一种大尺寸材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大尺寸材料的制备方法，本发明专利技术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），然后将多个毛坯小块（1）拼装成所需面积形成毛坯小块组合（2），再将多个毛坯小块组合（2）叠加，进行等静压，形成毛坯（3），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）之间的痕迹，加工成后需大小和形状即可；本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸材料的制备方法
本专利技术涉及粉末冶金工艺制备
，尤其涉及一种大尺寸材料的制备方法。
技术介绍
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400mm的稀土钴永磁材料为例，传统的方法需要1000T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，无法满足应用要求。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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、面积较小的毛坯小块，然后将多个毛坯小块拼装成毛坯小块组合，再将多个毛坯小块组合叠加，达到所需的高度，形成毛坯；烧结工序装料时沿毛坯小块组合叠加方向竖直装料，将毛坯小块组合装入高温烧结炉，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组合之间痕迹，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，进行等静压。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，烧结工序装料时，在最底层与承烧板之间铺一层耐高温颗粒。耐高温颗粒包括但不限于氧化铝粉、氧化锆粉等，目的是使拼装在一起的毛坯小块组合在烧结体积收缩的时候能够在承烧板之间滑动，从而使等静压在一起的毛坯小块组合不易会开。作为进一步优选的技术方案，所述耐高温颗粒为锆颗粒。作为优选的技术方案，所述毛坯小块截面积为400mm2-10000mm2，高度为10mm-80mm，所述毛坯小块组合截面积为400mm2-40000mm2，高度为10mm-80mm，所述毛坯截面积为400mm2-40000mm2，高度为100mm-1000mm。作为进一步优选的技术方案，所述等静压压力为100MPa-1000MPa。作为优选的技术方案，所述大尺寸材料为长方体，所述毛坯小块组合是由2-4块毛坯小块拼装而成。作为优选的技术方案，所述大尺寸材料为圆柱形，所述毛坯小块组合是由2块毛坯小块拼装而成。作为优选的技术方案，所述大尺寸材料为圆环，所述毛坯小块组合是由2-8块毛坯小块拼装而成。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术可以制备尺寸达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、毛坯小块组合；3、毛坯；4、大尺寸材料。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。实施例1：本实施例是制备长200mm、宽100mm、高100mm的块状钐钴永磁材料；用传统方法，制备该材料需要1000T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50T的压机压制长100mm、宽100mm、高20mm的毛坯小块1，将两个毛坯小块1拼接在一起形成一个长200mm、宽100mm、高20mm毛坯小块组合2，再将5个毛坯小块组合2叠加在一起（图1中仅示出四个），形成一整块毛坯3，将毛坯3用塑料袋密封，在200Pa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3密度均匀，烧结时不易变形；烧结时按照图1所示竖直装料，最底层与承烧板之间铺一层耐高温颗粒氧化锆，使拼装在一起的毛坯小块组合2在烧结体积收缩的时候能够在承烧板上滑动，而使等静压在一起的毛坯小块组合2不易分开，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，再加工成所需大小和形状，即大尺寸材料4；经过测试本实施例得到的大尺寸材料4不同部位的最大密度差为0.7%。实施例2：本实施例制备φ200mm、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50T压机压制φ200mm、高20mm的半圆形毛坯小块1，两个毛坯小块1拼接成一个圆形的毛坯小块组合2，再将十个（图2中仅示出四个）毛坯小块组合2叠加在一起，形成一整块毛坯3，将毛坯3用塑料袋密封，在200Pa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3密度均匀，烧结时不易变形；烧结时按照图2所示竖直装料，最底层与承烧板之间铺一层耐高温颗粒氧化铝粉，使拼装在一起的毛坯小块组合2在烧结体积收缩的时候能够在承烧板上滑动，而使等静压在一起的毛坯小块组合2不易分开，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，再加工成所需大小和形状，即大尺寸材料4；经过测试本实施例得到的大尺寸材料4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50T压机压制1/4个φ200mm×180mm高20mm的扇形毛坯小块1，将四个扇形毛坯小块1拼接成一个圆环状毛坯小块组合2，再将十个（图3中仅示出四个）毛坯小块组合2叠加在一起，形成一整块毛坯3，将毛坯3用塑料袋密封，在200Pa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3密度均匀，烧结时不易变形；烧结时按照图3所示竖直装料，最底层与承烧板之间铺一层耐高温颗粒氧化锆粉，使拼装在一起的毛坯小块组合2在烧结体积收缩的时候能够在承烧板上滑动，而使等静压在一起的毛坯小块组合2不易分开，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，再加工成所需大小和形状，即大尺寸材料4；经过测试本实施例得到的大尺寸材料4不同部位的最大密度差为0.9%。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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、面积较小的毛坯小块（1），然后将多个毛坯小块（1）拼装成毛坯小块组合（2），再将多个毛坯小块组合（2）叠加，达到所需的高度，形成毛坯（3）；烧结工序装料时沿毛坯小块组合（1）叠加方向竖直装料，将毛坯小块组合（2）装入高温烧结炉，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组合（1）之间痕迹，即得到大尺寸材料（4）。

【技术特征摘要】
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、面积较小的毛坯小块（1），然后将多个毛坯小块（1）拼装成毛坯小块组合（2），再将多个毛坯小块组合（2）叠加，达到所需的高度，形成毛坯（3）；烧结工序装料时沿毛坯小块组合（1）叠加方向竖直装料，将毛坯小块组合（2）装入高温烧结炉，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组合（1）之间痕迹，即得到大尺寸材料（4）。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（3）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，烧结工序装料时，在最底层与承烧板之间铺一层耐高温颗粒。6.如权利要求5所述的大...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁涛，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，
申请(专利权)人：西南应用磁学研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51