CN116102344B - 一种高密度永磁铁氧体磁体及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高密度永磁铁氧体磁体及其生产工艺，涉及永磁铁氧体技术领域。本发明用于解决没有通过对原料成分进行改进以形成稳定的磁铅石型晶体结构，改善其内磁性；并通过对生产工艺进行改进以促进晶粒的有序排列取向，永磁铁氧体磁体的磁性能和成品密度有待提高的技术问题；原料成分通过硅和葡萄糖酸钙作为助磨分散剂，Sr2+和不同晶位的Fe3+进行离子取代，影响M型铁体的晶体结构，使不同晶位上的磁晶各向异性发生变化，控制产品的宏观各向异性与饱和磁化强度；生产工艺通过两次晶粒取向促进晶粒的有序排列取向，改善了永磁铁氧体磁体的磁性能和成品密度。

Description

一种高密度永磁铁氧体磁体及其生产工艺
技术领域
本发明涉及永磁铁氧体技术领域，具体涉及一种高密度永磁铁氧体磁体及其生产工艺。
背景技术
随着全球工业化及家居智能化、自动化进程的加快，各类电机的市场需求持续增长，且对电机的尺寸及能效要求越来越严格，促使电机加速向小型化、平面化、节能化发展。永磁铁氧体磁体因其成本较低、磁性能及化学稳定性优良、可获得形状复杂的小尺寸各向异性器件等优点，被广泛应用于各类中低端微特永磁电机中，市场需求猛增，前景广阔。
为拓宽干压成型铁氧体磁体的应用范围，增加其在高端微特永磁电机中的应用比例，须进一步提高该类磁体的磁性能，尤其需要提高其表面磁通密度。现有技术是在磁体制造过程中增加预压预磁化工序，即将永磁铁氧体粉料在磁场下压制成最终产品所需的生坯之前，经过一次或多次的磁场成型。预压预磁化工序的出发点是：粉料经一次或多次预磁化后，可在最终的磁场成型过程中提高坯体的磁畴取向一致性，从而获得好的磁性能。目前，市场上销售的永磁铁氧体的生产流程一般为：配料预烧、破碎、球磨、制粉、干压磁场成型/干压成型/湿压磁场成型、烧结、机械加工、检验、包装。随着微电子技术发展对永磁铁氧体磁体的磁性能参数要求也越来越高，比如高饱和磁通密度、高内禀矫顽力、高磁能积等。
在高密度永磁铁氧体及其生产工艺的研发过程中，发现存在以下技术难点：没有通过对原料成分进行改进以形成稳定的磁铅石型晶体结构，改善其内磁性；并通过对生产工艺进行改进以促进晶粒的有序排列取向，永磁铁氧体磁体的磁性能和成品密度有待提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高密度永磁铁氧体磁体及其生产工艺，用于解决现有技术中没有通过对原料成分进行改进以形成稳定的磁铅石型晶体结构，改善其内磁性；并通过对生产工艺进行改进以促进晶粒的有序排列取向，永磁铁氧体磁体的磁性能和成品密度有待提高的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明提供一种高密度永磁铁氧体磁体，由原料经浆料制备、预烧、破碎球磨、离心脱水、压制成型、烧结、打磨包装得到，原料包括以下成分：SrO、La2O3、Co2O3、Fe2O3、Si和葡萄糖酸钙，其中，Si的用量为SrO、La2O3、Co2O3、Fe2O3重量之和的2～5％，葡萄糖酸钙的用量为SrO、La2O3、Co2O3、Fe2O3重量之和的4～10％；高密度永磁铁氧体成品具有如下分子式的成分：Sr1-xLax(Fe12-yCoy)zO19，式中0.08≤x≤0.42，0.08≤y≤0.42，0.8≤z≤1.1，0.9≤(x/y)≤1.2。
本发明还提供了上述高密度永磁铁氧体磁体的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一，浆料制备：将各原料成分混合均匀得到混合料，向混合料内加入其重量1～1.5倍的去离子水，混合均匀得到浆料；
步骤二，预烧：将浆料在6～10MPa的压力下预压处理，升温至820～1200℃，保温预烧3～5小时，得到预烧料；
步骤三，破碎球磨：将预烧料与去离子水、研磨球按照重量比1：1.5：8混合，以36～42rpm转速球磨16～20小时，得到球磨料；
步骤四，离心脱水：将球磨料在800～1000rpm转速下离心分离，减压抽滤得到压制料；
步骤五，压制成型：压制料通过自动装填成型压机压制成型得到成型胚体；
步骤六，烧结：成型胚体在1200～1260℃下保温烧结60～90min得到烧结体；
步骤七，打磨包装：打磨除去烧结体表面的毛刺，包装得到高密度永磁铁氧体。
进一步的，压制成型具体包括以下过程：
S1、启动自动装填成型压机的第一减速电机，第一减速电机驱动翻转轴进行旋转，翻转轴带动与其固定连接的固定架进行翻转，压制台也随之同步翻转；当接料腔竖直向上时，第二减速电机驱动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠的旋转运动转化为丝杠座的水平运动，丝杠座通过连接柱带动压制台同步水平运动，压制台沿滑槽滑动促进压制台的平稳运动；
S2、开启负压风机，负压仓内产生负压真空环境，从进料斗加入永磁铁氧体的压制料，在负压吸力的作用下，经负压仓排入波纹输料管内，进一步在自身重力作用下，压制料经下料管连续化的向下流动，沿接料腔流动至取向压制模具内；
S3、进入模腔的压制料达到预设量时，封堵气缸推动封堵板平移并使压制板与模腔对齐，完成封堵板对模腔的封堵；第一减速电机驱动翻转轴转动，翻转轴带动固定架和压制台同步翻转，使得接料腔竖直向下，配合丝杠座带动压制台的水平运动，使得多个接料腔与压制气缸一一精准对接；压制气缸驱动充磁棒竖直向上移动，对模腔内的压制料进行压制，同时充磁电源向充磁棒施加磁场，使得压制料发生一次晶粒取向；取消对充磁棒施加磁场后，充磁电源向极头线圈和磁化线圈施加磁场，使得压制料发生二次晶粒取向得到成型胚体。
进一步的，一次晶粒取向时施加强度4000～6000Oe的磁场，二次晶粒取向时施加强度9000～10000Oe的磁场。
进一步的，所述自动装填成型压机包括机架、负压填料机构和翻转压制机构，负压填料机构用于将永磁铁氧体原料经浆料制备、预烧、破碎球磨、离心脱水得到的压制料，在负压作用下输送至翻转压制机构内；翻转压制机构用于将压制料进行取向、压制成型得到成型胚体。
进一步的，所述负压填料机构包括进料斗、负压仓和下料管，进料斗设于机架的上方，负压仓设于机架的顶部且与进料斗连通，多个下料管设于负压仓的下方且下料管与负压仓之间连接有波纹输料管，负压仓的内腔安装有若干个负压风机；波纹输料管与下料管的连接处外围固定有摆动板，摆动板上位于相邻的波纹输料管之间贯穿装配有安装柱，安装柱的顶部外围缠绕有扭力弹簧，安装柱的顶部与负压仓的底部之间设有摆动气缸，摆动气缸的活塞杆竖直向下设置。
进一步的，所述翻转压制机构包括第一减速电机、翻转轴、固定架和压制台，第一减速电机设于机架的外壁，第一减速电机连接有水平贯穿机架两侧的翻转轴，翻转轴的两端设有贯穿座，翻转轴两侧位于贯穿座内侧固定有类C型的固定架，固定架的外侧设有与其滑动连接的压制台；固定架的内侧设有丝杠座，丝杠座的一端通过贯穿固定架的连接柱与压制台连接，丝杠座的轴心水平贯穿有滚珠丝杠，滚珠丝杠的一端连接有第二减速电机；固定架的内部设有供连接柱滑动的滑槽，压制台远离固定架的一侧设有多个与下料管匹配的接料腔，压制台的内部设有与接料腔连通的取向压制模具。
进一步的，所述取向压制模具包括定模、模腔和极头线圈，定模设于压制台内部靠近固定架的一侧，模腔的一端通过定模密封，另一端与接料腔内的空腔对应；模腔的外围缠绕有极头线圈，极头线圈的上下两侧缠绕有磁化线圈，模腔的下表面一侧位于压制台内设有封堵气缸，封堵气缸的活塞杆连接有对模腔下表面进行封堵的封堵板，封堵板的中心过盈配合与模腔截面形状、尺寸适配的压制板；机架的底部上表面设有多个竖直向上的压制气缸，压制气缸的顶部连接有充磁棒。
本发明具备下述有益效果：
1、本发明的高密度永磁铁氧体磁体，原料成分通过硅和葡萄糖酸钙作为助磨分散剂，Sr2+和不同晶位的Fe3+进行离子取代，影响M型铁体的晶体结构，使不同晶位上的磁晶各向异性发生变化，控制产品的宏观各向异性与饱和磁化强度，Co2+的各向异性常数比在同类晶位中Fe3+的各向异性常数约大两个数量级；La3+部分取代M型铁氧体晶格中的Sr2+，有利于稳定磁铅石型晶体结构并改善其内磁性；各原料成分制备得到的永磁铁氧体提升了密度和磁性能。
2、本发明高密度永磁铁氧体磁体的生产工艺，步骤包括浆料制备、预烧、破碎球磨、离心脱水、压制成型、烧结和打磨包装；其中，预烧和破碎球磨步骤促进原料成分的预先加热、冷却，减少烧结过程中磁性能的损失，保持晶粒的高度取向性，离心脱水步骤保持压制料的干燥度，避免原料成分粘结；压制成型步骤通过自动装填成型压机压制成型得到成型胚体，一次晶粒取向时磁场方向与压力方向平行，二次晶粒取向时磁场方向与压力方向垂直，两次晶粒取向有利于晶粒的有序排列取向，改善了永磁铁氧体磁体的磁性能和成品密度。
3、自动装填成型压机利用负压结合自身重力利于压制料的连续化定量输送，其中的翻转压制机构通过翻转轴带动固定架和压制台的同步翻转，配合丝杠座带动压制台的水平运动，实现多个接料腔与下料管一一精准对接，便于对多个取向压制模具同步装填压制料；翻转轴带动固定架和压制台同步翻转，使得接料腔竖直向下，配合丝杠座带动压制台的水平运动，使得多个接料腔与压制气缸一一精准对接，便于对多个取向压制模具的同步压制，提高了装填、压制的效率和永磁铁氧体的产能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明高密度永磁铁氧体磁体的生产工艺流程图；
图2为本发明自动装填成型压机接料时的结构示意图；
图3为本发明自动装填成型压机压制时的结构示意图；
图4为本发明负压填料机构的剖面图，图中未示出摆动板、安装柱和摆动气缸；
图5为本发明翻转压制机构压制时的剖面图，图中未示出第一减速电机和翻转轴；
图6为图5中A处的局部放大图；
图7为本发明封堵气缸与封堵板、压制板的配合结构俯视图；
图8为本发明集料槽的俯视图。
附图标记：1、机架；2、负压填料机构；3、翻转压制机构；4、取向压制模具；21、进料斗；22、负压仓；23、下料管；24、波纹输料管；25、负压风机；26、摆动板；27、安装柱；28、扭力弹簧；29、摆动气缸；31、第一减速电机；32、翻转轴；33、固定架；34、压制台；35、贯穿座；36、丝杠座；37、连接柱；38、滚珠丝杠；39、第二减速电机；40、接料腔；41、定模；42、模腔；43、极头线圈；44、磁化线圈；45、封堵气缸；46、封堵板；47、压制板；48、压制气缸；49、充磁棒；50、集料槽；51、筛网；52、通孔；53、返料管；54、负压输送泵；55、回料管；231、缩减段；232、平稳段；233、出料段；234、出料孔；241、输料腔；242、波纹外套；243、填充球囊；331、滑槽。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图2-3所示，本实施例提供一种自动装填成型压机，用于永磁铁氧体制备过程中的压制成型工序，包括机架1、负压填料机构2和翻转压制机构3，负压填料机构2用于将永磁铁氧体原料经浆料制备、预烧、破碎球磨、离心脱水得到的压制料，在负压作用下输送至翻转压制机构3内；翻转压制机构3用于将压制料进行取向、压制成型得到成型胚体。
具体地，如图2-4所示，负压填料机构2包括进料斗21、负压仓22和下料管23，进料斗21设于机架1的上方，负压仓22设于机架1的顶部且与进料斗21连通，多个下料管23设于负压仓22的下方且下料管23与负压仓22之间连接有波纹输料管24。负压仓22的截面宽度大于进料斗21的底部截面宽度，负压仓22的内腔安装有若干个负压风机25。波纹输料管24包括输料腔241、波纹外套242和填充球囊243，波纹外套242竖直向下延伸，输料腔241设于波纹外套242的中心，输料腔241与波纹外套242之间设有多段连续的填充球囊243。波纹输料管24与下料管23的连接处外围固定有摆动板26，摆动板26上位于相邻的波纹输料管24之间贯穿装配有安装柱27，安装柱27的顶部外围缠绕有扭力弹簧28，安装柱27的顶部与负压仓22的底部之间设有摆动气缸29，摆动气缸29的活塞杆竖直向下设置。
负压填料机构2工作时，开启负压风机25，负压仓22内产生负压真空环境，从进料斗21加入永磁铁氧体的压制料，在负压吸力的作用下，经负压仓22排入波纹输料管24内，进一步在自身重力作用下，压制料经下料管23连续化的向下流动，负压结合自身重力利于压制料的连续化定量输送。
输送过程中，摆动气缸29的伸缩带动安装柱27、摆动板26同步上下移动，摆动板26带动波纹输料管24上下摆动，促进压制料的相互碰撞粘合，碰撞粘合后的压制料不易粘附在输料腔241壁部且下料速率加快。扭力弹簧28的回复力增加了波纹输料管24的摆动频率，进一步促进压制料的碰撞粘合；填充球囊243具有一定的弹性，使得波纹输料管24摆动过程中不易破裂损坏。
负压风机25的外围不与输料腔241的平面接触，波纹外套242和填充球囊243由弹性塑料或弹性橡胶材料加工得到。下料管23呈弯折状或竖直状，下料管23的底部从上到下依次设置有缩减段231、平稳段232和出料段233，出料段233内设有细密的出料孔234。碰撞粘合后的压制料进入下料管23底部后，经过缩减段231的减缓流速、平稳段232的平稳流速后，从出料段233的出料孔234均匀稳定的向下流动。
如图2-3、图5所示，翻转压制机构3包括第一减速电机31、翻转轴32、固定架33和压制台34，第一减速电机31设于机架1的外壁，第一减速电机31连接有水平贯穿机架1两侧的翻转轴32，翻转轴32的两端设有贯穿座35，翻转轴32两侧位于贯穿座35内侧固定有类C型的固定架33，固定架33的外侧设有与其滑动连接的压制台34。固定架33的内侧设有丝杠座36，丝杠座36的一端通过贯穿固定架33的连接柱37与压制台34连接，丝杠座36的轴心水平贯穿有滚珠丝杠38，滚珠丝杠38的一端连接有第二减速电机39。固定架33的内部设有供连接柱37滑动的滑槽331，压制台34远离固定架33的一侧设有多个与下料管23匹配的接料腔40，压制台34的内部设有与接料腔40连通的取向压制模具4。
翻转压制机构3中，第一减速电机31启动后驱动翻转轴32进行旋转，翻转轴32带动与其固定连接的固定架33进行翻转，压制台34也随之同步翻转；当接料腔40竖直向上时，第二减速电机39驱动滚珠丝杠38转动，滚珠丝杠38的旋转运动转化为丝杠座36的水平运动，丝杠座36通过连接柱37带动压制台34同步水平运动，压制台34沿滑槽331滑动促进压制台34的平稳运动，压制料从出料孔234均匀稳定的沿接料腔40流动至取向压制模具4内。翻转压制机构3通过翻转轴32带动固定架33和压制台34的同步翻转，配合丝杠座36带动压制台34的水平运动，实现多个接料腔40与下料管23一一精准对接，便于对多个取向压制模具4同步装填压制料；翻转轴32带动压制台34的翻转也能够将洒落在接料腔40内的压制料倾倒，方便后续的同步压制和压制料回收处理。
实施例2
如图5-7所示，本实施例提供的一种自动装填成型压机，在实施例1的基础上进行改进，区别在于，取向压制模具4包括定模41、模腔42和极头线圈43，定模41设于压制台34内部靠近固定架33的一侧，模腔42的一端通过定模41密封，另一端与接料腔40内的空腔对应。模腔42的外围缠绕有极头线圈43，极头线圈43的上下两侧缠绕有磁化线圈44，模腔42的下表面一侧位于压制台34内设有封堵气缸45，封堵气缸45的活塞杆连接有对模腔42下表面进行封堵的封堵板46，封堵板46的中心过盈配合与模腔42截面形状、尺寸适配的压制板47。
如图2、图6、图8所示，机架1的底部上表面设有多个竖直向上的压制气缸48，压制气缸48的顶部连接有充磁棒49，充磁棒49的延伸位置与模腔42对应。机架1的底部位于压制气缸48上方设有集料槽50，集料槽50的上表面设有网孔尺寸20～30目的筛网51，筛网51的表面设有供压制气缸48活塞杆穿过的通孔52。集料槽50的一端通过返料管53与负压输送泵54的进料口连接，负压输送泵54的出料口通过回料管55与进料斗21连通。
当压制料沿接料腔40的空腔进入模腔42并达到预设量时，封堵气缸45推动封堵板46平移并使压制板47与模腔42对齐，完成封堵板46对模腔42的封堵；第一减速电机31驱动翻转轴32转动，翻转轴32带动固定架33和压制台34同步翻转，使得接料腔40竖直向下，配合丝杠座36带动压制台34的水平运动，使得多个接料腔40与压制气缸48一一精准对接；压制气缸48驱动充磁棒49竖直向上移动，对模腔42内的压制料进行压制，同时充磁电源向充磁棒49施加磁场，使得压制料发生一次晶粒取向；取消对充磁棒49施加磁场后，充磁电源向极头线圈43和磁化线圈44施加磁场，使得压制料发生二次晶粒取向得到成型胚体。一次晶粒取向时磁场方向与压力方向平行，二次晶粒取向时磁场方向与压力方向垂直，两次晶粒取向有利于晶粒的有序排列取向，改善了永磁铁氧体磁体的磁性能和成品密度。
未进入模腔42内的压制料，下落后经过筛网51过筛进入集料槽50内，在负压输送泵54产生的负压吸力作用下，经返料管53、回料管55进入进料斗21内，节约永磁铁氧体的原料成分，避免原料粉尘污染机架1的内部环境。
实施例3
如图1-8所示，本实施例提供一种高密度永磁铁氧体磁体，原料包括以下成分：SrO、La2O3、Co2O3、Fe2O3、Si和葡萄糖酸钙，其中，Si的用量为SrO、La2O3、Co2O3、Fe2O3重量之和的2％，葡萄糖酸钙的用量为SrO、La2O3、Co2O3、Fe2O3重量之和的8％；高密度永磁铁氧体成品具有如下分子式的成分：Sr1-xLax(Fe12-yCoy)zO19，式中0.08≤x≤0.42，0.08≤y≤0.42，0.8≤z≤1.1，0.9≤(x/y)≤1.2。
本实施例高密度永磁铁氧体磁体的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一，浆料制备：将各原料成分混合均匀得到混合料，向混合料内加入其重量1.2倍的去离子水，混合均匀得到浆料；
步骤二，预烧：将浆料在9MPa的压力下预压处理，升温至1150℃，保温预烧3.5小时，得到预烧料；
步骤三，破碎球磨：将预烧料与去离子水、研磨球按照重量比1：1.5：8混合，以40rpm转速球磨20小时，得到球磨料；
步骤四，离心脱水：将球磨料在960rpm转速下离心分离，减压抽滤得到压制料；
步骤五，压制成型：压制料通过自动装填成型压机压制成型得到成型胚体；压制成型具体包括以下过程：
S1、第一减速电机31启动后驱动翻转轴32进行旋转，翻转轴32带动与其固定连接的固定架33进行翻转，压制台34也随之同步翻转；当接料腔40竖直向上时，第二减速电机39驱动滚珠丝杠38转动，滚珠丝杠38的旋转运动转化为丝杠座36的水平运动，丝杠座36通过连接柱37带动压制台34同步水平运动，压制台34沿滑槽331滑动促进压制台34的平稳运动；
S2、开启负压风机25，负压仓22内产生负压真空环境，从进料斗21加入永磁铁氧体的压制料，在负压吸力的作用下，经负压仓22排入波纹输料管24内，进一步在自身重力作用下，压制料经下料管23连续化的向下流动，沿接料腔40流动至取向压制模具4内；
S3、进入模腔42的压制料达到预设量时，封堵气缸45推动封堵板46平移并使压制板47与模腔42对齐，完成封堵板46对模腔42的封堵；第一减速电机31驱动翻转轴32转动，翻转轴32带动固定架33和压制台34同步翻转，使得接料腔40竖直向下，配合丝杠座36带动压制台34的水平运动，使得多个接料腔40与压制气缸48一一精准对接；压制气缸48驱动充磁棒49竖直向上移动，对模腔42内的压制料进行压制，同时充磁电源向充磁棒49施加磁场，使得压制料发生一次晶粒取向；取消对充磁棒49施加磁场后，充磁电源向极头线圈43和磁化线圈44施加磁场，使得压制料发生二次晶粒取向得到成型胚体；一次晶粒取向时施加强度5800Oe的磁场，二次晶粒取向时施加强度9900Oe的磁场；
步骤六，烧结：成型胚体在1230℃下保温烧结80min得到烧结体；
步骤七，打磨包装：打磨除去烧结体表面的毛刺，包装得到高密度永磁铁氧体。
实施例4
本实施例提供一种高密度永磁铁氧体磁体，与实施例3的区别在于，原料中Si的用量为SrO、La2O3、Co2O3、Fe2O3重量之和的4％，葡萄糖酸钙的用量为SrO、La2O3、Co2O3、Fe2O3重量之和的5％。
本实施例高密度永磁铁氧体磁体的生产工艺，与实施例1的区别在于，步骤一向混合料内加入其重量1倍的去离子水；步骤二将浆料在6.2MPa的压力下预压处理，升温至1100℃，保温预烧5小时；步骤三将预烧料与去离子水、研磨球按照重量比1：1.5：8混合，以42rpm转速球磨17小时；步骤四将球磨料在860rpm转速下离心分离；步骤六成型胚体在1220℃下保温烧结70min得到烧结体，一次晶粒取向时施加强度4500Oe的磁场，二次晶粒取向时施加强度9200Oe的磁场。
实施例5
本实施例提供一种高密度永磁铁氧体磁体，与实施例3的区别在于，原料中Si的用量为SrO、La2O3、Co2O3、Fe2O3重量之和的5％，葡萄糖酸钙的用量为SrO、La2O3、Co2O3、Fe2O3重量之和的7％。
本实施例高密度永磁铁氧体磁体的生产工艺，与实施例1的区别在于，步骤一向混合料内加入其重量1.5倍的去离子水；步骤二将浆料在10MPa的压力下预压处理，升温至860℃，保温预烧5小时；步骤三将预烧料与去离子水、研磨球按照重量比1：1.5：8混合，以38rpm转速球磨19小时；步骤四将球磨料在850rpm转速下离心分离；步骤六成型胚体在1260℃下保温烧结65min得到烧结体，一次晶粒取向时施加强度5000Oe的磁场，二次晶粒取向时施加强度9500Oe的磁场。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于，原料未添加葡萄糖酸钙。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于，取消离心脱水步骤，球磨料通过自动装填成型压机压制成型得到成型胚体。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于，压制成型步骤采用市售的成型压力压制而成。
性能测试
参照GB/T 3217-2013《永磁(硬磁)材料磁性试验方法》和《GBT 2421.1-2016电工电子产品环境试验概述和指南》，对实施例3-5和对比例1-3制备的永磁铁氧体，进行了密度、剩磁Br、磁通密度矫顽力Hcb、内禀矫顽力Hcj的测试，具体测试结果见下表：
从上表可以看出，本发明实施例制备的永磁铁氧体，具有更高的成品密度和更加良好的磁性能，能够满足高产品密度的需求；对比例1由于原料未添加葡萄糖酸钙，不利于各原料成分的研磨分散，导致分散不均匀，晶粒取向不均匀，密度和磁性能有所降低；对比例2由于取消离心脱水步骤，使得压制料的湿度大，原料成分容易粘结，导致压制时晶粒取向度差，密度和磁性能均有明显降低；对比例3由于未采用本申请的自动装填成型压机，无法实现两次晶粒取向和自动化装填压制，晶粒的排列取向发生变化，降低了永磁铁氧体磁体的磁性能和成品密度。
以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种高密度永磁铁氧体磁体，其特征在于，由原料经浆料制备、预烧、破碎球磨、离心脱水、压制成型、烧结、打磨包装得到，原料包括以下成分：SrO、La2O3、Co2O3、Fe2O3、Si和葡萄糖酸钙，其中，Si的用量为SrO、La2O3、Co2O3、Fe2O3重量之和的2～5％，葡萄糖酸钙的用量为SrO、La2O3、Co2O3、Fe2O3重量之和的4～10％；高密度永磁铁氧体成品具有如下分子式的成分：Sr1-xLax(Fe12-yCoy)zO19，式中0.08≤x≤0.42，0.08≤y≤0.42，0.8≤z≤1.1，0.9≤(x/y)≤1.2；
该高密度永磁铁氧体磁体的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一，浆料制备：将各原料成分混合均匀得到混合料，向混合料内加入其重量1～1.5倍的去离子水，混合均匀得到浆料；
步骤二，预烧：将浆料在6～10MPa的压力下预压处理，升温至820～1200℃，保温预烧3～5小时，得到预烧料；
步骤三，破碎球磨：将预烧料与去离子水、研磨球按照重量比1：1.5：8混合，以36～42rpm转速球磨16～20小时，得到球磨料；
步骤四，离心脱水：将球磨料在800～1000rpm转速下离心分离，减压抽滤得到压制料；
步骤五，压制成型：压制料通过自动装填成型压机压制成型得到成型胚体；
步骤六，烧结：成型胚体在1200～1260℃下保温烧结60～90min得到烧结体；
步骤七，打磨包装：打磨除去烧结体表面的毛刺，包装得到高密度永磁铁氧体；
压制成型具体包括以下过程：
S1、启动自动装填成型压机的第一减速电机(31)，第一减速电机(31)驱动翻转轴(32)进行旋转，翻转轴(32)带动与其固定连接的固定架(33)进行翻转，压制台(34)也随之同步翻转；当接料腔(40)竖直向上时，第二减速电机(39)驱动滚珠丝杠(38)转动，滚珠丝杠(38)的旋转运动转化为丝杠座(36)的水平运动，丝杠座(36)通过连接柱(37)带动压制台(34)同步水平运动，压制台(34)沿滑槽(331)滑动促进压制台(34)的平稳运动；
S2、开启负压风机(25)，负压仓(22)内产生负压真空环境，从进料斗(21)加入永磁铁氧体的压制料，在负压吸力的作用下，经负压仓(22)排入波纹输料管(24)内，进一步在自身重力作用下，压制料经下料管(23)连续化的向下流动，沿接料腔(40)流动至取向压制模具(4)内；
S3、进入模腔(42)的压制料达到预设量时，封堵气缸(45)推动封堵板(46)平移并使压制板(47)与模腔(42)对齐，完成封堵板(46)对模腔(42)的封堵；第一减速电机(31)驱动翻转轴(32)转动，翻转轴(32)带动固定架(33)和压制台(34)同步翻转，使得接料腔(40)竖直向下，配合丝杠座(36)带动压制台(34)的水平运动，使得多个接料腔(40)与压制气缸(48)一一精准对接；压制气缸(48)驱动充磁棒(49)竖直向上移动，对模腔(42)内的压制料进行压制，同时充磁电源向充磁棒(49)施加磁场，使得压制料发生一次晶粒取向；取消对充磁棒(49)施加磁场后，充磁电源向极头线圈(43)和磁化线圈(44)施加磁场，使得压制料发生二次晶粒取向得到成型胚体；
一次晶粒取向时施加强度4000～6000Oe的磁场，二次晶粒取向时施加强度9000～10000Oe的磁场；
所述自动装填成型压机包括机架(1)、负压填料机构(2)和翻转压制机构(3)，负压填料机构(2)用于将永磁铁氧体原料经浆料制备、预烧、破碎球磨、离心脱水得到的压制料，在负压作用下输送至翻转压制机构(3)内；翻转压制机构(3)用于将压制料进行取向、压制成型得到成型胚体；
所述负压填料机构(2)包括进料斗(21)、负压仓(22)和下料管(23)，进料斗(21)设于机架(1)的上方，负压仓(22)设于机架(1)的顶部且与进料斗(21)连通，多个下料管(23)设于负压仓(22)的下方且下料管(23)与负压仓(22)之间连接有波纹输料管(24)，负压仓(22)的内腔安装有若干个负压风机(25)；波纹输料管(24)与下料管(23)的连接处外围固定有摆动板(26)，摆动板(26)上位于相邻的波纹输料管(24)之间贯穿装配有安装柱(27)，安装柱(27)的顶部外围缠绕有扭力弹簧(28)，安装柱(27)的顶部与负压仓(22)的底部之间设有摆动气缸(29)，摆动气缸(29)的活塞杆竖直向下设置；
所述翻转压制机构(3)包括第一减速电机(31)、翻转轴(32)、固定架(33)和压制台(34)，第一减速电机(31)设于机架(1)的外壁，第一减速电机(31)连接有水平贯穿机架(1)两侧的翻转轴(32)，翻转轴(32)的两端设有贯穿座(35)，翻转轴(32)两侧位于贯穿座(35)内侧固定有类C型的固定架(33)，固定架(33)的外侧设有与其滑动连接的压制台(34)；固定架(33)的内侧设有丝杠座(36)，丝杠座(36)的一端通过贯穿固定架(33)的连接柱(37)与压制台(34)连接，丝杠座(36)的轴心水平贯穿有滚珠丝杠(38)，滚珠丝杠(38)的一端连接有第二减速电机(39)；固定架(33)的内部设有供连接柱(37)滑动的滑槽(331)，压制台(34)远离固定架(33)的一侧设有多个与下料管(23)匹配的接料腔(40)，压制台(34)的内部设有与接料腔(40)连通的取向压制模具(4)；
所述取向压制模具(4)包括定模(41)、模腔(42)和极头线圈(43)，定模(41)设于压制台(34)内部靠近固定架(33)的一侧，模腔(42)的一端通过定模(41)密封，另一端与接料腔(40)内的空腔对应；模腔(42)的外围缠绕有极头线圈(43)，极头线圈(43)的上下两侧缠绕有磁化线圈(44)，模腔(42)的下表面一侧位于压制台(34)内设有封堵气缸(45)，封堵气缸(45)的活塞杆连接有对模腔(42)下表面进行封堵的封堵板(46)，封堵板(46)的中心过盈配合与模腔(42)截面形状、尺寸适配的压制板(47)；机架(1)的底部上表面设有多个竖直向上的压制气缸(48)，压制气缸(48)的顶部连接有充磁棒(49)。
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