3 1%-1.2%、SiO2 0.3%-0.5%、Al2O30.5%-0.8%、H3BO3 0.3%-0.2%、BiO3 0.3%-0.2%、Co3O4 0.3%-0.5%、La2O30.3%-0.5%。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1:一种永磁铁氧体磁瓦,由主成份及添加剂组成(以wt.%表示):主成份预烧料即:铁红Fe2O3和碳酸锶SrCO3按化学计量为n=6进行配料取96.5%;添加剂:CaCO3 1.1%、SiO2 0.5%、Al2O3 0.5%、H3BO3 0.3%、BiO3 0.3%、Co3O4 0.4%、La2O3 0.4%。
实施例2:一种永磁铁氧体磁瓦,由主成份及添加剂组成(以wt.%表示):主成份:预烧料:铁红Fe2O3和碳酸锶SrCO3按化学计量为n=6进行配料取96.8%;添加剂:CaCO3 1%、SiO2 0.4%、Al2O3 0.6%、H3BO3 0.2%、BiO3 0.3%、Co3O4 0.3%、La2O3 0.4%。
实施例3:一种永磁铁氧体磁瓦,由主成份及添加剂组成(以wt.%表示):主成份:预烧料:铁红Fe2O3和碳酸锶SrCO3按化学计量为n=6进行配料取96.4%;添加剂:CaCO3 1.2%、SiO2 0.3%、Al2O3 0.8%、H3BO30.25%、BiO3 0.25%、Co3O4 0.5%、La2O3 0.3%。
永磁铁氧体磁瓦的制造方法依次包括以下工序:1)预烧料高温烧结、2)、添加CaCO3、SiO2、Al2O3、H3BO3、BiO3、Co3O4、La2O3、3)二次球磨、4)、(磁场+压力)压制成生坯、5)烧结毛坯、6)、性能检测、7)外形加工、8)尺寸检验、9)清洗、10)、入库。具体实施时可按如下工序进行:
1)预烧料高温烧结
①将高纯度的原料铁红Fe2O3和碳酸锶SrCO3按化学计量为n=6进行配料,原料铁红和碳酸锶的纯度要求:Fe2O3 99.5%、粒度0.7μm;SrCO3 97.7%、粒度1.0μm;②混料球磨:钢球用轴承钢,要求硬度60;球磨时间:5小时,③出料:出料的粒度:1.2μm;出料后将原料放入搅拌机中加水搅拌,使原料带有粘性,能够捏成团不散落,搅拌时间1小时;④搅拌后在压机上用专用的模具压制成饼,压制时间:12秒,压制压力:10兆帕;⑤烧结:推进速度:35分钟/板,烧结温度:1200℃。
2)、添加CaCO3、SiO2、Al2O3、H3BO3、BiO3、Co3O4、La2O3工序包括以下步骤:将原料烧料好后加入按上述实施例组份比例加入添加剂混均,纯度要求:Al2O3 99.5%、稀土氧化物98.5%、微细复合物99.4%,添加la-Co的特点是在提高Hcj的同时不会引起Br值的下降。
3)、球磨工序包括以下步骤:①用同一尺寸的10mm的钢球球磨机转速40转/分、料∶球∶水=1∶5∶1.2来研磨,将粒度控制在0.70μm;
②将料浆用空气压缩机边过滤边压到砂磨机中搅拌(用10mm的钢球),粒度控制在0.60μm;③研磨好的料浆容易形成微分SrO分散在水中,PH值10,用水澄清后必须除去上层水液Sr(OH),如此反复的水洗,PH值7的粉料浆,脱水后的含量为30-40%,对提高Br、(BH)max有较好的作用。
4)、(磁场+压力)压制成生坯工序包括以下步骤:①取向:由于粒度细,粒子磁距减小,为了获得良好的取向度,取向磁场必须提高,加大线包的总磁势,线包大于40000安匝,测得的初始磁场达10000GS以上;②密度:压力13兆帕,毛坯的密度达到3.2g/cm3,密度越高,Br值越高,且烧结温度范围宽,产品的性能一致好;③压制:压制的模具的下模头加了3mm厚的不导磁材料,以完善模腔内的磁力线的分布。同时模具采用复合材料,也可以使产品得到较好取向。
5)、烧结毛坯工序包括以下步骤:推进速度:35分钟/板,烧结温度:1100℃。
6)、性能检测工序包括以下步骤:剩余磁感应强度Br达到425±12Mt、矫顽力Hcb达到299±10kA/m、内禀矫顽力Hcj达到334±12kA/m,最大磁能量(BH)max达到33.7±1.6kj/m3。
Claims (8)
1、一种永磁铁氧体磁瓦由主成份及添加剂组成,其特征在于:其重百分比为
主成份: 预烧料 96.2%-97.2%
添加剂: CaCO3 1%-1.2%
SiO2 0.3%-0.5%
Al2O3 0.5%-0.8%
H3BO3 0.3%-0.2%
BiO3 0.3%-0.2%
Co3O4 0.3%-0.5%
La2O3 0.3%-0.5%
2、一种永磁铁氧体磁瓦的制造方法,依次包括以下工序:预烧料高温烧结;添加CaCO3、SiO2、Al2O33、H3BO3、BiO3、、Co3O4、La2O3;二次球磨;在磁场和压力下压制成生坯;烧结毛坯;性能检测;外形加工;尺寸检验;清洗、入库;其特征在于:
a、在上述添加CaCO3、SiO2、Al2O33、H3BO3、BiO3、Co3O4、La2O3工序中将CaCO3、SiO2、Al2O3、H3BO3、BiO3、Co3O、La2O3添加剂与备好的预烧料混均;
b、上述二次球磨工序包括以下步骤:第一步,用同一尺寸的10mm的钢球球磨机转速40转/分来研磨,将粒度控制在≤0.75μm;第二步,将料浆用空气压缩机边过滤边压到砂磨机中搅拌,粒度控制在0.60-0.63μm;第三步,研磨好的料浆容易形成微分SrO分散在水中,使PH值上升,用水澄清后,除去白色的沉淀物Sr(OH),使料浆的PH值控制在7;
c、上述在磁场和压力下压制成生坯的工序包括以下条件:第一,取向:加大线包的总磁势,线包大于40000安匝;第二,密度:压力12-15兆帕,毛坯的密度达到3.1-3.3g/cm3;第三,压制:压制的模具的下模头加入不导磁材料。
3、根据权利要求2所述的一种永磁铁氧体磁瓦的制造方法,其特征在于:预烧料高温烧结工序包括以下步骤:第一步,将高纯度的原料铁红Fe2O3和碳酸锶SrCO3按化学计量为n=6进行配料;第二步, 混料球磨:钢球用轴承钢,要求硬度≥60;球磨时间:5小时,第三步,出料:出料的粒度:≤1.1μm;出料后将原料放入搅拌机中加水搅拌,搅拌时间1小时;第四步,搅拌后在压机上用专用的模具压制成饼,压制时间:12±秒,压制压力:8≤±3兆帕;第五步,烧结:推进速度:35分钟/板,烧结温度:1200℃;
4、根据权利要求2所述的一种永磁铁氧体磁瓦的制造方法,其特征在于:烧结毛坯工序包括以下条件:推进速度:35分钟/板,烧结温度1100-1150℃。
5、根据权利要求3所述的一种永磁铁氧体磁瓦的制造方法,其特征在于:所述的预烧料高温烧结工序的步骤中,第一步中原料铁红和碳酸锶的纯度要求为:Fe2O3≥99.2%、粒度<0.8μm;SrCO3≥97.5%、粒度<1.1μm。
6、根据权利要求2所述的一种永磁铁氧体磁瓦的制造方法,其特征在于:所述的添加CaCO3、SiO2、Al2O3、H3BO3、BiO3、Co3O4、La2O3工序中,纯度要求:Al2O3≥99.2%、稀土氧化物≥98.5%、微细复合物≥99.2%。
7、根据权利要求2所述的一种永磁铁氧体磁瓦的制造方法,其特征在于:所述的二次球磨工序中,第一步中,主成份及添加剂、钢球、水之间的重比为1∶5∶1.2。
8、根据权利要求2所述的一种永磁铁氧体磁瓦的制造方法,其特征在于:所述的磁场和压力下压制成生坯的工序中,压制模具的下模头加了3mm厚的不导磁材料。
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