CN108326291A - 一种大尺寸材料的制备方法 - Google Patents

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罗治涛
王敬东
沈安国
张明
邹杨
王林梅
王磊
叶健
曾德群
向海蓉
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    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/14—Treatment of metallic powder
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Abstract

本发明公开了一种大尺寸材料的制备方法，本发明在传统粉末冶金工艺的基础之上，改进成型工艺，先压制高度较低的毛坯小块（1），再将多个毛坯小块叠加在一起形成毛坯（2），将毛坯（2）进行等静压，烧结时按叠加方向竖直装料，通过高温烧结，毛坯小块（1）之间完全固熔在一起，后加工磨除表面毛坯小块（1）之间边缘的痕迹，加工成需要的大小和形状即可；本发明可以制备轴向尺寸达1000mm的材料，且对压机压力要求不高，节约成本，减小一次成型带来的密度梯度，使烧结后的材料不易变型，满足应用要求。

Description

一种大尺寸材料的制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金工艺制备技术领域，尤其涉及一种大尺寸材料的制备方法。
背景技术
目前随着电机、无线充电技术的发展以及磁屏蔽技术的迫切需求，需要制备100mm以上的大尺寸材料。材料的制备方法均是通过粉末冶金工艺，粉末冶金工艺是本领域技术人员熟知的制备方法，包括制粉、成型、等静压、烧结、后加工步骤，其中成型工艺的成型压力随材料的受力面积及高度的变大而变大，要制备尺寸越大的材料，对压机成型压力需要越高，而成型压力越大的压机，价格越贵，制备成本越高，以制备高度为200mm的稀土钴永磁材料为例，传统的方法需要300T以上的压机压制，且成型出来的材料存在密度梯度，高度方向两端的密度比中间的密度大5%以上，烧结时易产生两端大中间小的变形，无法满足应用要求。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种大尺寸材料的制备方法，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种大尺寸材料的制备方法，其工序包括制粉、成型、等静压、烧结和后加工，所述成型工序采用多段成型方法，具体为，
首先将粉体成型为高度较低的毛坯小块，然后将多个毛坯小块叠加，保持接触面无杂物，达到所需的高度，形成毛坯；
烧结工序装料时沿毛坯小块叠加方向竖直装料，将毛坯装入高温烧结炉，在重力的作用下，通过高温烧结，毛坯小块之间完全固熔在一起，形成一个整体；
后加工工序磨除表面毛坯小块之间痕迹，即得到大尺寸材料。
作为优选的技术方案，所述的毛坯在装入高温烧结炉之前，进行一次等静压。其目的是促使毛坯小块之间紧密结合，不易分散。
作为优选的技术方案，所述材料为铁氧体。
作为优选的技术方案，所述材料为金属合金材料。
作为优选的技术方案，所述的毛坯小块高度为10mm-80mm。
作为优选的技术方案，所述的毛坯高度为100mm-1000mm。
作为进一步优选的技术方案，所述的等静压压力为100MPa-1000MPa。
作为优选的技术方案，所述的大尺寸材料为长方体。
作为优选的技术方案，所述的大尺寸材料为圆柱体。
作为优选的技术方案，所述的大尺寸材料为圆环。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明可以制备尺寸达1000mm的材料，且对压机压力要求可以降低60%以上，节约成本，制备的材料不同位置的密度可以控制在1%以内，减小一次成型带来的密度梯度，使烧结后的材料不易变形，满足应用要求。
附图说明
图1 为实施例1的四边形块状材料制备过程示意图；
图2为实施例2 圆柱形块状材料制备过程示意图
图3为实施例3圆环形块状材料制备过程示意图
图中：1、毛坯小块；2、毛坯；3、大尺寸材料。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例是制备长100mm、宽100mm、高200mm的四边形块状钐钴永磁材料；
用传统方法，制备该材料需要300T以上的压机压制，且因为高度过高，两头的密度与中间的密度差为5%左右，形成密度梯度，烧结时易变形，不能满足需要；
本实施例如图1所示，其制备的工序为：
首先用100T压机压制十个（图1中仅示出四个）长100mm、宽100mm、高20mm的毛坯小块1；
再将十个毛坯小块1叠加在一起，形成毛坯2；
然后将毛坯2用塑料袋密封，在200MPa压力下进行等静压，使多个毛坯小块1紧密结合，不易分散，且通过等静压，毛坯2密度均匀，烧结时不易变形；
烧结时按照图1所示竖直装料，通过高温烧结，毛坯小块1之间完全固熔在一起，形成一个整体；
后加工工序磨除表面毛坯小块1之间痕迹，即可得到大尺寸材料3；
经过测试本实施例得到的大尺寸材料3不同部位的最大密度差为0.7%。
实施例2：
本实施例制备φ100mm、高200mm的圆柱形锰锌铁氧体磁芯；
用传统方法，制备该材料需要300T以上的压机压制，且因为高度过高，两头的密度远大于中间的密度，形成密度梯度，烧结时易变形，不能满足需要；
本实施例如图2所示，其制备的工序为：
首先用100T压机压制十个（图1中仅示出四个）φ100mm、高20mm的毛坯小块1；
再将十个毛坯小块1叠加在一起，形成毛坯2；
然后将毛坯2用塑料袋密封，在400MPa压力下进行等静压，使多个毛坯小块1紧密结合，不易分散，且通过等静压，毛坯2密度均匀，烧结时不易变形；
烧结时按照图2所示竖直装料，通过高温烧结，毛坯小块1之间完全固熔在一起，形成一个整体；
后加工时磨除表面毛坯小块1之间痕迹，即可得到大尺寸材料3；
经过测试本实施例得到的大尺寸材料3不同部位的最大密度差为0.8%。
实施例3：
本实施例制备φ200mm×180mm、高200mm的环状镍锌铁氧体磁芯；
用传统方法，制备该材料需要300T以上的压机压制，且因为高度过高，两头的密度远大于中间的密度，形成密度梯度，烧结时易变形，不能满足需要；
本实施例如图3所示，其制备的工序为：
首先用100T压机压制十个（图1中仅示出四个）φ200mm×180mm高20mm的毛坯小块1；
再将十个毛坯小块1叠加在一起，形成毛坯2；
然后将毛坯2用塑料袋密封，在600MPa压力下进行等静压，使多个毛坯小块1紧密结合，不易分散，且通过等静压，毛坯2密度均匀，烧结时不易变形；
烧结时按照图3所示竖直装料，通过高温烧结，毛坯小块1之间完全固熔在一起，形成一个整体；后加工时磨除表面毛坯小块1之间痕迹，即可得到大尺寸材料3;
经过测试本实施例得到的大尺寸材料3不同部位的最大密度差为0.9%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大尺寸材料的制备方法，其工序包括制粉、成型、等静压、烧结和后加工，其特征在于：所述成型工序采用多段成型方法，具体为，
首先将粉体成型为高度较低的毛坯小块（1），然后将多个毛坯小块（1）叠加，保持接触面无杂物，达到所需的高度，形成毛坯（2）；
烧结工序装料时沿毛坯小块（1）叠加方向竖直装料，将毛坯（2）装入高温烧结炉，在重力的作用下，通过高温烧结，毛坯小块（1）之间完全固熔在一起，形成一个整体；
后加工工序磨除表面毛坯小块（1）之间痕迹，即得到大尺寸材料（3）。
2.如权利要求1所述的大尺寸材料的制备方法，其特征在于，所述的毛坯（2）在装入高温烧结炉之前，进行等静压。
3.如权利要求1所述的大尺寸材料的制备方法，其特征在于，所述材料为铁氧体。
4.如权利要求1所述的大尺寸材料的制备方法，其特征在于，所述材料为金属合金材料。
5.如权利要求1所述的大尺寸材料的制备方法，其特征在于，所述的毛坯小块（1）高度为10mm-80mm。
6.如权利要求1所述的大尺寸材料的制备方法，其特征在于，所述的毛坯（2）高度为100mm-1000mm。
7.如权利要求2所述的大尺寸材料的制备方法，其特征在于，所述的等静压压力为100MPa-1000MPa。
8.如权利要求1所述的大尺寸材料的制备方法，其特征在于，所述的大尺寸材料（3）为长方体。
9.如权利要求1所述的大尺寸材料的制备方法，其特征在于，所述的大尺寸材料（3）为圆柱体。
10.如权利要求1所述的大尺寸材料的制备方法，其特征在于，所述的大尺寸材料（3）为圆环。
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