CN1022909C - 采用磁铁矿生产铁氧体永磁材料法 - Google Patents
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Abstract
一种生产铁氧体永磁材料的方法，它属于硬磁铁氧体领域。本发明解决了天然磁铁矿纯度低、含杂质高，大批生产磁性能不稳定等问题。本方法采取加入高岭土、氧化铝和碳酸钙的配方，经过干式混合——制粒——链蓖机——回转窑制造工艺系统，使料球经过氧化、高温预烧，制成具有磁铅石六角晶格结构的硬磁铁氧体。本发明可用于以Fe3O4(天然磁铁矿、工业轧钢铁皮)为原料的硬磁铁氧体型永久磁体的制造与大批量连续式生产。
Description
本发明属于硬磁铁氧体领域。
本发明所提供的具有磁铅石六角晶格结构和化学式为SrO（BaO）·6Fe2O3的铁氧体一经充磁，在去掉外加磁场的情况下，其本身不仅能保持磁化强度，还可提供一个外磁场。该磁体用途广泛，适合做各种电机的永磁定子。
由于生产硬磁铁氧体的原料主要有氧化铁和轧钢铁皮，这些原料来源少、价格高，已满足不了生产需要，必须寻找一种来源广泛、成份稳定、价格低廉的原料来生产铁氧体永磁材料。
本发明的目的就是提供一种采用天然磁铁矿生产铁氧体永磁材料的方法。天然磁铁矿储量丰富、来源广泛、成份稳定、制造工艺简单，为铁氧体硬磁材料的制造开拓了一条新途径。
本发明的实现方法是：采用低纯度、高杂质含量的磁铁矿粉和碳酸锶（或碳酸钡）为基、再加入碳酸钙、高岭土和氧化铝等原料，经混料-造粒-链篦机-回转窑烧结等工艺，制成六角型晶体结构的永磁铁氧体。磁铁矿粉与碳酸锶（或碳酸钡）、碳酸钙、高岭土、氧化铝的重量配比依次为：
100∶79～87∶13～21∶0.2～0.8∶0.1～0.5
添加剂：碳酸钙、高岭土和氧化铝分两次加入，首次在混料时加入前两种，加量均为0.2～0.8%wt;第二次在单畴颗粒的磨粒（细磨）前加入，其加量为：碳酸钙0.4～1.1%wt，高岭土0.2～0.8%wt，氧化铝0.1～0.5%wt。
具体流程分为两步：第一步以上述磁铁矿粉和碳酸锶（SrCO3）或碳酸钡（BaCO3）为基，加入适量的高岭土（SiO2·AlO3·2H2O）和碳酸钙（CaCO3）混合后该料的含硅量为0.3～0.8%，含钙量为0.2～0.8%，此种料需经强混机混合均匀后，再经盘式制粒机制，粒径为6～10毫米，然后进入链蓖机在900℃的温度下氧化，再进入回转窑在1260～1280℃的高温下预烧形成铁氧体。第二步是粉碎铁氧体球料，采用球磨机将该料磨制成单畴颗粒，其平均粒度为0.7～2.5微米。在球磨之时是以铁氧体为基，并加入碳酸钙0.4～1.1%wt、高岭土0.2～0.8%wt、氧化铝0.1～0.5%wt，混合磨制成单畴颗粒，再经取相或非取相成型，将粉料压制成具有一定密度和形状的坯件，在经1200～1240℃的温度烧结，得到最终成品，一经充磁便可以提供一个恒定磁场，用于各种途径。天然磁铁矿粉的粒度为过-160目筛，筛下量为85～98%wt，其含水量在0.1～1%wt之间。
如附图1，以下是本发明的实施例：
实施例1：141.4kg磁铁矿粉，与25kg SrCO3和0.67kgCaCO3，0.67kg高岭土，（重量比为：85%磁铁矿粉，15%SrCO3，0.4%CaCO3，0.4%高岭土）混合均匀、制粒、送入链篦机在900℃的温度下氧化，一般氧化时间为40～45分钟，再进入回转窑在1260～1280℃的氧化气氛中焙烧2.5小时，然后将烧成的铁氧体球破碎成0～5mm的颗粒，再进入Φ1500mm×3000mm的球磨机中加入1.0%CaCO3、0.5%高岭土，0.2%Al2O3和一定量的水一起研磨，直到粒度为单畴颗粒为止。下面可分为两种工艺，一种湿压工艺，就是将球磨后的料浆沉淀，除去多余的水，使料浆的含水量在35～40%左右，在6000Oc的磁场中取向成型，成型
压力为20MPa，使密度达到2.6～2.8g/cm3。形状为Φ45mm×18mm的圆柱形，再在1200℃～1240℃的温度下烧结，最后将烧好的样品充磁测量其磁性能见下表[1]：（表见文后）
第二种是干压工艺，即将球磨料烘干、除水、使料粉的含水量小于1%，然后根据需要可取向成型，也可非取向成型。压力一般应为300kg/cm2密度为2.6～2.8/cm3，再经1200℃～1240℃二次烧结，再经充磁测量其磁性能请见下表[2]、表[3]（表见文后）
实施例2：
下面混合的A和B两种料，A料同例[1]一样是相同的磁铁矿粉，只是B料不同，它不是SrCO3而是BaCO3，其制造工艺及设备完全相同，其性能分列在表[4]各向异性钡铁氧体（取向磁体）和表[5]各向同性钡铁氧体（非取向磁体）。
表[4]各向异性钡铁氧体性能表。
表1
烧结温度 Br Hc （BH）m 投料量
（℃） （Gs） （Oe） （MGOe） （kg）
1220 3890 3010 3.71 1500
1230 3940 2860 3.67 1500
1240 4010 2600 3.65 1500
表2 干压工艺取向异性磁体性能
烧结温度 Br Hc （BH）m 投料量
（℃） （Gs） （Oe） （MGOe） （kg）
1210 3300 2870 2.50 1500
1220 3420 2650 2.66 1500
表3 干压工艺各向同性磁体性能
烧结温度 Br Hc （BH）m 投料量
（℃） （Gs） （Oe） （MGOe） （kg）
1210 1900 1780 0.85 1500
1220 2040 1750 0.95 1500
表4各向异性钡铁氧体
烧结温度 Br Hc （BH）m 投料量
（℃） （Gs） （Oe） （MGOe） （kg）
1220 4010 2600 3.65 700
1230 4030 2540 3.64 700
表5各向同性钡铁氧体
烧结温度 Br Hc （BH）m 投料量
（℃） （Gs） （Oe） （MGOe） （kg）
1210 2230 1770 1.08 700
1220 2190 1760 1.03 700
Claims (2)
1、一种生产铁氧体永磁材料的方法，以天然磁铁矿为原料，其特征在于：采用低纯度、高杂质含量的磁铁矿粉与碳酸锶或碳酸钡按化学式Sro(BaO)·nFe2O3其中n=5.0～6.0的比例相配合，以该配合料为基，同时加入0.2～0.8%wt碳酸钙和0.2～0.8%wt的高岭土，该混合料先经强混机干式混合，再经盘式制粒机制成粒径为6～10毫米的坯球，然后进入链蓖机-回转窑系统进行氧化及高温预烧，氧化温度900℃，预烧温度1260～1280℃，再对预烧后的铁氧体球料进行单畴颗粒的磨制，在磨制中，以铁氧体预烧料为基，复合添加了0.4～1.1%wt的碳酸钙，0.2～0.8%wt的高岭土，0.1～0.5%wt的氧化铝，混合磨制后得到单畴颗粒，其平均粒度为0.7～2.5微米，将单畴颗粒的铁氧体料放入取向或非取向成型的模具中，通过施加一定的压力制成具有一定密度和形状的坯件，再经1200℃～1240℃的温度烧结可获得最终产品。
2、按照权利要求1的方法，其中磁铁矿粉的原料粒度为-160目筛的筛下量为85～98%wt;其含水量在0.1～1%wt之间。
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