CN103848621A - 一种干压异性永磁材料的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干压异性永磁材料的制造方法，属于永磁材料技术领域，所述方法包括：将预烧料破碎成粗粉，并在所述粗粉中添加由二氧化硅和硼酸组成的二次配方后进行球磨；将经过球磨所得的料浆烘干后打散，再按重量百分比加入0.1～3.0%的碳酸钙后经过混料机搅拌及振磨获得混合粉料；在所述混合粉料中加入预定量的樟脑粉和硬脂酸钙后，经过高速粉碎制得干压磁粉。本发明通过在细粉干燥完成后再加入碳酸钙，既可确保均匀分散，又不会造成颗粒的粘连，因此能够提高磁体的压制密度和干燥温度范围的控制范围，并同时通过振磨工艺，尽可能使团聚打开，从而减小了颗粒之间的团聚，同时去除掉棱角，制得的永磁材料具有较好的取向度和密度，性能显著提高。

Description

一种干压异性永磁材料的制造方法

技术领域

本发明涉及一种干压异性永磁材料的制造方法，属于永磁材料技术领域。 

背景技术

永磁材料是电子行业中不可或缺的材料，广泛应用于家电、汽车、计算机、通讯、医疗、航天、军事等领域。铁氧体永磁磁性材料由于原料来源广、价格低廉，具有相对较高的剩磁(Br)、矫顽力(Hcj)及磁能积(BH)max，因此在磁性材料的市场中占有较大份额。近年来，随着电子科技的发展以及节能减排意识的提高，对永磁铁氧体的性能提出更高的要求。 

铁氧体磁体按照成型工艺可分为湿压和干压。湿压成型是将细磨后的料浆脱水达到一定浓度后，加入模腔中，施加外磁场取向压制成磁体。由于磁性颗粒分散在有水或其它有机液体作为溶剂的料浆中，磁性颗粒本身不发生粘连，施加磁场时，磁性颗粒易于转动，它的易磁化轴与磁场方向一致，所以性能高；但成型设备复杂，需要抽水系统，而且不能加工成小产品，需要磨削，加工成本高。干压成型是把细磨后的料浆经脱水、干燥、打散后，加入硬脂酸钙作为润滑剂、樟脑作为粘接剂，得到干压粉末；将干压粉末填充到成型模腔内，外加取向磁场成型；由于压制时不需要脱水，生产效率高，设备费用低，尤其适用于难于用湿法生产的异型器件和小器件，但取向度低，性能差，影响高端应用。 

发明内容

本发明提出了一种干压异性永磁材料的制造方法，以解决现有干压永磁材料性能低，采用现有干压材料制造技术无法取得较好的取向度和密度的问题。为此，本发明提出了如下的技术方案： 

一种干压异性永磁材料的制造方法，包括： 

将预烧料破碎成粗粉，并在所述粗粉中添加由二氧化硅和硼酸组成的二次配方后进行球磨； 

将经过球磨所得的料浆烘干后打散，再按重量百分比加入0.1～3.0%的碳酸钙后经过 混料机搅拌及振磨获得混合粉料； 

在所述混合粉料中加入预定量的樟脑粉和硬脂酸钙后，经过高压磨粉机制得的干压磁粉。 

由上述本发明提供的技术方案可以看出，通过在细粉干燥完成后再加入碳酸钙，既可确保均匀分散，又不会因干燥而造成碳酸钙分解，颗粒粘连，因此能够提高磁体的压制密度和干燥温度的控制范围；并同时通过振磨工艺，尽可能使团聚打开，从而减小了颗粒之间的团聚，同时去除掉棱角，制得的永磁材料具有较好的取向度和密度，性能显著提高。 

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。 

在本领域中，磁体的性能主要包括剩磁Br和内禀矫顽力Hcj。Br由材料的饱和磁感应强度、密度和取向度决定，表达式如下： 

Br=4πIs×取向度×密度 

其中的饱和磁化强度（4πIs）由材料的本征特性决定，取向度和密度主要由工艺决定的。对于干压产品与湿压产品性能的差异主要来自取向度和密度，干压取向度低的原因主要包括： 

（1）由于干压粉在干燥过程中，颗粒出现粘连或团聚，高粉机不能完全打散； 

（2）磁粉颗粒有明显的棱角，非球形，导致磁场取向时转动困难。 

目前磁体密度低主要原因是： 

（1）磁粉颗粒有明显的棱角，流动性差，毛坯密度低； 

（2）添加的有机物分解后，形成的碳，难以完全除去，留在晶界阻止致密化； 

为解决上述技术问题，本发明的具体实施方式提供了一种干压异性永磁材料的制造方法，包括： 

将预烧料破碎成粗粉，并在所述粗粉中添加由二氧化硅和硼酸组成的二次配方后进行球磨； 

将经过球磨所得的料浆烘干，干燥温度100℃～700℃，然后用高粉机打散，再按重量百分比加入0.1～3.0%的碳酸钙后经过混料机搅拌及振磨获得混合粉料； 

在所述混合粉料中加入预定量的樟脑粉和硬脂酸钙后，经过高速粉碎制得干压磁粉。 

下面通过具体的实施例和对比例对本发明提出的干压异性永磁材料的制备方法作详细 说明。 

实施例1 

预烧料采用以下原料： 

Fe₂O₃粉末：（纯度≥99.2wt%、颗粒的原始平均粒度：1.0μm），85.5～86.5wt%； 

SrCO₃粉末：（纯度≥98.0wt%、颗粒的原始平均粒度：2.0μm），13.4～14.1wt%； 

氧化硅粉末：（纯度≥98.0wt%、颗粒的原始平均粒度：2.0μm），0.1～0.4wt%； 

称量Fe₂O₃粉末、SrCO₃和氧化硅粉末，将所得的原料粉末湿混2小时，进行干燥，并在空气中以1250℃的条件预烧2小时，获得预烧料。 

将预烧料破碎成粗粉，用已知的破碎方式，称取上述方式制备的粗粉300g，添加0.3wt%的SiO₂、0.1wt%的硼酸；添加600mL自来水作为球磨介质，细磨10小时，直至颗粒的平均粒度为0.75～1.0μm；将所得的料浆进行离心脱水，然后在300℃恒温干燥3小时，用高粉机打散1次，加入1.4wt%的CaCO₃，用混料机搅拌均匀后，加入振磨机，振磨1小时，再加入1.0wt%樟脑粉和0.3wt%硬脂酸钙，过高粉机1次，制得可供干压成型的干压磁粉。 

对上述干压磁粉进行磁场压制，成型磁场大于6000Gs。所得成型体的直径为34.2mm，高度为13mm的圆柱体，成型压力为10MPa。将成型体在200℃～800℃下保温3小时，除去成型毛坯中的有机物，然后在空气中或氧气氛下烧结，烧结温度1200～1230℃，保温1～3小时，获得烧结磁体。 

对比例1 

预烧料采用以下原料： 

Fe₂O₃粉末：（纯度≥99.2wt%、颗粒的原始平均粒度：1.0μm），86.5wt%； 

SrCO₃粉末：（纯度≥98.0wt%、颗粒的原始平均粒度：2.0μm），13.2wt%； 

氧化硅粉末：（纯度≥98.0wt%、颗粒的原始平均粒度：2.0μm），0.3wt%； 

称量Fe₂O₃粉末、SrCO₃和氧化硅粉末，将所得的原料粉末湿混2小时，进行干燥，并在空气中以1250℃的条件预烧2小时，获得预烧料。 

将预烧料破碎成粗粉，用已知的破碎方式，称取上述方式制备的粗粉300g，添加0.3wt%的SiO₂、1.4wt%的CaCO₃和0.1wt%的硼酸；添加600mL自来水作为球磨介质，细磨10小时，直至颗粒的平均粒度为0.80μm；将所得的料浆进行离心脱水，然后在300℃恒温干燥3小时，用高粉机打散1次。再加入1.0wt%樟脑粉和0.3wt%硬脂酸钙，过高粉机1次，制得可供干压成型的干压磁粉。 

对上述干压磁粉进行磁场压制，成型磁场大于6000Gs。所得成型体的直径为34.2mm，高度为13mm的圆柱体，成型压力为10MPa。将成型体在200℃～800℃下保温3小时，除去成型毛坯中的有机物，然后在空气中或氧气氛下烧结，烧结温度1210℃，保温3小时，获得烧结磁体。 

对比例2 

预烧料采用以下原料： 

Fe₂O₃粉末：（纯度≥99.2wt%、颗粒的原始平均粒度：1.0μm），86.5wt%； 

SrCO₃粉末：（纯度≥98.0wt%、颗粒的原始平均粒度：2.0μm），13.2wt%； 

氧化硅粉末：（纯度≥98.0wt%、颗粒的原始平均粒度：2.0μm），0.3wt%； 

称量Fe₂O₃粉末、SrCO₃和氧化硅粉末，将所得的原料粉末混合均匀，在空气中以1250℃的条件预烧2小时，获得预烧料。 

将预烧料破碎成粗粉，用已知的破碎方式，称取上述方式制备的粗粉300g，添加0.3wt%的SiO₂、1.4wt%的CaCO₃和0.1wt%的硼酸；添加600mL自来水作为球磨介质，细磨10小时，直至颗粒的平均粒度为0.80μm；将所得的料浆进行离心脱水，然后在300℃恒温干燥3小时，用高粉机打散1次，用混料机搅拌均匀后，加入振磨机，振磨1小时。再加入1.0wt%樟脑粉和0.3wt%硬脂酸钙，过高粉机1次，制得可供干压成型的干压磁粉。 

对上述干压磁粉进行磁场压制，成型磁场大于6000Gs。所得成型体的直径为34.2mm，高度为13mm的圆柱体，成型压力为10MPa。将成型体在200℃～800℃下保温3小时，除去成型毛坯中的有机物，然后在空气中或氧气氛下烧结，烧结温度1210℃，保温3小时，获得烧结磁体。 

对实施例1、对比例1和对比例2制得的磁体测量磁性能，结果如下表所示。 

由于在通常情况下，碳酸钙的分解温度为800℃左右，但分解反应的温度和活性有关，当二次加入碳酸钙后，经过长时间的研磨，粒度变小，分解温度更低。磁粉在干燥过程中，如果温度控制不好会容易造成碳酸钙分解，分解后的碳酸钙会是磁粉颗粒之间发生粘连，这种粘连比较牢固，即使经过高粉也不能完全分开，最终会影响取向性。本具体实 施方式通过在细粉干燥完成后，加入碳酸钙，既可确保均匀分散，又不会造成颗粒的粘连，因此提高磁体的压制密度和干燥温度的控制范围，同时通过振磨工艺，尽可能使团聚打开，颗粒的棱角消失，压制阻力小，易于压制取向度高，使干压磁体的性能大幅提高，干压性能可以达到湿压性能的95%以上，使干压磁体的应用进入高端领域。 

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。 

Claims (5)

1.一种干压异性永磁材料的制造方法，其特征在于，包括：

将预烧料破碎成粗粉，并在所述粗粉中添加由二氧化硅和硼酸组成的二次配方后进行球磨；

将经过球磨所得的料浆烘干后打散，再按重量百分比加入0.1～3.0%的碳酸钙后经过混料机搅拌及振磨获得混合粉料；

在所述混合粉料中加入预定量的樟脑粉和硬脂酸钙后，经过高压磨粉机制得的干压磁粉。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烘干的温度为100℃～700℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预烧料包括85.5～86.5wt%的Fe₂O₃粉末、13.4～14.1wt%的SrCO₃粉末和0.1～0.4wt%的SiO₂粉末。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述球磨包括：添加水作为球磨介质并将添加二次配方的粗粉球磨至平均粒度为0.75～1.0μm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述干压磁粉进行磁场压制，成型磁场大于6000Gs；

将成型的磁体在200℃～800℃下保温3小时，除去成型毛坯中的有机物，然后在空气中或氧气氛下烧结，烧结温度为1200～1230℃，保温1～3小时，制得烧结磁体。