RU2023316C1

RU2023316C1 - Process of manufacture of anisotropic ferrite magnets

Info

Publication number: RU2023316C1
Authority: RU
Inventors: Т.И. Кузовлева; Г.И. Левин; В.И. Кусков
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Магнетон"
Priority date: 1991-04-22
Filing date: 1991-04-22
Publication date: 1994-11-15

Abstract

FIELD: electrical and radio engineering. SUBSTANCE: ferrite powder is subjected to wet grounding, is dried and is subjected to desaggregation till powder with bulk density 0.6-0.8 g/qu.cm is produced. Then powder is pressed in magnetic field and sintered. EFFECT: facilitated manufacture. 1 tbl

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу изготовления постоянных магнитов из порошков магнитотвердых ферритов. The invention relates to powder metallurgy, in particular to a method for manufacturing permanent magnets from powders of hard magnetic ferrites.

Известен способ получения анизотропных магнитов, включающий мокрый помол порошков ферритов, их сушку, прессование в магнитном поле и спекание. При этом способе магнитные параметры изделий невысоки, так как при сушке мелкодисперсные частицы образуют конгломераты, вследствие чего затруднено ориентирование частиц в магнитном поле при прессовании. Известен способ получения анизотропных ферритовых магнитов, включающий мокрое измельчение ферритовых порошков и смешение их со связующим, ориентацию полученной смеси в магнитном поле с одновременным обезвоживанием смеси до влажности 5-10 мас.%, сушку, измельчение высушенных блоков, прессование и спекание. К недостаткам этого способа следует отнести высокую трудоемкость, низкую степень ориентации состоящих из большого количества частиц гранул в магнитном поле при прессовании и, как следствие, низкая степень текстуры и относительно невысокие магнитные параметры изделий. A known method of producing anisotropic magnets, including wet grinding of ferrite powders, drying, pressing in a magnetic field and sintering. In this method, the magnetic parameters of the products are low, since when drying fine particles form conglomerates, which makes it difficult to orient the particles in a magnetic field during pressing. A known method of producing anisotropic ferrite magnets, including wet grinding of ferrite powders and mixing them with a binder, orientation of the mixture in a magnetic field with simultaneous dehydration of the mixture to a moisture content of 5-10 wt.%, Drying, grinding of dried blocks, pressing and sintering. The disadvantages of this method include the high complexity, low degree of orientation consisting of a large number of particles of granules in a magnetic field during pressing and, as a result, a low degree of texture and relatively low magnetic parameters of the products.

По достигаемому результату наиболее близким аналогичным решением является способ, при котором во время подготовки порошка к прессованию обеспечивают разделение самопроизвольно образующихся при сушке и хранении конгломератов частиц, наименьшую насыпную плотность порошков. According to the achieved result, the closest analogous solution is the method in which, during preparation of the powder for pressing, separation of particles that spontaneously formed during drying and storage is ensured, the lowest bulk density of the powders.

К недостаткам этого способа следует отнести невысокую точность размеров магнитов, большое время цикла прессования. The disadvantages of this method include the low accuracy of the size of the magnets, the large cycle time of the pressing.

Целью предлагаемого способа является повышение точности размеров получаемых магнитов, увеличение производительности способа. The aim of the proposed method is to increase the accuracy of the size of the obtained magnets, increasing the productivity of the method.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем разделение самопроизвольно образующихся при сушке и хранении конгломератов частиц, обеспечение наименьшей насыпной плотности порошков, порошок после мокрого помола и сушки подвергают дезагрегации до насыпной плотности 0,6-0,8 г/см³.This goal is achieved in that in the known method, including the separation of spontaneously formed during drying and storage of conglomerates of particles, ensuring the lowest bulk density of the powders, the powder after wet grinding and drying is subjected to disaggregation to a bulk density of 0.6-0.8 g / cm ³ .

По сравнению с прототипом заявляемое техническое решение имеет следующие отличительные признаки: дезагрегация порошка производится до значения насыпной плотности 0,6-0,8 г/см³, осуществляется контроль и поддерживается стабильность значений насыпной плотности порошков после дезагрегации в указанных пределах.Compared with the prototype, the claimed technical solution has the following distinctive features: the powder is disaggregated to a bulk density of 0.6-0.8 g / cm ³ , the bulk density of the powders after the disaggregation is controlled and maintained within the specified limits.

Известно техническое решение, в котором также контролируют насыпную плотность порошков. Однако при этом насыпная плотность контролируется с целью определения размеров транспортирующих и запасных емкостей для порошка, высоты подъема пуансонов, пригодности различных порошков для шликерного литья и спекания свободно насыпанных порошков. В заявленном техническом решении контроль и неизменность в указанных пределах насыпной плотности вводится с целью повышения точности размеров получаемых магнитов и увеличения производительности способа. По остальным признакам других известных технических решений не выявлено. A technical solution is known in which the bulk density of the powders is also controlled. However, the bulk density is controlled in order to determine the dimensions of the transporting and spare containers for the powder, the height of the punches, the suitability of various powders for slip casting and sintering of freely sprinkled powders. In the claimed technical solution, control and immutability within the specified limits of bulk density is introduced in order to increase the accuracy of the sizes of the obtained magnets and increase the productivity of the method. For other signs of other known technical solutions not identified.

Предлагаемое техническое решение основано на экспериментально выявленных зависимостях времени дезагрегации, длительности цикла прессования, точности получаемых размеров магнитов от значений насыпной плотности порошков. Порошки бариевых и стронциевых магнитотвердых ферритов, имеющих после дезагрегации насыпную плотность 0,6-0,8 г/см³, обладают необходимой текучестью, хорошо ориентируются в магнитном поле и прессуются. Это позволяет сократить длительность цикла прессования, применить многогнездное прессование, получить прессовки с высокой точностью линейных размеров. Изготовленные из таких порошков магниты имеют высокие магнитные параметры и высокую точность линейных размеров.The proposed technical solution is based on experimentally identified dependences of the disaggregation time, the duration of the pressing cycle, the accuracy of the obtained size of the magnets on the bulk density of the powders. Powders of barium and strontium hard magnetic ferrites having a bulk density of 0.6-0.8 g / cm ³ after disaggregation have the necessary fluidity, are well oriented in a magnetic field and are pressed. This allows you to reduce the duration of the pressing cycle, apply multi-cavity pressing, to obtain compacts with high accuracy of linear dimensions. Magnets made from such powders have high magnetic parameters and high linear accuracy.

Порошки с насыпной плотностью более 0,8 г/см³ также хорошо прессуются. Однако вследствие того, что они содержат большое количество неразделенных при дезагрегации частиц, они плохо ориентируются в магнитном поле. Получающиеся из них анизотропные магниты имеют сравнительно низкие магнитные параметры. По этой причине использовать такие порошки нецелесообразно.Powders with a bulk density of more than 0.8 g / cm ^{3 are} also well pressed. However, due to the fact that they contain a large number of particles not separated during disaggregation, they are poorly oriented in a magnetic field. The anisotropic magnets resulting from them have relatively low magnetic parameters. For this reason, the use of such powders is impractical.

Порошки с насыпной плотностью ниже 0,6 г/см³ хорошо ориентируются в магнитном поле, но обладают рядом существующих недостатков. Для достижения такой насыпной плотности в 2-3 раза увеличивается время дезагрегации. Вследствие низкой текучести, возрастает время загрузки пресс-формы, особенно для тонкостенных малогабаритных прессовок. Уменьшаются скорости рабочих ходов пресса, так как необходимо время на удаление воздуха при прессовании. При загрузке частицы образуют арки и мостики, что приводит к неконтролируемому изменению массы загружаемого порошка от цикла к циклу и от гнезда к гнезду при многоместном прессовании. Это в свою очередь приводит к разбросу значений плотности и размеров прессовок. Кроме того, при прессовании порошка с насыпной плотностью менее 0,6 г/см³ на заготовках появляются трещины, снижающие выход годных изделий.Powders with a bulk density below 0.6 g / cm ^{3 are} well oriented in a magnetic field, but have a number of disadvantages. To achieve such a bulk density, the disaggregation time is increased by a factor of 2–3. Due to the low fluidity, the loading time of the mold increases, especially for thin-walled compact compacts. The speed of the press strokes is reduced, since time is required to remove air during pressing. When loading, the particles form arches and bridges, which leads to an uncontrolled change in the mass of the loaded powder from cycle to cycle and from socket to socket during multi-place pressing. This in turn leads to a spread in the density and size of the compacts. In addition, when powder is pressed with a bulk density of less than 0.6 g / cm ³ , cracks appear on the workpieces, which reduce the yield of products.

Способ осуществляли следующим образом. В качестве исходных сырьевых материалов были взяты бариевый ферритовый порошок марки "А" ТУ6-09-1452-76 производства завода "Химреактив" г.Донецк и стронциевый ферритовый порошок марки SSR-360 производства фирмы Сумитомо, Япония. Измельчение порошков проводилось в вибромельнице М-10 при соотношении массы шаров, порошка и воды 10:1:0,5, соответственно. Время помола для бариевых порошков составляло 6 ч, а для стронциевых - 10 ч. Затем порошки сушили до влажности 1-2 мас.% и подвергали дезагрегации в высокоскоростном смесителе черт. ЕАЖИ 69.093.00.000 в течение 5, 10, 20, 40, 50, 80, 120 мин. После этого проводили замеры насыпной плотности по ГОСТ 19440-74 "Порошки металлические. Определение насыпной плотности". The method was carried out as follows. Barium ferrite powder of grade “A” TU6-09-1452-76 manufactured by the Khimreaktiv plant in Donetsk and strontium ferrite powder of the SSR-360 grade manufactured by Sumitomo, Japan were taken as raw materials. Powder grinding was carried out in an M-10 vibratory mill with a ratio of the mass of balls, powder and water of 10: 1: 0.5, respectively. The grinding time for barium powders was 6 hours, and for strontium - 10 hours. Then, the powders were dried to a moisture content of 1-2 wt.% And subjected to disaggregation in a high-speed mixer mixer. EAJ 69.093.00.000 for 5, 10, 20, 40, 50, 80, 120 minutes. After that, bulk density was measured according to GOST 19440-74 "Metal powders. Determination of bulk density".

Полученные таким образом порошки в 2-местной пресс-форме прессовали на прессе модели ДА-1022 в магнитном поле напряженностью 720 кА/м при удельном давлении 0,85 т/см², цилиндрические образцы диаметром 20 мм и высотой 15 мм. Время засыпки порошков в пресс-форму и скорости рабочих ходов прессы устанавливались такими, чтобы, во-первых, обеспечить полную и постоянную от цикла к циклу высоту засыпки, во-вторых, необходимую плотность прессовок и, в-третьих, отсутствие видимых трещин и сколов после спекания. Производительность операции прессования оценивали путем определения количества циклов в минуту. Затем прессовки спекались в проходной туннельной электрической печи фирмы Tokai Konetsu Kogio Япония. Для бариевого феррита максимальная температура спекания составила 1180^оС, для стронциевого феррита - 1240^оС. На спеченных магнитах измеряли высоту с точностью до ±0,01 мм. Магнитные параметры измерялись на установке модели ВНH-50 фирмы Riken Denki, Япония. Результаты приведены в таблице.The powders obtained in this way in a 2-seat mold were pressed on a press of the DA-1022 model in a magnetic field with a strength of 720 kA / m at a specific pressure of 0.85 t / cm ² , cylindrical samples with a diameter of 20 mm and a height of 15 mm. The time of filling the powders into the mold and the speed of the press strokes were set so that, firstly, to ensure a full and constant filling height from cycle to cycle, secondly, the necessary density of the compacts and, thirdly, the absence of visible cracks and chips after sintering. The productivity of the pressing operation was evaluated by determining the number of cycles per minute. The compacts were then sintered in a through tunnel electric furnace from Tokai Konetsu Kogio Japan. For barium ferrite maximum sintering temperature was 1180 ^{° C} for strontium ferrite - 1240 ^C. In the sintered magnet measured height to within ± 0,01 mm. Magnetic parameters were measured using a BHH-50 model from Riken Denki, Japan. The results are shown in the table.

Анализируя полученные данные можно сделать следующие выводы:
из порошков насыпной плотностью более 0,8 г/см³ получаются образцы с высокой точностью размеров и хорошей производительностью, но они обладают низкими магнитными параметрами;
для получения бездефектных образцов из порошков с насыпной плотностью менее 0,6 г/см³ необходимо значительно увеличить цикл прессования и время дезагрегации. Однако при этом увеличение магнитных параметров не происходит. Кроме того, значительно ухудшается точность размеров спеченных магнитов;
порошки с насыпной плотностью в интервале 0,6-0,8 г/см³ обеспечивают как высокие магнитные параметры, так и производительность прессования. Одновременно размеры магнитов имеют высокую точность.Analyzing the data obtained, we can draw the following conclusions:
powders with a bulk density of more than 0.8 g / cm ³ produce samples with high dimensional accuracy and good performance, but they have low magnetic parameters;
to obtain defect-free samples from powders with a bulk density of less than 0.6 g / cm ³ it is necessary to significantly increase the pressing cycle and the disaggregation time. However, an increase in magnetic parameters does not occur. In addition, the dimensional accuracy of sintered magnets is significantly impaired;
powders with a bulk density in the range of 0.6-0.8 g / cm ³ provide both high magnetic parameters and pressing performance. At the same time, the dimensions of the magnets are highly accurate.

Следовательно, порошки бариевых и стронциевых магнитотвердых ферритов с насыпной плотностью 0,6-0,8 г/см³ позволяют увеличить производительность способа, повысить точность размеров получаемых магнитов при сохранении высоких магнитных параметров спеченных образцов.Therefore, powders of barium and strontium hard magnetic ferrites with a bulk density of 0.6-0.8 g / cm ³ can increase the productivity of the method, improve the dimensional accuracy of the obtained magnets while maintaining high magnetic parameters of the sintered samples.

Claims

METHOD FOR PRODUCING ANISOTROPIC FERRITE MAGNETS, including wet grinding of ferrite powder, its drying and disaggregation of conglomerators obtained after drying, pressing it in a magnetic field and subsequent sintering, characterized in that, in order to increase the dimensional accuracy of the obtained magnets and increase the productivity of the method, obtaining a powder with a bulk density of 0.6-0.8 g / cm ³ .