CN101599331B - 永磁铁氧体磁瓦及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁铁氧体磁瓦及制备方法，由主料和添加剂的组成，制备过程如下：按照主料和添加剂中的重量百分比备料；所得的料用球磨机加钢球磨5-7小时，加入分散剂0.1～1.0％球磨，使粉料成为颗粒为1.0±0.1μm的料浆；沉淀料浆；湿压磁场成型后，烧结，磨削至所需尺寸，即得所述永磁铁氧体磁瓦。本发明方法将磨削料作为生产永磁铁氧体磁瓦的主料，加入添加剂，可以消耗大量的磨削料，大大降低了生产成本。采用本发明方法制备的永磁铁氧体磁瓦，没有气泡、沙眼，产品合格率高，并且磁性明显改善，具有生产工艺简单的优点。
Description
技术领域
本发明属于电机永磁铁氧体的制造领域，特别涉及一种永磁铁氧体磁瓦及其制备方法。
背景技术
永磁铁氧体磁瓦因其优良的性价比而广泛地用于各种电机中，永磁铁氧体磁瓦产生的工艺流程：备料-球磨-压制成型-烧结-研磨-清洗分选-包装，在磁瓦研磨过程中产生大量的磨削料，磨削料的特性点是：(1)颗粒散差比较大，通常在0.8-3.8um之(2)含杂质多，产品烧结后易起汽(3)回收使用压制产品合格率低。因此，如何使磨削料的正常消化使用，是各个生产永磁铁氧体磁瓦企业攻关的难题。虽然，一些企业将磨削料添加15-30％在一次预烧料中混合使用，可以消化一些磨削料，但在一次预烧料中加入磨削料，使球磨后的料浆颗粒度散差范围加大，不利于产品压制成型，产品易出现气泡、沙眼等，合格率低；有些企业干脆不用，直接低价卖给生产圆环厂家使用，这样无疑造成了磨削料的浪费，使产品成本上升，没有市场竞争力。
北矿磁性材料科技股份有限公司的林国标等，提供了加入一种调节剂提高永磁铁氧体剩磁的方法：在永磁锶铁氧体或钡铁氧体制备过程中的二次工艺中出加入碳酸钙、高岭土、二氧化硅、氧化铝、硼酸中的1-4种外，还加入提高剩磁的添加剂，其组成为MxSiyOz(参见02116956.x发明专利申请文件)；浙江市的张连墩发明的一种M型锶铁氧体磁性材料的制备方法，采用普通铁鳞为主要原料，先后添加La2O3、Co3O4、SrCO3和CaCO3、SiO2、Al2O3、Cr2O3、SrCO3、H3BO3，制备M型锶铁氧体磁性材料(参见200610050412.1发明专利申请文件)；华能储暨磁性材料厂的王兴等发明的一种磁性材料的制造方法，是用一种铁鳞制造高性能锶铁氧体粉结磁粉的方法(参见03115862.5发明专利申请文件)；马鞍山矿山研究院的徐修生解释了用氧化铁和Y30BH锶铁氧体预烧生产Y35永磁锶铁氧体及用铁鳞为原料生产Y30BH永磁锶铁氧体磁性材料的研究和生产工艺(参见“高性能锶铁氧体磁性材料的研究”《金属矿山》2000，07)；江门市粉末冶金厂有限公司的姚少喜等人探讨了以高纯度的Fe2O3、SrCO3为原料，采用CaCO3、SiO2、Cr2O3、La2O3做添加剂，获得锶铁氧体的方法(参见“高矫顽力锶铁氧体磁性材料的研究”《五邑大学学报》自然科学版-2004年第2期)；天津大学电子工程系的张永祥等利用炼钢平炉尘为原料，通过晶型转化制得钡铁氧体(系黑磁性)(参见“以钢铁烟尘为原料制备硬磁铁氧体恒磁瓷的研究”《硅酸盐学报》1995年第3期)。这些文件均没有采用磨削料作为主料制备永磁铁氧体磁瓦，磨削料仍然不能合理的消化。
发明内容
本发明的目的是提供一种永磁铁氧体磁瓦及其制备方法。可以消耗大量的磨削料，大大降低了生产成本。采用本发明方法制备的永磁铁氧体磁瓦，没有气泡、沙眼，产品合格率高，并且磁性明显改善，具有生产工艺简单的优点。
本发明的技术方案是：
永磁铁氧体磁瓦，主料和添加剂的组分及重量百分比为：
主料
磨削料 96.8～99.4％
添加剂
碳酸钙CaCO3 0.2～1.0％；
二氧化硅SiO2 0.1～0.6％；
氧化铝、Al2O3 0.1～1.0％；
硼酸H3BO3 0.1～0.6％；
洗洁精 0.2-0.6％
分散剂 0.1～1.0％。
制备永磁铁氧体磁瓦的方法，有以下步骤：
(1)备料
按照权利要求1所述的主料、添加剂中的碳酸钙CaCO3、二氧化硅SiO2、氧化铝Al2O3、硼酸H3BO3及重量百分比备料；
(2)混料
步骤(1)所得的料用球磨机加钢球到5-7小时，加入洗洁精0.2-0.6％(主料和添加剂的总重量的百分比)，分散剂0.1～1.0％(主料和添加剂的总重量的百分比)，继续研磨2小时，球磨7-9小时，使粉料成为颗粒为1.0±0.1μm的料浆；
(3)沉淀料浆
将料浆放入木制容器内沉淀24小时，脱水，脱水后的料浆含水率为35％-40％；
(4)湿压磁场成型
步骤(3)所得料浆注入模具中，压力每平方厘米≥3.0Kg压力下制成生坯，湿压取向磁场≥400KA/m，
(5)烧结
步骤(4)得到的生坯在温度为1200℃～1350℃下烧结，每板推进速度为8分钟～14分钟/板，保温时间2-3小时，出炉，将烧结料自然冷却至室温；
(5)磨削至所需尺寸，即得所述永磁铁氧体磁瓦。
本发明的进一步的技术方案是：步骤(2)中所述的球磨机钢球直径为8mm。
洗洁精：0.2-0.6％分散剂0.1～1.0％采用本发明的技术方案，将原来废弃的磨削料作为主料，可以使生产成本大大降低，添加剂碳酸钙CaCO3、二氧化硅SiO2、氧化铝Al2O3、硼酸H3BO3用以调节料浆磁性能。加入洗洁精和分散剂用于排出了磨削料中的有机物和超细粒径的料浆，使料浆利于成型，产品不出现气泡。
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
具体实施方式
本实施例中所述主料和添加剂：
磨削料采用昆明华凌公司销售的Y30H-1、Y30H-2预烧料产生的磨削料；
碳酸钙采用市售的轻质碳酸钙；
硼酸采用市售的分析纯试剂；
二氧化硅采用普通的市售产品；
氧化铝采用贵州铝厂生产的同名产品；
洗洁精采用市售的不含磷的洗洁精；
分散剂采用浙江省温州市龙湾瓯江精细化工厂生产的牌号为A20的分散剂。
按照表1所述备料(制备永磁铁氧体磁瓦的原料)：
| 序号 | 磨削料 | 碳酸钙 | 二氧化硅 | 氧化铝 | 硼酸 | 分散剂(A20) | 洗洁精 |
| 1 | 1.5吨 | 6公斤 | 2公斤 | 1公斤 | 2公斤 | 9公斤 | |
| 2 | 2吨 | 10.3公斤 | 8.0公斤 | 4.0公斤 | 6.0公斤 | 12.5公斤 | |
| 3 | 2.5吨 | 5.5公斤 | 2.6公斤 | 4.5公斤 | 8公斤 | 4.7公斤 | |
| 4 | 1.5吨 | 8公斤 | 3公斤 | 6公斤 | 4公斤 | 3公斤 | 10公斤 |
| 5 | 1.2吨 | 11公斤 | 4公斤 | 3公斤 | 6公斤 | 4公斤 | 9.1公斤 |
| 6 | 1.6吨 | 4.8公斤 | 3.5公斤 | 3.0公斤 | 3.3公斤 | 4.0公斤 | 13公斤 |
制备永磁铁氧体磁瓦：
(1)备料
按照表1所述取主料、添加剂中的碳酸钙CaCO3、二氧化硅SiO2、氧化铝Al2O3、硼酸H3BO3，备料；
(2)混料
步骤(1)所得的料用球磨机加钢球到5-7小时，加入表1中所述的洗洁精和分散剂，继续研磨2小时，再球磨7-9小时，使粉料成为颗粒为1.0±0.1μm的料浆；
(3)沉淀料浆
将料浆放入木制容器内沉淀24小时，脱水，脱水后的料浆含水率为35％-40％；
(4)湿压磁场成型
步骤(3)所得料浆注入模具中，压力每平方厘米≥3.0Kg压力下制成生坯，湿压取向磁场≥400KA/m，
(5)烧结
步骤(4)得到的生坯在温度为1200℃～1350℃下烧结，每板推进速度为8分钟～14分钟/板，保温时间2-3小时，出炉，将烧结料自然冷却至室温；
(5)磨削至所需尺寸，即得所述永磁铁氧体磁瓦。
比较例
实施例1(采用主料重量70％的预烧料)
使用普通牌号Y30H-1预烧料产生的磨削料作原料加入30％，再加入昆明华凌生产的Y30H-1预烧料70％总投量1.5吨。加入碳酸钙6公斤、硼酸2公斤、二氧化硅1公斤，利用常规工艺方法球磨10-13小时，出料压制.烧结温度1200℃～1350℃。磁性能为：剩磁390-393mT，矫顽力230-235KA/m，产品综合合格率为78.6％。
实施例2(采用主料重量70％的预烧料)
使用牌号Y30H-2料产生的磨削料作原料加入30％，加入70％的Y30H-2料。总投量1.5吨。加加入碳酸钙6公斤、硼酸2公斤、二氧化硅1公斤，氧化铝6公斤。利用常规工艺方法球磨12-16小时，出料压制，烧结温度1200℃～1350℃。磁性能为：剩磁390-395mT，矫顽力283-288KA/m，产品综合合格率为76.3％。
实例3(主料中不用预烧料)
全部使用Y30H-1料产生的磨削料作原料，总投量1.5吨。加入碳酸钙6公斤、硼酸2公斤、二氧化硅1公斤，球磨到5-7小时，加入洗洁精2公斤，分散剂9公斤，研磨2小时，再球磨7-9小时出料，烧结温度1200℃～1350℃，所得到的产品磁性能达到：剩磁395-400mT，矫顽力234-243KA/m，产品综合合格率86.3％。
实例4(主料中不用预烧料)
全部使用Y30H-2料产生的磨削料作原料，总投量1.5吨，加入碳酸钙6公斤、硼酸2公斤、二氧化硅1公斤，氧化铝6公斤，球磨到10-14小时，加入洗洁精3公斤，分散剂10公斤，研磨2小时，再球磨12-16小时出料，烧结温度1200℃～1350℃，所得到的产品磁性能达到：剩磁393-400mT，矫顽力288-295KA/m，产品综合合格率83.4％。
比较：主料中采用部分预烧料的磁瓦，与主料全部采用磨削料的磁瓦比较，其性能较差，产品综合合格率低。
结论：
主料全部采用磨削料，并添加了添加剂后，用本发明方法制备的磁瓦，其磁性能有了明显的改善，剩磁提高5-7点，即由390-393mT提高到395-400mT或由390-393mT提高到393-400mT；矫顽力提高4-8点，即由230-235KA/m提高到234-243KA/m或由283-288KA/m提高到288-295KA/m；产品综合合格率提高7-8个百分点，即由78.6％提高到86.3％或由76.3％提高到83.4％。因此，本发明可以消化磨削料，降低生产成本，节约能源，保护生态环境，创造了经济效益。
Claims (3)
1.一种永磁铁氧体磁瓦，其特征在于主料和添加剂的组分及重量百分比为：
主料
磨削料 96.8～99.4％；
添加剂
碳酸钙CaCO3 0.2～1.0％；
二氧化硅SiO2 0.1～0.6％；
氧化铝Al2O3 0.1～1.0％；
硼酸H3BO3 0.1～0.6％；
洗洁精 0.2-0.6％；
分散剂 0.1～1.0％
各组分含量之和为100％。
2.制备权利要求1所述的永磁铁氧体磁瓦的方法，其特征在于有以下步骤：
(1)备料
按照权利要求1所述的主料、添加剂中的碳酸钙CaCO3、二氧化硅SiO2、氧化铝Al2O3、硼酸H3BO3及重量百分比备料；
(2)混料
步骤(1)所得的料用球磨机加钢球磨5-7小时，加入如权利要求1所述洗洁精和分散剂后继续研磨2小时，球磨7-9小时，使粉料成为颗粒为1.0±0.1μm的料浆；
(3)沉淀料浆
将料浆放入木制容器内沉淀24小时，脱水，脱水后的料浆含水率为35％-40％；
(4)湿压磁场成型
步骤(3)所得料浆注入模具中，压力每平方厘米≥3.0Kg压力下制成生坯，湿压取向磁场≥400KA/m；
(5)烧结
步骤(4)得到的生坯在温度为1200℃～1350℃下烧结，烧结时间每板推进速度为8分钟～14分钟/板，保温时间2-3小时，出炉，将烧结料自然冷却至室温；
(5)磨削至所需尺寸，即得所述永磁铁氧体磁瓦。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的球磨机钢球直径为8mm。
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