本發(fā)明涉及磁性材料領(lǐng)域，特別提供一種永磁鐵氧體及其二次球磨混料制備工藝。
背景技術(shù)：
：我們生產(chǎn)的網(wǎng)形磁體，主要原材料是鍶鋯氧體永磁材料，簡(jiǎn)稱永磁鍶鐵氧體，其主要成分是Fe2O3和SrCO3，一次預(yù)燒料中Fe2O3約占70％左右，SrCO3約占20％左右，根據(jù)材料的不同特性，再添加其他一些輔助材料。生產(chǎn)磁性產(chǎn)品的器件廠家，從原材料廠家購回來的鍶鐵氧體，一次預(yù)燒料不能滿足客戶的要求，需對(duì)二次球磨工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可獲得理想的磁性能。對(duì)預(yù)燒料進(jìn)行二次球磨混料工藝調(diào)整，再添加CaCO3、H3BO3、SiO2、Al2O3等，可滿足各客戶對(duì)永磁產(chǎn)品磁特性的要求。有的廠家根據(jù)產(chǎn)品磁性能的要求，添加一些高嶺土和其他添加劑。不同添加劑對(duì)永磁鐵氧體的磁性能產(chǎn)生不同的效果，同時(shí)也對(duì)成品料料泥在成型中的難易程度、濕壓磁場(chǎng)成型料泥的酸堿度、對(duì)料泥的均勻混合、產(chǎn)品的燒結(jié)溫度、燒結(jié)密度都產(chǎn)生不同程度的影響。在永磁鐵氧體二次球磨混料過程中，加入球磨機(jī)中的鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的混合，鋼球和球磨桶壁的摩擦，鋼球和鋼球間的碰撞，鋼球和預(yù)燒料在球磨桶內(nèi)上下翻滾轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)碰撞產(chǎn)生的熱量，特別是每年夏季環(huán)境溫度高，長(zhǎng)時(shí)間的球磨混合，桶內(nèi)的熱量相當(dāng)高，使得料泥、料粉中的部分鍶在水的作用下生成了SrOH，當(dāng)其達(dá)到一定程度時(shí)，料泥在出料后冷卻，料泥和水經(jīng)沉淀分層。未流失的SrOH經(jīng)冷卻生成一層白色薄層，浮在水面，水面一翻動(dòng)，白色薄層中的SrOH沉入水下，混入料泥中無法消除。其經(jīng)壓型混入產(chǎn)品中，產(chǎn)品經(jīng)燒結(jié)，白色的SrOH收縮而產(chǎn)生氣孔，從而影響了產(chǎn)品的性能和外觀，最終影響產(chǎn)品的成品率。為減少二次球磨料泥中SrOH的含量，在出料時(shí)采用邊出料邊加水的方式對(duì)料泥中SrOH加以稀釋，最終還是無法消除SrOH對(duì)產(chǎn)品性能的影響。但體系中不能加入強(qiáng)酸性物質(zhì)，容易腐蝕設(shè)備。H3BO3作為永磁鐵氧體成品料二次球磨混料的添加劑已被廣泛采用，H3BO3能溶于水，熔點(diǎn)約為450℃，硼酸鹽離子與鐵氧體具有很好的親和性，鐵氧體粉帶負(fù)電荷，因此增大了顆粒間的靜電排斥力。硼酸是一種很好的分散劑，有助于磁粉在水中的分散，當(dāng)料漿與硼酸相混時(shí)，料漿沉淀物密度明顯下降，料泥的混合效果提高。在燒結(jié)過程中硼酸還起到助熔劑的作用，有助于控制鐵氧體的晶粒，降低產(chǎn)品燒結(jié)溫度，提高產(chǎn)品的密度，二次球磨添加適量的硼酸能有效地降低漿料凝聚效應(yīng)，從而提高料泥的磁性晶粒在磁場(chǎng)中的定向。與此同時(shí)單獨(dú)添加硼酸也存在很多缺點(diǎn)：料泥中有SrOH，加入硼酸能消除料泥中部分的SrOH，但無法全部消除。如果硼酸加入量不當(dāng)，不但無法徹底消除料泥的SrOH，使得燒結(jié)的產(chǎn)品外觀有斑點(diǎn)，最終影響到永磁鐵氧體產(chǎn)品的綜合指標(biāo)。硼酸加入量過多使得晶界處富集過多的硼酸玻璃相，產(chǎn)品易開裂，最終影響產(chǎn)品的成品率，即使在二次球磨中再加入適量的SiO2也會(huì)生成一定量的硼酸玻璃相，分布在晶界上。因此硼酸加入量不足無法完全消除料泥中生成的SrOH，所以為不影響產(chǎn)品的成品率，有的廠家不使用或不單獨(dú)使用硼酸作為添加劑。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的：針對(duì)目前永磁鐵氧體產(chǎn)品生產(chǎn)過程中跑鍶、在燒結(jié)過程中形成的氣孔和產(chǎn)品易開裂等問題，提供一種永磁鐵氧體二次球磨混料制備工藝，有效地解決了上述問題。本發(fā)明的技術(shù)方案：一種永磁鐵氧體二次球磨混料制備工藝，其操作步驟包括：①將鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水按照質(zhì)量比為1～3：2～6：1～4加入到球磨機(jī)中，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為28～30r/min，混合15min；作為優(yōu)選，為保持理想的料泥濃度，所述的鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水質(zhì)量比為1：4：1.5；②加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.1％～0.2％的硼酸，再加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.5％～1.2％的碳酸氫銨，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為28～30r/min，混合30min；作為優(yōu)選，高溫會(huì)導(dǎo)致少量的碳酸氫銨分解揮發(fā)，同時(shí)會(huì)生成更多的SrOH，需要更多的碳酸氫銨消除，因此碳酸氫銨的加入量隨著環(huán)境溫度的不同而有所調(diào)整，夏季碳酸氫銨加入量為鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量的1.5％～2.5％，春季、秋季和冬季碳酸氫銨加入量為鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量的0.6％～1.0％。③在密閉的球磨設(shè)備中二次球磨，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為28～30r/min，外部用大量的水不斷地沖淋，以保持內(nèi)部混合物溫度為40～60℃，球磨時(shí)間為10～20h；作為優(yōu)選，為防止球磨不足或者球磨時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致產(chǎn)品分解，球磨時(shí)間為14～16h。④球磨結(jié)束后出料，將球磨料放入沉淀塔中自然沉淀72h；⑤去除沉淀后混料上層的水，之后在120～200r/min攪拌條件下邊攪拌邊取料。本發(fā)明的技術(shù)效果：本發(fā)明解決了永磁鐵氧體生產(chǎn)過程中跑鍶、燒結(jié)過程中形成氣孔和易開裂的問題，歸根結(jié)底是二次球磨過程中過剩的SrOH和生成的硼酸玻璃態(tài)所致。二次球磨過程中在高溫條件下料泥中的鍶和水作用生成SrOH，用硼酸來消除生成的SrOH，較多的硼酸容易生成硼酸玻璃相，產(chǎn)品易開裂，因此硼酸加入量受到限制。而碳酸氫銨的加入以及合理的鐵氧體預(yù)燒料和水質(zhì)量配比可以消除多余的SrOH，適量的硼酸降低了硼酸玻璃態(tài)的生成。碳酸氫銨和SrOH反應(yīng)產(chǎn)物分子量小，形成的料泥粘度低、密度適中，不容易沉淀，分散性好，因而分層慢，有利于料泥的磁分子取向。經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間沉淀，料泥和水分層且沒有SrOH，燒結(jié)過程中很少有氣泡和開裂現(xiàn)象。同時(shí)隨著季節(jié)的變化，球磨機(jī)內(nèi)部溫度不同，溫度高會(huì)導(dǎo)致料泥中生成更多的SrOH，本發(fā)明針對(duì)這一點(diǎn)適時(shí)地調(diào)整碳酸氫銨的加入量以消除多余的SrOH。最終成品率得到提高，同時(shí)碳酸氫銨成本低，經(jīng)濟(jì)效益明顯。具體實(shí)施方式實(shí)施例1①將鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水按照質(zhì)量比為1：4：1.5加入到球磨機(jī)中，開啟球磨機(jī)，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合15min；②在夏季向上述混合物中加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.2％的硼酸，再加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量2.0％的碳酸氫銨，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合30min；③開始球磨，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為29r/min，外部用大量的水不斷地沖淋，測(cè)定內(nèi)部混合物溫度為50～55℃，球磨時(shí)間為15h；④球磨結(jié)束后出料，將球磨料放入沉淀塔中自然沉淀72h；⑤去除沉淀后混料上層的水，之后在180r/min攪拌條件下邊攪拌邊取料。實(shí)施例2①將鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水按照質(zhì)量比為2：4：2.5加入到球磨機(jī)中，開啟球磨機(jī)，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合15min；②在春季向上述混合物中加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.1％的硼酸，再加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.7％的碳酸氫銨，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合30min；③開始球磨，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為29r/min，外部用大量的水不斷地沖淋，測(cè)定內(nèi)部混合物溫度為45～50℃，球磨時(shí)間為16h；④球磨結(jié)束后出料，將球磨料放入沉淀塔中自然沉淀72h；⑤去除沉淀后混料上層的水，之后在180r/min攪拌條件下邊攪拌邊取料。實(shí)施例3①將鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水按照質(zhì)量比為1：5：2.5加入到球磨機(jī)中，開啟球磨機(jī)，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合15min；②在秋季向上述混合物中加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.1％的硼酸，再加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.8％的碳酸氫銨，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合30min；③開始球磨，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為29r/min，外部用大量的水不斷地沖淋，測(cè)定內(nèi)部混合物溫度為45～50℃，球磨時(shí)間為14h；④球磨結(jié)束后出料，將球磨料放入沉淀塔中自然沉淀72h；⑤去除沉淀后混料上層的水，之后在180r/min攪拌條件下邊攪拌邊取料。實(shí)施例4①將鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水按照質(zhì)量比為1：4：2.5加入到球磨機(jī)中，開啟球磨機(jī)，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合15min；②在冬季向上述混合物中加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.1％的硼酸，再加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.7％的碳酸氫銨，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合30min；③開始球磨，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為29r/min，外部用大量的水不斷地沖淋，測(cè)定內(nèi)部混合物溫度為40～45℃，球磨時(shí)間為16h；④球磨結(jié)束后出料，將球磨料放入沉淀塔中自然沉淀72h；⑤去除沉淀后混料上層的水，之后在180r/min攪拌條件下邊攪拌邊取料。對(duì)比例1①將鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水按照質(zhì)量比為1：4：1.5加入到球磨機(jī)中，開啟球磨機(jī)，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合15min；②在夏季向上述混合物中加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.9％的硼酸，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合30min；③開始球磨，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為29r/min，外部用大量的水不斷地沖淋，測(cè)定內(nèi)部混合物溫度為50～55℃，球磨時(shí)間為15h；④球磨結(jié)束后出料，將球磨料放入沉淀塔中自然沉淀72h；⑤去除沉淀后混料上層的水，之后在180r/min攪拌條件下邊攪拌邊取料。對(duì)比例2①將鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水按照質(zhì)量比為2：4：2.5加入到球磨機(jī)中，開啟球磨機(jī)，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合15min；②在春季向上述混合物中加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.4％的硼酸，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合30min；③開始球磨，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為29r/min，外部用大量的水不斷地沖淋，測(cè)定內(nèi)部混合物溫度為45～50℃，球磨時(shí)間為16h；④球磨結(jié)束后出料，將球磨料放入沉淀塔中自然沉淀72h；⑤去除沉淀后混料上層的水，之后在180r/min攪拌條件下邊攪拌邊取料。對(duì)比例3①將鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水按照質(zhì)量比為1：5：2.5加入到球磨機(jī)中，開啟球磨機(jī)，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合15min；②在秋季向上述混合物中加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.4％的硼酸，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合30min；③開始球磨，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為29r/min，外部用大量的水不斷地沖淋，測(cè)定內(nèi)部混合物溫度為45～50℃，球磨時(shí)間為14h；④球磨結(jié)束后出料，將球磨料放入沉淀塔中自然沉淀72h；⑤去除沉淀后混料上層的水，之后在180r/min攪拌條件下邊攪拌邊取料。對(duì)比例4①將鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水按照質(zhì)量比為1：4：2.5加入到球磨機(jī)中，開啟球磨機(jī)，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合15min；②在冬季向上述混合物中加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.4％的硼酸，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合30min；③開始球磨，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為29r/min，外部用大量的水不斷地沖淋，測(cè)定內(nèi)部混合物溫度為40～45℃，球磨時(shí)間為16h；④球磨結(jié)束后出料，將球磨料放入沉淀塔中自然沉淀72h；⑤去除沉淀后混料上層的水，之后在180r/min攪拌條件下邊攪拌邊取料。對(duì)比例5①將鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水按照質(zhì)量比為1：4：1.5加入到球磨機(jī)中，開啟球磨機(jī)，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合15min；②在夏季向上述混合物中加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.2％的硼酸，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合30min；③開始球磨，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為29r/min，外部用大量的水不斷地沖淋，測(cè)定內(nèi)部混合物溫度為50～55℃，球磨時(shí)間為15h；④球磨結(jié)束后出料，將球磨料放入沉淀塔中自然沉淀72h；⑤去除沉淀后混料上層的水，之后在180r/min攪拌條件下邊攪拌邊取料。對(duì)比例6①將鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水按照質(zhì)量比為2：4：2.5加入到球磨機(jī)中，開啟球磨機(jī)，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合15min；②在春季向上述混合物中加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.1％的硼酸，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合30min；③開始球磨，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為29r/min，外部用大量的水不斷地沖淋，測(cè)定內(nèi)部混合物溫度為45～50℃，球磨時(shí)間為16h；④球磨結(jié)束后出料，將球磨料放入沉淀塔中自然沉淀72h；⑤去除沉淀后混料上層的水，之后在180r/min攪拌條件下邊攪拌邊取料。對(duì)比例7①將鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水按照質(zhì)量比為1：5：2.5加入到球磨機(jī)中，開啟球磨機(jī)，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合15min；②在秋季向上述混合物中加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.1％的硼酸，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合30min；③開始球磨，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為29r/min，外部用大量的水不斷地沖淋，測(cè)定內(nèi)部混合物溫度為45～50℃，球磨時(shí)間為14h；④球磨結(jié)束后出料，將球磨料放入沉淀塔中自然沉淀72h；⑤去除沉淀后混料上層的水，之后在180r/min攪拌條件下邊攪拌邊取料。對(duì)比例8①將鐵氧體預(yù)燒料、鋼球和水按照質(zhì)量比為1：4：2.5加入到球磨機(jī)中，開啟球磨機(jī)，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合15min；②在冬季向上述混合物中加入鐵氧體預(yù)燒料質(zhì)量0.1％的硼酸，設(shè)定其轉(zhuǎn)速為29r/min，混合30min；③開始球磨，設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為29r/min，外部用大量的水不斷地沖淋，測(cè)定內(nèi)部混合物溫度為40～45℃，球磨時(shí)間為16h；④球磨結(jié)束后出料，將球磨料放入沉淀塔中自然沉淀72h；⑤去除沉淀后混料上層的水，之后在180r/min攪拌條件下邊攪拌邊取料。將實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-4形成的料泥制為成品，分別統(tǒng)計(jì)其氣孔率和開裂率(樣本為10000只)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示：表1成品氣孔率和開裂率統(tǒng)計(jì)表氣孔率開裂率實(shí)施例10.01％0.02％對(duì)比例10.02％0.27％對(duì)比例50.24％0.02％實(shí)施例20.02％0.01％對(duì)比例20.02％0.22％對(duì)比例60.24％0.02％實(shí)施例30.03％0.03％對(duì)比例30.04％0.25％對(duì)比例70.24％0.04％實(shí)施例40.03％0.02％對(duì)比例40.03％0.21％對(duì)比例80.24％0.02％將實(shí)施例1-4同對(duì)比例1-4、對(duì)比例5-8分別做對(duì)比，從表1可以看出，用改進(jìn)后的二次球磨混料工藝制備的永磁鐵氧體綜合性能指標(biāo)大幅度提高，提升了產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性和成品率。當(dāng)前第1頁1 2 3