CN1037880A

CN1037880A - 采用磁铁矿生产铁氧体永磁材料法

Info

Publication number: CN1037880A
Application number: CN 88102992
Authority: CN
Inventors: 林毅
Original assignee: INST OF TECHNICAL DEVELOPMENT BEIJING GENERAL ACADEMY OF MINING AND METALLURGY
Current assignee: INST OF TECHNICAL DEVELOPMENT BEIJING GENERAL ACADEMY OF MINING AND METALLURGY
Priority date: 1988-05-24
Filing date: 1988-05-24
Publication date: 1989-12-13
Anticipated expiration: 2003-05-24
Also published as: CN1022909C

Abstract

一种采用磁铁矿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，含杂质多，大批生产磁性能不稳定等问题。本方法采取加入高岭土、Al₂O₃和CaCO₃的配方，经过制粒—链箅机—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、成份稳定的原料生产铁氧体永磁材料。

本发明的目的就是提供了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。

本发明是这样实现的：采用纯度低、含杂质量高的磁铁矿粉，加入碳酸锶（或碳酸钡）、碳酸钙、高岭土和Al₂O₃等原料，经制粒-链篦机-回转窑等工艺，制成六角晶体结构的硬磁铁氧体。磁铁矿粉与碳酸锶（或碳酸钡）碳酸钙、高岭土、Al₂O₃配合的重量比按顺序为：

100∶79～87∶21～13∶0.2～0.8∶0.1～0.5

碳酸钙、高岭土和Al₂O₃添加剂分两次加入：第一次混料时碳酸钙和高岭土加入量为0.2～0.8%，Al₂O₃为0.1～0.5%;第二次细磨时碳酸钙加入0.4～1.1%，高岭土0.2～0.8%，Al₂O₃为0.1～0.5%。

生产铁氧体永磁材料的工艺流程见附图：

具体流程分为两步：第一步将上述磁铁矿粉和碳酸锶（SrCO₃）或碳酸钡（BaCO₃）加适量的高岭土（SiO₂·Al₂O₃·2H₂O）和碳酸钙（CaCO₃）使混合后的料中含Si量在0.3～0.80%，含Ca量在0.2～0.8%，此种混合料必须经强混机均匀混合，再经制粒机在造球盘上制成直径为6～10mm的小球，然后进入链篦机在900℃的温度下预热氧化，经分析氧化后的料球Fe⁺⁺的含量小于0.3%。料球最后进入回转窑，在1260℃～1280℃的范围高温预烧，形成铁氧体。第二步是破碎铁氧体料球，采用球磨机将铁氧体制成单畴颗粒，在进入球磨之时不仅仅是铁氧体粉料，还需加入一定比例的水及一定量的CaCO₃高岭土，Al₂O₃，其加量：CaCO₃0.6～1.1%高岭土0.3～0.8%Al₂O₃0.1～0.4%混合研磨，制成平均粒度为0.7～2.5μm的粒子。此种单畴颗粒再经取向成型或非取向成型，将粉料压制成具有一定密度和形状的坯件，再经1200℃～1240℃的二次烧结坯件即为成品，一经充磁便可以提供一个恒定磁场，用于各种途经。

天然磁铁矿粉的粒度范围在160目筛，筛下量为85～98%，平均粒度在5～10μm之间，其含水量在0.1～1%之间。

主要原料的克分子比在1∶5.0～1∶6.0之间。

以下是本发明的实施例：

实施例1：141.4Kg磁铁矿粉，与25kg SrCO₃和0.67kg CaCO₃，0.67kg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，一般需氧化时间40～45分钟，再进入回转窑在1260～1280℃的氧化气氛中预烧2.5小时，然后将烧成的铁氧体球破碎成0～5mm的颗粒，再进入直径φ1500mm×3000mm的球磨机中再加入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，即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6000Qe的磁场中取向成型此时成型压力应为200kg/Cm²密度应达到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〔1〕

烧结温度（℃）	Br（Gs)	Hc(Qe)	(BH)m(MGQe)	投料量(kg)
					1220	3890	3010	3.71	1500
1230	3940	2860	3.67	1500
					1240	4010	2600	3.65	1500

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克/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〕

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，其它制造工艺及设备完全相同，其性能分例在下表〔1〕各向异性钡铁氧体（取向磁体）和表〔2〕各向同性钡铁氧体（非取向磁体）。

表〔1〕：各向异性钡铁氧体性能表：

Claims

1、一种生产铁氧体永磁材料的方法，以天然磁铁矿粉为原料，本发明的特征在于：采用纯度低、含杂质量高的磁铁矿粉，加入碳酸锶(或碳酸钡)、碳酸钙、高岭土和Al₂O₃等原料，经制粒-链篦机-回转窑等工艺，制成六角晶体结构的硬磁铁氧体。

2、根据权利要求1所述的生产铁氧体永磁材料的方法，其特征是磁铁矿粉与碳酸锶（或碳酸钡）碳酸钙高岭土、Al₂O₃配合的重量比按顺序为：

100∶79～87∶21～13∶0.2～0.8∶0.1～0.5

3、根据权利要求1或2所述的生产铁氧体永磁材料的方法，其特征是碳酸钙、高岭土和Al₂O₃分两次加入：第一次混料时碳酸钙和高岭土为0.2～0.8%，Al₂O₃为0.1～0.5%;第二次细磨时碳酸钙为0.4～1.1%，高岭土0.2～0.8%，Al₂O₃为0.1～0.5%。

4、根据权利要求3所述的生产铁氧体永磁材料的方法，其特征是采用上述原料，混合物制成6～10mm的颗粒，然后在链篦机900℃下氧化，回转窑1260～1280℃预烧。

5、根据权利要求3所述的生产铁氧体永磁材料的方法，其特征是将混合颗粒装入球磨，同时还要加入重量比0.4～1.1%CaCo₃，0.2～0.8%高岭土，0.1～0.5%Al₂O₃混合研磨，制成平均粒度为0.7～2.5μm的粒子，在取向磁场或非取向的条件下将上述粒子压制成各向异性或各向同性的坯件，在1200℃～1240℃的温度下烧结。

6、根据权利要求3或5所述的生产铁氧体永磁材料的方法，其特征是天然磁铁矿粉的粒度范围在160目筛，筛下量为85～98%，平均粒度在5～10μm之间，其含水量在0.1～1%之间，磁铁矿粉的成份为：总Fe69～73%，Si0.1～0.85%，Ti0.01～0.1%，Ca0.01～0.1%，Mg0.1～1.0%。

7、根据权利要求1、2所述的生产铁氧体永磁材料的方法，其特征是主要原料的克分子比在1∶5.0～1∶6.0之间。

8、根据权利要求1～7所述的生产铁氧体永磁材料的方法，其特征是经球磨细磨后的单畴颗粒平均在0.9～2.5μm，混合料中的含Si量在0.5～0.80%之间，含Ca量在0.2～0.6%。