永磁铁氧体预烧料的加工工艺及方法Word文档格式.docx
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5%、98%、
97."
5%、96%四种,用量最大为
5%铁红。
台湾铁红纯度
5%、比利时铁红纯度99%。
2、碳酸钡(BaCO
永磁铁氧体预烧料的主料,纯度应大于96%。
最好大于98%以上。
目前我公司使用为纯度97%。
3、添加剂:
在预烧时增加添加剂主要目的是为了改善材料的结构灵敏度,弥补某一特性。
永
磁铁氧体常用的添加剂有:
SiO
2、CaCO
3、"
SrSO4等,具体作用在配方中再做介绍。
4、含杂质情况:
杂质含量中二氧化硅(SiO
2)含量应该在
0."
5%以下,最好在
1%以下。
氯离子含量最好在
15%以下(此杂质对铁氧体性能影响很大,直接影响产品收缩率、反应气氛,应在烧结低温部分将其挥发排除)。
5、化学活动性:
就铁红、铁磷、铁矿砂三种生产永磁铁氧体原料而言,铁红的化学活动性
优于其他两种。
我公司目前全部使用铁红生产,另外纯度大的铁红化学活动性优于纯度小的铁红。
4、颗粒度:
原料的粒度最好在1um以下,颗粒度太大往往影响固相反应的充分发生。
5、原料密度:
原料的压密程度(密度)同样对预烧料的烧结有较大影响,密度大的铁红在
混料过程中更加容易混料均匀、铁红与碳酸锶能充分接触;
预烧过程中会增加铁氧体的生成比例。
二、原料配方
1、异方性锶料的主配方:
碳酸锶(SrCO
3),一般按摩尔比1:
5."
3-
9之间。
我公司目前使用摩尔比1:
6,换算成原料为:
154公斤碳酸锶、1000公斤铁红。
2、等方性钡料的主配方:
碳酸钡(BaCO
0-
3之间,我公司使用摩尔比1:
0,换算成原料为248公斤碳酸钡、1000公斤铁红。
一次加杂为SiO
2,比例为
8%。
3、加杂及作用:
(1)加杂的作用:
有促进固相反应、助熔、防止晶粒膨胀、降低需要烧结温度、
改善材料性能、增加机械强度、增加韧性等作用。
(2)加杂分一次加杂和二次加杂。
一次加杂为在预烧料烧结前加入,二次加杂
是在已烧结加工完成的预烧料二次加工时加入,如异方性锶料球磨工序、自动车料砂磨工序都需要进行二次加杂。
1二氧化硅(SiO
2)
○:
等方性钡料中加入SiO
2有降低原料需要的烧结温度,使其在较低温度下进行固相反应作用。
异方性锶料中加入少量SiO
2有在成型烧结时抑制晶粒膨胀、提高矫顽力的作用。
一般在加入
3%-
8%的SiO
2时,矫顽力有所增加,而Br(剩磁)有所下降。
2碳酸钙(CaCO3)
碳酸钙在800℃左右开始分解,在产品烧结过程中,较低温度下碳酸钙即成熔融状态,有利于固相反应的进行,降低产品烧结所需要的温度,增加产品致密程度。
当在永磁铁氧体材料中加入
2%-
1."
0%的碳酸钙时,Br有一定增加,而矫顽力无明显下降。
3硫酸锶(SrSO4)
分解温度在1400℃以上,在锶铁氧体一次配料时加入少量硫酸锶,其中一部分固溶在铁氧体中,形成自由能,对铁氧体的各向异性取向度有明显提高,不溶于铁氧体中的部分,成为细的分散剂,可抑制晶粒长大,提高矫顽力。
实验发现,加入
5-
0%的硫酸锶,锶铁氧体材料的剩磁和矫顽力均有一定提高。
加杂过程对产品的性能影响是多方面的,我们加杂时提高一项性能参数往往会影响其他参数,因此加杂需要注意以下事项:
1要根据不同的性能参数及工艺加工要求选择不同的杂质。
○2加杂应点到为止,过多往往会起到反作用。
○3加杂是应注意杂质纯度及其含量。
○三、加工工艺及控制方法
在铁氧体生产过程中,配方决定材料性能,但配方的实现取决于生产工艺及控制方法。
配方不同生产工艺也不尽相同,一种配方的最佳体现,必须有一种合适的生产工艺相适应。
我公司经多年实践、大量经验积累,已形成一套行之有效且低成本的原料加工工艺。
目前主要有异方性锶料、等方性普通粒料、自动车料三种加工工艺,下面将从异方性锶料、自动车料来探讨其加工工艺。
1、异方性锶料加工工艺:
1混料工序:
混料分为湿混、干混两种加工工艺。
湿混为使用球磨机将一定比例的原料、水进○
行混和,其优点为混料均匀,有利于铁红与配料的充分接触,预烧时固相反应充分。
缺点是成本较高、工期较长。
干混为将干的配料使用锥形混料器利用搅拌臂搅拌混和,其优点是成本较低、工期短;
缺点是混料不均匀,有死角,预烧时铁氧体生成比例略低。
混料工序需注意事项:
混料时间要至少40分钟,时间太短混料不均匀、湿混不能加入地下水,需使用自来水,减少杂质。
目前公司异方性锶料、自动车料使用湿混工艺混料,等方性普通粒料使用干混工艺混料。
2料球成型:
此工序使用煤球成型机将已混和的原料成型为直径110毫米左右、高度70-80毫○
米且中间有通孔的料球,以便于烧结时氧气流通。
料球成型需注意事项:
成型密度尽量大、水分含量在10%以下、料球孔必须贯通。
3料球预烧:
使用四孔推板窑炉对成型料球进行预烧,使其充分固相反应生成永磁铁氧体。
烧○
结温度一般在1290-1320℃(测温表显示温度),推板速度30-40分钟/板。
烧结过程在整个预烧料制备工艺中至关重要,要从以下方面重点控制:
(1)温度:
温度必须严格控制,在规定温度上下浮动不能超过5℃,预烧温度太低将影响铁氧体晶粒生成比例;
温度太高,造成晶格膨胀,一般温度超过1380度以上,部分铁氧体将会分解,生成铁氧体晶体将有重量减轻现象,影响预烧料性能。
(2)氧化气氛:
在烧结过程中,800℃时SrCO
3开始分解,900℃以上开始逐步生成铁氧体晶体,反应过程要经过2SrO.Fe
3→SrO.Fe
3→SrO.6Fe
3几个过程,反应时需要有充分的氧气环境。
一般要求含氧量>5%,氧气含量低将会影响铁氧体生成比例或产生还原现象,即:
Fe
3还原成Fe
3O
4,影响预烧料性能。
(3)推进速度:
产品推进速度必须经过相关实验来确定最合适的速度,一般来讲有两种推进方式:
低温慢推、高温快退。
两种方式各有优劣,低温慢推,产品废气、挥发的要好一些,有利于产品质量稳定和提高,但缺点是产量低一些;
高温快推,产品废气有时会挥发不完全,对产品质量有一定影响,好处是产量会高一些。
(4)保温时间:
保温时间是指预烧料球在高温区的烧结时间,保温的目的是要尽可能提高铁氧体晶体的生成比例,使其充分反应,一般能生成95%以上的铁氧体已经是较佳的状态。
其烧结时间根据颗粒粒子直径大小而定,颗粒小的原料要求保温时间短,颗粒大的原料要求保温时间长,一般在30-180分钟,目前我公司使用铁红粒度一般在
0um,保温时间在90分钟左右。
4、QC检查工序:
从烧结炉口取出已烧结完成的预烧料球,经过破碎、打散、球磨后形成粒○
度在
8-
9um的粉料。
然后经过实验成型机压制成圆饼,在实验烧结炉中经1250℃左右烧结后,使用磁性能测试仪检测预烧料的性能参数。
一般要求:
Br(剩磁)≥3650Gs,Hcb(矫顽力)≥2600Oe,Hcj(內禀矫顽力)≥2800OeBH(max)(最大磁能积)≥
3."
0MGOe
5、振磨工序:
将已经烧结并抽查的预烧料球,经鄂式破碎机破碎后经输送带送入振磨机,经○
西德振磨机粗磨、日本振磨机细磨加工成粒度在
0um的异方性锶料粗粉。
经QC检查后即可合格入库。
2、等方性钡料(自动车料)加工工艺
1、混料、料球成型、料球预烧、振磨几个工序与异方性锶料加工工艺基本一致,区别在预烧○
工序温度控制在1070-1090℃,推进速度在25分钟左右。
等方性钡料烧结注意事项:
如在等方性钡料烧结过程中烧结温度高一些,对产品Br(剩磁)、松装比都有好处,造粒工序也容易加工,但振磨工序加工难度加大,粒度往往经过多次振磨都无法达到要求;
如烧结温度低一些,振磨工序加工难度小,但造粒产生细粉多,松装比很难达到要求。
因此等方性钡料烧结温度设定要与振磨工序、性能要求配合设定。
2、砂磨工序:
将已振磨完成的等方性料粉和配方一同投入砂磨机加入自来水,使用砂磨机砂○
磨3-4小时,将原料由
2um粒度砂磨至
9um粒度的过程。
此工序要注意砂磨后粒度必须在
9um.
3、烘干、打散工序:
使用烘干炉将已砂磨的细粉烘干至水分
8%以下。
并进入打散机打散○
至蓬松状态。
此工序要注意杂质、异物的混入。
4、造粒工序:
将已打散的细粉加入捏合机进行搅拌,同时均匀洒入PVA胶水,经捏合机均○
匀搅拌,使每个PVA胶粒周围沾满等方性磁粉。
后经提升机进入烘干炉,在300℃左右温度下使粘结在一起的料块分散开,形成中间为PVA胶粒、四周为等方性磁粉的单个颗粒的过程,称之为造粒。
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- 永磁 铁氧体 烧料 加工 工艺 方法