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一种小型电机用永磁铁氧体及其加工工艺制造技术

技术编号:12138068 阅读:83 留言:0更新日期:2015-10-01 16:21
本发明专利技术公开了一种小型电机用永磁铁氧体,按如下重量份数的原料进行配料:永磁铁氧体主相:120份,稀土化合物2-5份,CaCO3:1.5-2份,SiO2:0.5-1份,La2O3:1.5-2份,H3BO3:1-1.5份;所述CaCO3、SiO2、H3BO3为纳米级粉末,其加工方法,包括混料;造球预烧结;粉碎;成型;烧结;冷却处理即得到永磁铁氧体,本发明专利技术通过对加工方法中原料的选择,工艺参数的优化,如制粉工艺的控制、成型参数的控制、烧结制度的控制,冷却过程的控制等,使得永磁铁氧体的剩磁Br≥600mT,抗冲击,使用寿命大大延长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种小型电机用永磁铁氧体及其加工工艺
技术介绍
现在用的永磁铁氧体,一般分为钡铁氧体和锶铁氧体,其电阻率高、矫顽力大,能有效地应用在大气隙磁路中,特别适于作小型发电机和电动机的永磁体。永磁铁氧体生产工艺简单,成本低,可代替铝镍钴永磁体制造磁分离器、磁推轴承、扬声器、微波器件等,但其最大磁能积较低,温度稳定性差,质地较脆、易碎,不耐冲击振动,易损坏。
技术实现思路
为解决上述问题,本专利技术公开了一种小型电机用永磁铁氧体及其加工工艺,通过对制备过程中原料的选择,工艺方法的优化,使得永磁铁氧体的使用寿命加长。为达到上述目的,本专利技术的技术方案如下: 一种小型电机用永磁铁氧体,其特征在于:按如下重量份数的原料进行配料:永磁铁氧体主相:120 份,稀土化合物 2-5 份,CaCO3:1.5-2 份,S12:0.5-1 份,La2O3:1.5-2 份,H3BO3:1-1.5 份;所述 CaC03、S12, H3BO3 为纳米级粉末。作为本专利技术的一种改进,所述稀土化合物的组份及重量百分比为:氧化镧:25%-45% ;氧化钴:20%-25% ;氧化硒:26%_35%。一种小型电机用永磁铁氧体的制备方法,其特征在于:包括以下步骤, (1)混料:在真空或氮气保护条件下将称好的原料粉末投入到行星球磨机进行超细球磨,球磨机中加入3-5mm的钢球、水及碳酸氢铵,按质量计,钢球:原料粉末:水:碳酸氢铵:15:1: 2: 0.005,控制球磨转速为200r/min-400r/min,球磨16-32小时,使得原料粉末的粒度不大于4 μ m ;然后对原料粉末进行烘干处理; (2)造球预烧结:将烘干处理后的原料粉末在空气中进行预烧结,预烧结温度为1100-1400°C,保温时间为0.5-5小时,得到预烧结球团; (3)粉碎:对预烧结球团进行干式球磨粉碎至平均粒度6-10μ m,得到预烧结粗粉; (4)球磨:在真空或惰性气体环境下用滚磨机来进行二次球磨,所用的钢球为直径3-5mm的钢球;以水为研磨介质,加入过程控制剂,所述过程控制剂的加入量占混合物总质量1% _10%,所述过程控制剂为硬脂酸,按质量计,预烧结粗粉:钢球:水的质量百分比为1: 20: 3 ;球磨转速为300r/min-600r/min,球磨时间为10-15小时,然后向混合物中加入占硬脂酸20-60wt %的正庚烧,继续进行球磨,球磨转速为300r/min-600r/min,球磨时间为10-20小时,二次球磨的粒度用激光粒度仪测试,其D50控制在1-2 μ m范围内且粒径呈正态分布; (5)成型:将球磨后所得的料浆采用离心方式进行脱水处理,调整至料浆浓度在70-85wt%,然后进行磁场成型,成型压力为0.6-1.2吨/cm2,采用4_8万安匝的直流磁场,叠加7-8万安匝的脉冲磁场; (6)烧结:将第(5)步得到的成型体在50-80°C恒温烘箱中放置24-72小时,然后将成型体在真空或惰性气体保护条件下进行烧结,烧结过程分为三个阶段:第一阶段:将成型体升温至350-400°C,保温2-3小时,第二阶段:将成型体继续升温至750-800°C,保温2_3小时;第三阶段:将成型体继续升温至1000-1300°C,保温2-3小时; (7)冷却:将第(6)步烧结后得到的成型体进行冷却,以500-550°C/h的冷却速度将烧结后的成型体冷却到850-950°C,接着通过自然冷却将成型体冷却至室温,即得到永磁铁氧体。作为本专利技术的一种改进,所述永磁铁氧体主相是锶铁氧体或钡铁氧体或锶钡铁氧体。作为本专利技术一种改进,所述钡铁氧体的组成为BaO:30-45mol %,Fe203:55-70mol%。作为本专利技术一种改进,所述锶铁氧体的组成为SrO:15-30mol %,Fe203:70-85mol%。作为本专利技术的一种改进,所述球磨过程中加入碳纤维,其加入量为预烧结粗粉的0.4-lwt % ο作为本专利技术的一种改进,所述第(5)步中,压制成型后的毛坯直径为50-1000mm,长度为1-1OOOmm的圆饼。本专利技术的有益效果是: 本专利技术通过对加工方法中原料的选择,工艺参数的优化,如制粉工艺的控制、成型参数的控制、烧结制度的控制,冷却过程的控制等,使得永磁铁氧体的剩磁Br ^ 600mT,抗冲击,使用寿命大大延长。【具体实施方式】实施例1: 一种小型电机用永磁铁氧体,按如下重量份数的原料进行配料:永磁铁氧体主相:120份,稀土化合物 4 份,CaCO3:1.6 份,S12:0.8 份,La2O3:2 份,H3BO3:1 份;所述 CaCO3> S12'H3BO3为纳米级粉末。作为本专利技术的一种改进,所述稀土化合物的组份及重量百分比为:氧化镧:40% ;氧化钴:25% ;氧化硒:35%。本实施例所述的一种小型电机用永磁铁氧体的制备方法,包括以下步骤, (1)混料:在真空或氮气保护条件下将称好的原料粉末投入到行星球磨机进行超细球磨,球磨机中加入3mm的钢球、水及碳酸氢铵,按质量计,钢球:原料粉末:水:碳酸氢铵:15: I: 2: 0.005,控制球磨转速为300r/min,球磨31小时,使得原料粉末的粒度不大于4 μ m,然后对原料粉末进行烘干处理; (2)造球预烧结:将烘干处理后的原料粉末在空气中进行预烧结,预烧结温度为1250°C,保温时间为3.5小时,得到预烧结球团; (3)粉碎:对预烧结球团进行干式球磨粉碎至平均粒度8μ m,得到预烧结粗粉; (4)球磨:在真空或惰性气体环境下用滚磨机来进行二次球磨,所用的钢球为直径5mm的钢球;以水为研磨介质,加入过程控制剂,所述过程控制剂的加入量占混合物总质量7%,所述过程控制剂为硬脂酸,按质量计,预烧结粗粉:钢球:水的质量百分比为I: 20: 3 ;球磨转速为500r/min,球磨时间为13小时,然后向混合物中加入占硬脂酸40被%的正庚烷,继续进行球磨,球磨转速为500r/min,球磨时间为18小时,二次球磨的粒度用激光粒度仪测试,其D50控制在1-2 μ m范围内且粒径呈正态分布; (5)成型:将球磨后所得的料浆采用离心方式进行脱水处理,调整至料浆浓度在SOwt%,然后进行磁场成型,成型压力为I吨/cm2,采用5万安匝的直流磁场,叠加7万安匝的脉冲磁场; (6)烧结:将第(5)步得到的成型体在60°C恒温烘箱中放置52小时,然后将成型体在真空或惰性气体保护条件下进行烧结,烧结过程分为三个阶段:第一阶段:将成型体升温至380°C,保温3小时,第二阶段:将成型体继续升温至800°C,保温3小时;第三阶段:将成型体继续升温至1200°C,保温2小时; (7)冷却:将第(6)步烧结后得到的成型体进行冷却,以500°C/h的冷却速度将烧结后的成型体冷却到850°C,接着通过自然冷却将成型体冷却至室温,即得到永磁铁氧体。作为本专利技术的一种改进,所述永磁铁氧体主相是锶铁氧体或钡铁氧体或锶钡铁氧体。作为本专利技术一种改进,所述钡铁氧体的组成为BaO:40mol%,Fe203:65mol%。作为本专利技术一种改进,所述锶铁氧体的组成为SrO:20mol %,Fe203:75mol %。作为本专利技术的一种改进,所述球磨过程中加入碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型电机用永磁铁氧体,其特征在于:按如下重量份数的原料进行配料:永磁铁氧体主相:120份,稀土化合物2‑5份,CaCO3:1.5‑2份,SiO2:0.5‑1份,La2O3:1.5‑2份,H3BO3:1‑1.5份;所述CaCO3、SiO2、H3BO3为纳米级粉末。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:辅容
申请(专利权)人:辅容
类型:发明
国别省市:江苏;32

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