高性能永磁鐵氧體拱形磁體及燒結方法

2023-08-03 19:38:36 1

專利名稱：：高性能永磁鐵氧體拱形磁體及燒結方法
技術領域：
：本發明涉及永磁鐵氧體領域，主要是一種高性能永磁鐵氧體拱形磁體及燒結方法。
背景技術：
：本產品主要用於汽車剎車電機中作永磁定子，對於我國汽車的發展以及佔領國際汽車行業都有主要作用。原來汽車剎車電機用磁體均來自進口，其弧度及磁性能均不大於本產品。本項目解決技術難題1、研究新的添加離子的規律，以及選擇合適的添加離子作為添加劑，增加La、Co離子在材料中的代換量，提高磁性能。實驗證明，目前La、Co在Sr鐵氧體中最佳添加量為0.3摩爾比，由於工藝因素影響，最加添加量還要少許多，是因為La、Co離子在材料中的固溶量的問題，隨著固溶量的加大，磁性能明顯得到提高。稀土族元素的離子半徑隨著原子數的增大而減小，因此在M型鍶鐵氧體中的代換量隨之下降，最大代換量與離子半徑的關係為當原子序數由小變大，則離子半徑由大變小，那麼在鍶鐵氧體中的代換量由大變小。所以，離子半徑越大，代換越大。我們應選擇原子序數小於La的離子代入。這些離子再經過有利於提高磁性觀測的選擇，找出共同的有用離子，作為添加劑試驗。另外，離子代換量對不同離子相互組合是不同的。例如Ca的最大代換量(在BaFe)0.5，但若以Ca、La組合，其最大代換量可達0.94我們採用離子半徑大的離子，由兩種不同的離子組合添加，增加了La、Co離子的固溶量，使Br、Hcj，尤其是Hcj得到較大提咼°2、研究預燒料的晶粒狀態與磁性能的關係以及如何改變工藝達到晶粒狀態要求。常規製備高性能預燒料要求在氧化氣氛中充分生成永磁鐵氧體M相，料的結晶顆粒應有明顯的晶粒，尺寸達到0.5~1隱，才能出現較好的磁性能。3、研究製備六角晶系形狀和合理的尺寸的成型料，以及制料設備、制料工藝，有利於磁性能指標的實現。
發明內容本發明主要是解決現有汽車剎車電機磁體工作面積大和提高工作面的總磁通，而提供一種高性能永磁鐵氧體拱形磁體及燒結方法，提高電機的功率，解決了大弧度磁瓦製造工藝流程及相關工序中的技術參數要求，解決了永磁鐵氧體磁性能指標達到國際先進水平的技術指標。本發明解決其技術問題釆用的技術方案這種高性能永磁鐵氧體拱形磁體，主要包括磁體，所述的磁體形狀為拱形結構，其中內弧圓心角為158。。本發明所述的這種高性能永磁鐵氧體拱形磁體的燒結方法，步驟如下(1)、配料.將原料按如下重量比配製，Fe203:85份；SrC03:15份；La203:0.51.5份；Co203:0.51.5份；Si02:0.51.0份；CaC03:0.51.0份；(2)、混合強混機混合20分鐘；(3)、預燒煤窯1200-1240。C保溫1小時，自然冷卻；(4)、球磨溼法料水球的重量比為l:1.2:2.5，到達粒度為1.0u;(5)、成型模具成型，達到生坯密度3.2±0.2g/cm3;(6)、燒結電氣隧道窯自動進坯1220il(TC保溫2小時燒結，隨窯自動冷卻；(7)、磨加工磨削達到圖紙尺寸要求。作為優選，採用粗碎、中碎、精碎三種設備來破碎，控制三道設備破碎的粒徑，同時控制每道工序破碎的粒子形狀，即第一道破碎是立方堆積形，第二道破碎成平面形，第三道破碎成均勻的六角晶。作為優選，採用原子序數小於La"及Co"的離子，增加La、Co離子在鐵氧體中的代換作為優選，選用粒度0.70.9um，粒度分布標準偏差S=0.140.16um的鐵紅(Fe^)混料時加入作為結晶度控制劑的0.廣O.5%的Si02、0.50.2%的H3B03，在10501250。C溫度下預燒。控制溫區長度及受溫時間，經過固相反應，即生成粒徑為0.71.2um、粒徑分布標準偏差S=0.140.16um。本發明的優點在於本發明具有工藝技術先進，磁性能參數高，在電機中使用面弧度大，面積大，使用磁通大等特點，為汽車剎車電機提供了良好的勵磁磁場。-圖1是本發明的主視結構示意圖；附圖標記說明磁體l，內弧圓心角2。具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步描述，但應理解這些實施例並不是限制本發明的範圍，在不違背本發明的精神和範圍的情況下，本領域技術人員可對本發明作出改變和改進以使其適合不同的使用情況，條件和實施方案。這種高性能永磁鐵氧體拱形磁體，主要包括磁體，所述的磁體形狀為拱形結構，其中內弧圓心角為158°。磁體性能參數指標為乘U磁Br:420士10mT;磁感矯頑力Hcb:310±16kA/m;內稟矯頑力Hcj:430±16kA/m;最大磁能積(BH)max:33±1.5kJ/m3。本發明所述的這種高性能永磁鐵氧體拱形磁體的燒結方法，工藝流程為配料-混合-預燒-球磨-成型-燒結-磨加工-檢分測試-入庫，具體步驟如下採用純度大於98%的Fe203粉和97%以上純度的SrC03粉，按投料重量為100kg計，按85。/。重量比例稱取Fe203和按15。/。比例稱取SrC03粉，其餘添加劑按總投料量為1000kg的要求分別稱取，它們是La203:l.0%;Co203:1.0%;Si02:0.8%;CaC03:1.0%。採用強混機進行混合20分鐘，製成蜂窩狀餅，在30米四孔煤窯中124(TC預燒，保溫1小時，自然冷卻後，經破碎機粗破碎後，再在球磨機中按料水球=1:1.2:2.5球磨至粒度為l.Ou出料，經自動成型機，在專用模具中成型到密度為3.2g/cn^的符合形狀尺寸的生坯產品，再經30m雙推板電窯121(TC保溫2小時燒結，隨窯冷卻，產品用全自動磨床磨到產品使用圖紙要求。附表1所示磁性能參數達到汽車剎車電機對磁體的要求。附表1Y4254高剩磁內稟永磁鐵氧體材料檢驗結果tableseeoriginaldocumentpage6本發明中，採用製備不同晶粒形狀的破碎工藝技術，達到均勻性好，一致性好的六角晶系顆粒，提高了磁性能指標。為了提高單疇顆粒的存在率，本項目細磨時若將磁粉磨得儘可能細，實際中發現，粒度過細磁性能反而下降，其原因是有一些粒子小於O.lum時，部分鐵氧體相分解成Fe:A及SrC0:,等，另外長時間的研磨會使鋼球的Fe進入鐵氧體粉料中影響磁性能。採用粗碎、中碎、精碎三種設備來破碎，控制三道設備破碎的粒徑，同時控制每道工序破碎的粒子形狀，即第一道破碎是立方堆積形，第二道破碎成平面形，第三道破碎成均勻的六角晶形，儘量生成均勻的粒子，達到高性能需求。本發明中，採用原子序數小於La"及Co+3的離子，如Rb(銣)、Nb(鈮)等作為添加物，增加La、Co離子在鐵氧體中的代換量，提高了磁性能。本發明中，選擇亞微米級晶粒的預燒料及其製作工藝，實現高取向度、高密度、高性能指標。選用粒度0.70.9um，粒度分布標準偏差S=0.14~0.16um的鐵紅(Fe203)混料時加入作為結晶度控制劑的0.廣O.5%的Si02、0.50.2%的H3B03，在10501250。C溫度下預燒。控制溫區長度及受溫時間，經過固相反應，即生成粒徑為0.7~1.2um、粒徑分布標準偏差5=0.140.16um。利用此預燒料可以生產Br>0.42(4200Gs)，Hcj〉414KA/m(52000e)的結燒鐵氧體。試製過程中其主要代表性技術指標tableseeoriginaldocumentpage7除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。權利要求1、一種高性能永磁鐵氧體拱形磁體，主要包括磁體(1)，其特徵在於所述的磁體(1)形狀為拱形結構，其中內弧圓心角(2)為158°。2、一種燒結如權利要求1所述的高性能永磁鐵氧體拱形磁體的方法，其特徵在於步驟如下(1)、配料將原料按如下重量比配製，Fe203:85份；SrC03:15份；La203:0.5L5份；Co203:0.51.5份；Si02:0.51.0份；CaC03:0.51.0份；(2)、混合強混機混合20分鐘；(3)、預燒煤窯1200-1240。C保溫1小時，自然冷卻；(4)、球磨溼法料水球的重量比為l:1.2:2.5，到達粒度為1.0u;(5)、成型模具成型，達到生坯密度3.2士0.2g/cm3！(6)、燒結電氣隧道窯自動進坯1220±10"保溫2小時燒結，隨窯自動冷卻；(7)、磨加工磨削達到圖紙尺寸要求。3、根據權利要求2所述的高性能永磁鐵氧體拱形磁體燒結方法，其特徵在於採用粗碎、中碎、精碎三種設備來破碎，控制三道設備破碎的粒徑，同時控制每道工序破碎的粒子形狀，即第一道破碎是立方堆積形，第二道破碎成平面形，第三道破碎成均勻的六角曰曰曰o4、根據權利要求2所述的高性能永磁鐵氧體拱形磁體燒結方法，其特徵在於採用原子序數小於La+3及Co+3的離子，增加La、Co離子在鐵氧體中的代換量。5、根據權利要求2所述的高性能永磁鐵氧體拱形磁體燒結方法，其特徵在於選用粒度0.7~0.9um，粒度分布標準偏差5=0.iro.16um的鐵紅(Fe203)混料時加入作為結晶度控制劑的0.10.5%的Si02、0.5~0.2%的H3B03，在10501250。C溫度下預燒。控制溫區長度及受溫時間，經過固相反應，即生成粒徑為0.7~1.2um、粒徑分布標準偏差S=0.14~0.16咖。全文摘要本發明涉及一種高性能永磁鐵氧體拱形磁體，主要包括磁體，所述的磁體形狀為拱形結構，其中內弧圓心角為158°。燒結方法步驟如下(1)配料將原料按如下重量比配製，Fe2O385份；SrCO315份；La2O30.5～1.5份；Co2O30.5～1.5份；SiO20.5～1.0份；CaCO30.5～1.0份；(2)混合；(3)預燒煤窯1200-1240℃保溫1小時；(4)球磨溼法料∶水∶球的重量比為1∶1.2∶2.5，到達粒度為1.0u；(5)成型；(6)燒結電1220±10℃保溫2小時燒結自動冷卻；(7)磨加工。本發明的優點在於本發明具有工藝技術先進，磁性能參數高，在電機中使用面弧度大，面積大，使用磁通大等特點。文檔編號H01F7/00GK101615470SQ20091009860公開日2009年12月30日申請日期2009年5月18日優先權日2009年5月18日發明者盧楊成申請人:浙江凱文磁鋼有限公司