微波炉用磁控管专用永磁铁氧体材料及元件制备工艺方法技术

本发明专利技术涉及微波炉用磁控管专用永磁铁氧体材料及元件制备方法。其特点是：其原料为锶铁氧体预烧料、碳酸钙、硼酸和氧化锆。其制备工艺的改进包括制粉分为粗磨、中磨和研磨；成型工艺改进了模具；磨加工分为粗磨和精磨。本发明专利技术的有益技术效果是：大大降低了微波炉用永磁铁氧体材料磁控管的制造成本；提高磁体密度使剩磁提高，同时满足它在２５０℃左右环境下工作状态和冷却状态时导热的需要；成品元件的性能可达到：Ｂｒ≥０．４２ｍＴ，Ｈｃｂ≥２２３ＫＡ／ｍ，Ｈｃｊ≥２３１　　ＫＡ／ｍ，（ＢＨ）↓［ｍａｘ］≥３２ＫＪ／ｍ↑［３］。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波高功率用永磁式磁控管材料及元件制备工艺方法。
技术介绍
随着微波高功率技术在加热、干燥、杀菌等方面的应用，在这些应用设备中，连续波磁控管是微波高功率技术中的核心技术。在磁控管中正交的电场和磁场是电子获得微波高功率能量的“场地”。磁控管在正常工作时要求有很强的恒定磁场，在工作区磁感应强度一般为数千高斯。磁控管的磁系统是产生恒定磁场的装置，可分为永磁式和电磁式两类。永磁系统一般用于较小功率管子(例家庭用微波炉)，作为永磁系统中的永磁体，选用的永磁材料有三类可供选择。一种是铝镍钴。虽有很高磁密，但铝镍钴价格比较昂贵，且钴又是重要的战略物资，它将会加重整机的造价。另一种是钕铁硼永磁。因为钕铁硼虽然有很高的磁密，但居里温度偏低(250℃以下)，不适宜在250℃左右的环境下工作。再一种是永磁铁氧体。永磁铁氧体虽然比较廉价，且有较高的居里温度(450℃)，但磁密达不到要求。即使用最好的铁红作原材料，采用一般的定向技术，还是满足不了磁控管工作区需要的磁通强度。本专利技术的目的是提供一种制造成本低、性能优越的永磁式磁控管磁体及永磁式磁控管磁体材料制备工艺方法。实现上述专利技术目的的技术解决方案如下1、微波炉用磁控管专用永磁铁氧体材料，其特征在于由下列重量配比的原料制成锶铁氧体预烧料100-110碳酸钙0.5-0.8硼酸 0.1-0.2氧化锆0.1-0.2；将上述原料通过制粉、成型、烧结、磨加工即得成品元件。2、根据上述1所述的微波炉用磁控管专用永磁铁氧体材料，其特征在于所述锶铁氧体预烧料的主要成分为由铁磷和碳酸锶烧制成的锶永磁铁氧体，其分子式为分子式SrO·6Fe2O3；铁磷分子式为Fe3O4，碳酸锶分子式为SrCO3，氧化锆分子式为Zr2O3，硼酸分子式为H3BO3。3、根据上述1所述的微波炉磁控管用永磁铁氧体元件的制备工艺方法，包括取原材料、制粉、成型、烧结、磨加工和检验；其特征在于A、所述制粉包括制粗粉散、制中粉散和研磨，取上述1所述四种原料，采用连续式球磨机分别制粗粉散，粗粉散粒度为5～6μm；将四种原料粗粉散混合均匀，采用封闭式球磨机制中粉散，中粉散粒度为1.2～1.0μm；采用研磨机研磨，细粉散粒度为0.8～0.82μm；B、所述成型工序，采用设备为100吨或125吨磁性材料专用液压机，定向磁场强度范围在10000-12000高斯(GS)；其模具的改进为，在下模的顶部设有一高磁阻材料，所述高磁阻材料为高强度奥氏体无磁模具钢，下模顶部与高磁阻材料的配合面为曲面；在上模内、与下模对应处嵌设有高磁阻材料块，所述高磁阻材料为高强度奥氏体无磁模具钢，其分子式为7Mn15Cr2Al3V2WMo。C、所述磨加工包括粗磨和精磨，粗磨为单面磨，磨削烧结成型的元件非工作面，粗磨余量为0.5～0.6mm；精磨为双面磨，磨削烧结成型的元件非工作面和工作面，粗磨余量为0.5～0.6mm。本专利技术的有益技术效果体现在下述几个方面1、本专利技术通过改进配方，采用北矿的铁磷作原料的BMS-4预烧料，价格为2500元/吨，大大降低了微波炉用永磁铁氧体材料磁控管的制造成本。2、本专利技术在原料中掺杂了碳酸钙、硼酸和氧化锆，主要是提高磁体密度使剩磁提高，同时满足它在250℃左右环境下工作状态和冷却状态时导热的需要。3、本专利技术通过对制造工艺的改进，使永磁体磁化后，磁力线按照磁控管工作需要，集聚在工作区，使在一定的空间内磁感应强度得到提高，满足磁控管正常工作的需要。4、采用本专利技术方法，成品元件的材料性能可达到剩余磁感强度Br≥0.42mT，矫顽力Hcb≥223KA/m，内禀矫顽力cj≥231KA/m，最大磁能积(BH)max≥32KJ/m3。附图说明图1为本专利技术成型模具结构示意图。图2为本专利技术模具磁力线路径方向图。具体实施例方式下面通过实施例，对本专利技术作详细地描述。实施例1取下列原料锶铁氧体预烧料100Kg、碳酸钙0.5Kg、硼酸0.1Kg、氧化锆0.1Kg。锶铁氧体预烧料的主要成分为由铁磷和碳酸锶烧制成的锶永磁铁氧体，其分子式为SrO·6Fe2O3；铁磷分子式为Fe3O4，碳酸锶分子式为SrCO3，氧化锆分子式为Zr2O3，硼酸分子式为H3BO3。按照下述方法加工制粉为了使永磁铁氧体颗粒料磨成颗粒均匀，约0.8μm晶粒，并有效率，有良好的正态分布和良好的压制性能，分成三级磨，即粗粉散、中粉散和研磨。粗粉散，采用连续式球磨机磨制，粒度控制在5～6μm。中粉散，采用封闭式球磨机，在一定的料、球、水比1∶1.5∶5，粒度控制在1.2～1.0μm。研磨，采用研磨机，一定的料、球、水比(1∶1.5∶6)，给予超细粉碎，粒度控制在0.8～0.82μm。成型改进湿压磁场定向工艺，实现磁力线集聚。具体方案是，设备采用100吨或125吨磁性材料专用液压机；定向磁场控制在10000～12000高斯(GS)；其模具的改进为，在下模的顶部设有一高磁阻材料，所述高磁阻材料为高强度奥氏体无磁模具钢，下模顶部与高磁阻材料的配合面为曲面；在上模内、与下模对应处嵌设有磁阻材料块，所述高磁阻材料为高强度奥氏体无磁模具钢，见图1。见图2，磁力线在料浆和下模的接触层面上发生了方向的改变，使永磁铁氧体的磁畴定向同样发生了变化。这样的预磁方向使烧结以后的永磁体成为了易磁化方向。烧结为了获得足够的机械强度和内、外径的使用几何尺寸，坯体要在1220℃～1230℃的电气隧道窑内烧结。此项工艺过程和处理与一般永磁铁氧体材料相同。1、控制烧结温度为1220℃～1230℃。2、控制窑内气氛(20～21％的氧分压)要在氧化环境下发生固相反应。3、严格按照工艺曲线要求推进产品的进窑速度，控制升温和降温过程中出现的开裂和炸裂。磨加工要严格控制工作面的磨削余量。因为在工作面随着磨削余量的增加，会不断改变磁力线的方向，因此烧结后的磁控管元件磨加工分二次进行。1、粗磨。单面磨，用单面磨床。先通过计算，把烧结体的非工作面进行磨加工，把磁体的厚度磨成统一尺寸，磨削余量为0.5～0.6mm；2、精磨。采用双端面自动磨床，两面磨削余量为0.5～0.6mm，达到使用要求。成品元件的性能可达到剩余磁感强度Br≥0.42mT，矫顽力Hcb≥223KA/m，内禀矫顽力Hcj≥231KA/m，最大磁能积(BH)max≥32KJ/m3。本文档来自技高网...

【技术保护点】
微波炉用磁控管专用永磁铁氧体材料，其特征在于：由下列重量配比的原料制成锶铁氧体预烧料１００－１１０碳酸钙０．５－０．８硼酸０．１－０．２氧化锆０．１－０．２；将上述原料通过制粉、成型、 烧结、磨加工即得成品元件。

【技术特征摘要】
1.微波炉用磁控管专用永磁铁氧体材料，其特征在于由下列重量配比的原料制成锶铁氧体预烧料 100-110碳酸钙 0.5-0.8硼酸0.1-0.2氧化锆 0.1-0.2；将上述原料通过制粉、成型、烧结、磨加工即得成品元件。2.根据权利要求1所述的微波炉用磁控管专用永磁铁氧体材料，其特征在于所述锶铁氧体预烧料的主要成分为由铁磷和碳酸锶烧制成的锶永磁铁氧体。3.根据权利要求1所述的微波炉磁控管用永磁铁氧体元件的制备工艺方法，包括取原材料、制粉、成型、烧结、磨加工和检验；其特征在于A、所述制粉包括制粗粉散、制中粉散和研磨，取上述1所述四种原料，采用连续式球磨机分别制粗粉散，粗粉散粒度为5～6μm；将四种原料粗粉散混合均匀，采用封闭式球...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚荣奎，张勇，
申请(专利权)人：安徽龙磁科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]