一种高性能永磁铁氧体的烧结工艺制造技术

一种高性能永磁铁氧体的烧结工艺，生坯在窑内依次经升温区、保温区、降温区进行烧结，升温区包括排水区和升温加热区，排水区设有热气流进口，降温区的部分热气流经热气流进口进入到升温区内，其特征在于：在降温区的1000℃～650℃温区间设置有3～5个排风口，其中第一个排风口设置在1000℃～950℃温区上方，最后一个排风口设置在680～650℃温区上方；数组热气流进口沿排水区进料方向设置，降温区的部分热气流通过排风口抽出并经热气流进口进入到排水区对生坯进行加热，其中升温区内分别从窑口及降温区进入的总的热气流流量沿产品的前进方向逐渐增加，并满足下列公式：Q＝30+5×K×V×t，热气流流量由流量控制器进行控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种永磁铁氧体的制造方法，尤其是涉及一种高性能永磁铁氧体的烧结工艺。
技术介绍
永磁铁氧体是以三氧化二铁为主要原料，通过陶瓷工艺方法制造而成的，具有强抗退磁能力、高的剩余磁感应强度和良好的化学稳定性等特点，是一类性价比高、应用范围最广、需求量最大的永磁材料。它广泛用于汽车、家用电器，工业自动化等行业。已知的六方晶系M型(磁铅石型)Sr铁氧体或Ba铁氧体，其传统的制作工艺路线有预烧、粗粉碎、细粉碎、成型、烧结、磨加工、清洗、检测、包装等生产环节。申请号为CN201220398077的中国专利，提到了一种磁性材料烧结系统，如图1所示，该系统包括上料区、预热区、烧结区、冷却区、下料区，上料区与预热区之间设置有一个预烘干区；冷却区内设置有引风机，引风机上连接有通风管道，通风管道分设为两条支路，一条支路通向预热区，另一条支路通向预烘干区，该系统的不足之处在于⑴、下料区与上料区未连接在一起，通常各需1人24小时上、下产品；⑵、预烘干区与预热区未连接在一起，受热产品通过预烘干区进入预热区的过程中，存在热量流失的现象；⑶、该专利未提到升、降温曲线以及烧结气氛的具体控制方法；⑷、该专利没有就烧结工艺对产品的显微结构和产品磁性能的影响做讨论；⑸该专利没有就产品烧结后的常见带余磁现象进行讨论。申请号为CN201210232628的中国专利，提到了一种增加永磁电机用瓦形磁体抗压强度的方法，该方法的不足之处在于，⑴产品的烧结周期较长、生产效率较低。申请号为CN200910098603的中国专利，提到了一种高性能永磁铁氧体拱形磁体及烧结方法，在其实施例中提到了其磁瓦是经30m双推板电窑1210℃保温2小时的烧结，然后随窑冷却，现有的用推板窑烧结永磁铁氧体的技术，其烧结后的产品容易带余磁，且烧结周期较长，生产效率不高，容易出现拱板现象，产品固相反应程度不高，磁性能不理想，能耗较高。申请号为CN201210034434的中国专利，提到了一种生产永磁铁氧体瓦形产品的烧结工艺，该工艺的不足之处在于：⑴、利用电窑自然冷却区1100℃处的热能及电窑尾部余热对生坯进行加热，在1100℃附近如开始抽热气流，将导致最高烧结温度(即1200℃附近)的热气流向窑尾部方向的流动加速，最高烧结温度附近的热量下降，要使产品固相反应完全，产品的磁性能满足要求，必须适当提高最高烧结温度，最高烧结温区发热体的功率增加，导致不必要的能源浪费；⑵关于其降温工艺，该专利提到，在电窑冷却区的1100℃位置上方，用保温管将该区的热能一部分引到需要用电加热的电窑入口处低温区，使该区域的电窑温度急速下降200℃左右；该方法未考虑到降温区居里温度附近降温过快将出现产品余磁现象的问题，以及影响产品机械强度的降温区(产品降温区中，居里温度到窑尾)的工艺控制方法；⑶、引到低温排气区的热气流自上向下吹到待烧产品上，这种方式，容易出现承烧板的上层产品与下层产品受热不均匀的现象。
技术实现思路
本专利技术提供一种高性能永磁铁氧体的烧结工艺，目的是解决现有技术问题，提供一种节能的永磁铁氧体的烧结工艺，尤其是提供了一种高效、节能、烧结气氛有效受控、产品显微结构优良、机械强度高、极限承受负荷强、烧结后产品无余磁现象的永磁铁氧体的烧结工艺。本专利技术解决问题采用的技术方案是：按常规陶瓷工艺获得的高性能永磁铁氧体生坯，其生坯密度控制为2.9～3.2g/cm3，其烧结工艺控制如下：一种高性能永磁铁氧体的烧结工艺，生坯在窑内依次经升温区、保温区、降温区进行烧结，升温区包括排水区和升温加热区，排水区设有热气流进口，降温区的部分热气流经热气流进口进入到升温区内。在降温区的1000℃～650℃温区间设置有3～5个排风口，其中第一个排风口设置在1000℃～950℃温区上方，最后一个排风口设置在680～650℃温区上方。数组热气流进口沿排水区进料方向设置，降温区的部分热气流通过排风口抽出并经热气流进口进入到排水区对生坯进行加热，其中升温区内进入的总的热气流流量沿产品的前进方向逐渐增加，并满足下列公式：Q＝30+5×K×V×t，Q，热气流的流量，m3/3600，K，为系数，其值为1.5-3.5，V，生坯前进的速度，米/秒；t，生坯前进的时间，秒；热气流流量由流量控制器进行控制，整个烧结过程由PLC系统自动控制，空气在整个窑腔内处于流动状态，这种流动状态，有利于磁体显微结构的改善，从而进一步改善了产品的机械强度与磁性能，尤其是改善了产品的Br与HCJ等磁参数。进一步的，排水区的热气流进口，从入窑口开始，每隔400mm为1组，共30组。所述的升温区内的总热气流同时通过三种方式进入到烧结窑内，一种是将降温区的热气流通过排风口抽出进入(主要的)，一种是从窑尾进入(次要的)，一种是通过换热器的旁通阀门进入(微量的，用以调节通过换热器中气体的温度，如该温度符合工艺要求，则旁通阀门关闭，此处不进入空气)。第一个排风口设置在1000℃～950℃温区上方具有两个目的:⑴是远离最高烧结温度处，避免最高烧结温度的热气流向窑尾部方向的流动加速，使最高烧结温度附近的热量下降，温度快速降低。而要使产品固相反应完全，产品的磁性能满足要求，必须适当提高最高烧结温度，最高烧结温区发热体的功率增加，将导致不必要的能源浪费。(2)可以将具有较高温度的热气流抽出送至排水区，有效利用热量，节约能源，减少工件降温的时间。而将最后一个排风口设置在680～650℃温区，目的是缓慢降低永磁铁氧体居里温度(450℃)附近温度。居里温度附近降温过快将出现产品余磁现象的问题，进而影响产品机械强度。缓慢对工件进行降温，预防了余磁等不良产品的出现。第一和最后一个排风口间开设的其他排风口，目的同样是将具有较高温度的热气流抽出送至排水区，有效利用热量，节约能源，减少工件降温的时间。还设有换热器，降温区的热气流在进入到排水区前需经换热器换热，换热后控制其温度在260℃～350℃。对进入排水区热气流温度进行控制的目的是防止了因温度过低(低于260℃)而出现的产品开裂现象，或因温度过高(低于350℃)而出现的产品龟裂现象。进一步的，为更好的控制由降温区进入到排水区的热气流的温度，设计了一个自动控温装置，当低于设定的温度时，通过PLC自动控制并启动加热装置，对热气流进行加热，当温度高于设定的温度时，旁通阀门自动开启，室温下的冷空气进入热气流的管道，降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能永磁铁氧体的烧结工艺，生坯在窑内依次经升温区、保温区、降温区进行烧结，升温区包括排水区和升温加热区，排水区设有热气流进口，降温区的部分热气流经热气流进口进入到升温区内，其特征在于：在降温区的1000℃～650℃温区间设置有3～5个排风口，其中第一个排风口设置在1000℃～950℃温区上方，最后一个排风口设置在680～650℃温区上方；数组热气流进口沿排水区进料方向设置，降温区的部分热气流通过排风口抽出并经热气流进口进入到排水区对生坯进行加热，其中升温区内总的热气流流量沿产品的前进方向逐渐增加，并满足下列公式：Q＝30+5×K×V×t，Q，热气流的流量，m3/3600，K，为系数，其值为1.5～3.5，V，生坯前进的速度，米/秒；t，生坯前进的时间，秒；热气流流量由流量控制器进行控制，整个烧结过程由PLC系统控制。

【技术特征摘要】
1.一种高性能永磁铁氧体的烧结工艺，生坯在窑内依次经升温区、保温区、降
温区进行烧结，升温区包括排水区和升温加热区，排水区设有热气流进口，降
温区的部分热气流经热气流进口进入到升温区内，其特征在于：在降温区的1000
℃～650℃温区间设置有3～5个排风口，其中第一个排风口设置在1000℃～950
℃温区上方，最后一个排风口设置在680～650℃温区上方；数组热气流进口沿
排水区进料方向设置，降温区的部分热气流通过排风口抽出并经热气流进口进
入到排水区对生坯进行加热，其中升温区内总的热气流流量沿产品的前进方向
逐渐增加，并满足下列公式：
Q＝30+5×K×V×t，
Q，热气流的流量，m3/3600，
K，为系数，其值为1.5～3.5，
V，生坯前进的速度，米/秒；
t，生坯前进的时间，秒；
热气流流量由流量控制器进行控制，整个烧结过程由PLC系统控制。
2.如权利要求1中所述的一种高性能永磁铁氧体的烧结工艺，其特征在于：还
设有换热器，降温区的热气流在进入到排水区需前经换热器换热，换热后控制
其温度在260℃～350℃。
3.如权利要求2中所述的一种高性能永磁铁氧体的烧结工艺，其特征在于：还
设有自动报警装置，当经换热器换热后的热气流温度不符合260℃～350℃时，
自动报警装置报警。
4.如权利要求1中所述的一种高性能永磁铁氧体的烧结工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：王自敏，邓志刚，朱泽贤，卢卷彬，
申请(专利权)人：自贡市江阳磁材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51