專利名稱：M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁性材料的制造方法，尤其是M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法。
背景技術(shù)：
磁性材料是各種電子產(chǎn)品主要的配套產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于家電、科研、工業(yè)、通訊、航空、自動(dòng)化等各個(gè)領(lǐng)域，其中鐵氧體永磁材料以其較高的性價(jià)比和優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，年產(chǎn)量增長量穩(wěn)定在10-20％。隨著電子產(chǎn)品的小型化高密度集和高清晰的要求，要求微特電機(jī)微、輕、薄，實(shí)現(xiàn)小型化和高速化來滿足電子產(chǎn)品發(fā)展的需要，這無疑要求有更高的磁性能。鐵氧體磁性材料也只有脫以中低檔產(chǎn)品為主的局面，并保持其廉價(jià)的原材料和較低的生產(chǎn)成本，才能滿足產(chǎn)品發(fā)展的需要和保持性價(jià)比優(yōu)勢。但目前國產(chǎn)鐵氧體永磁性能還大多處在Y30H-1或Y33偏中及以下水平，而國外產(chǎn)品雖然性能比國內(nèi)高，但因他們采用優(yōu)質(zhì)鐵紅為主要原料，成本高，產(chǎn)品價(jià)格高，與其他永磁產(chǎn)品相比性價(jià)比不太突出。至今，采用鋼廠普通鐵鱗為主要原料，制備Y28H-2、Y30H-2以及Y38等高檔產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)高性能和低成本，還沒有一個(gè)很好的解決辦法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的。本發(fā)明的目的之一，是提供一種采用鐵鱗為主要原料制造高檔永磁材料的方法，更確切地說是提供一種以鐵鱗為主要原料制造Y28H-2、Y30H-2以及Y38等高檔產(chǎn)品的方法，以滿足電子產(chǎn)品對(duì)高磁性的需求；目的之二，是降低生產(chǎn)成本，保持鐵氧體磁材的高性價(jià)比優(yōu)勢；目的之三，是降低能耗，降低粉塵污染。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法包括原料配方和制備工藝。
一、原料配方化學(xué)表達(dá)式為SrO·nFe2O3的鍶鐵氧體，其中n＝6.2～6.8；主要原料為鐵鱗(其中TFe≧72％，F(xiàn)eO≧38％，SiO2≦0.2％，Mn≦0.1％，S≦0.1％)折算成Fe2O3的純度≧98.5％或純度≧98.5％的鐵紅(Fe2O3)SrCO3純度為≧97％；一次添加劑為1.5～3wt％La2O3，0.2～0.4wt％Co3O4，0.1～0.3wt％SiO2。二次添加劑為1～1.8wt％CaCO3，0.2～0.5wt％SiO2，0～3wt％Al2O3，0～2wt％Cr2O3，0～1wt％SrCO3，0.1～0.2wt％H3BO3。
二、制備工藝1、先將鐵鱗烘干并用球磨機(jī)干法球磨至4um(微米)以下。
2、配料、濕磨按設(shè)計(jì)配方成分稱量各種原料和一定比例的添加劑，用球磨機(jī)濕法研磨2～8h，平均粒度為0.6～1.0um。
3、脫水、造粒將上述研磨漿料泵送至壓濾機(jī)壓濾至含水率在15～30％。再將壓濾后的料采用擠出造粒法造粒，規(guī)格為直徑d＝7～10mm，高h(yuǎn)＝7～10mm的圓柱體顆粒料。
4、預(yù)燒將步驟4所得顆粒料在預(yù)燒溫度T＝1280～1350℃下燒結(jié)1.5～2.5h。
5、冷卻、水淬在高溫預(yù)燒顆粒料冷卻至550～750℃時(shí)，再采用噴霧法對(duì)其進(jìn)行水淬，使預(yù)燒顆粒料結(jié)構(gòu)松化。
6、粗粉碎將預(yù)燒顆粒料用球磨機(jī)粗磨粉碎，粗粉粒度為3um以下。
7、二次添加、細(xì)磨將一定重量的粗粉加入球磨機(jī)或砂磨機(jī)中，同時(shí)按比例加入一定的添加劑，以水為介質(zhì)細(xì)磨9～13h，細(xì)磨粒度為0.5～0.8um。根據(jù)性能的需要，二次添加劑1～1.8wt％CaCO3，0.2～0.5wt％SiO2，0～3wt％Al2O3，0～2wt％Cr2O3，0～1wt％SrCO3，0.1～0.2wt％H3BO3，可有選擇地添加。
8、成型、燒結(jié)將細(xì)磨漿料在磁場中濕法成型，于電爐中燒結(jié)1.5～2h，溫度1200～1250℃。
本發(fā)明M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法，采用n＝6.2～6.8的高摩爾比，是考慮到一次添加中La+3代換Sr+2的結(jié)果，以及二次添加中的Ca+2和Sr+2會(huì)繼續(xù)進(jìn)入鐵氧體晶格，將使M型鐵氧體分子表達(dá)式中的n值趨于整數(shù)，同時(shí)也是為了控制研磨漿料的PH值在7～8，以便于壓制成型。一般情況下，當(dāng)摩爾比n＜6時(shí)，研磨漿料的PH值在9以上，甚至?xí)_(dá)到11。PH值越高漿料脫水、成型就越困難，尤其是當(dāng)漿料的平均粒度小于0.7um(微米)時(shí)，高PH值漿料是很難成型的。PH值高不僅壓制時(shí)間長、產(chǎn)量低，而且成品率也低。而通常情況下制造高性能永磁成型漿料的平均粒度一般都接近或小于0.7um。成型漿料的PH值在7～8時(shí)要比在10～11時(shí)成型就容易得多，就是漿料平均粒度在0.55um左右時(shí)也不存在明顯的成型問題。所以7～8的PH值是成型漿料的理想值。CaCO3僅在二次添加，也是為了使研磨漿料具有較低的PH值。由于容易成型，使壓制時(shí)間縮短、產(chǎn)量和成品率得到明顯提高，從而還可間接地降低制造成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
由于離子半徑的原因，La+3的存在使得Ca+2進(jìn)入鍶鐵氧體晶格變得容易，La+3與Ca+2協(xié)同進(jìn)入鍶鐵氧體晶格對(duì)提高Br值很有幫助。Co對(duì)鐵氧體中Fe的部分替代，使Hcj顯著提高，而對(duì)Br幾乎沒有不良影響。
本發(fā)明改常用的沉降(或壓濾)——烘干——制粉——造粒工藝，為壓濾——擠出造粒工藝，不僅簡化了工藝，減輕了工作量，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)還降低了能耗，大大減少了粉塵污染，除此之外還有利于控制產(chǎn)品性能的一致性。
噴霧水淬工藝可使預(yù)燒顆粒料結(jié)構(gòu)松化。水淬溫度高于800℃會(huì)使Br有所降低，而溫度過低松化效果則不明顯。經(jīng)水淬松化后的預(yù)燒料，粗磨粉碎效率是原來的3倍，且空氣中粉塵含量明顯減少。水淬不僅可以降低能耗、提高效率、減輕污染，更有益的是因?yàn)榇蟠罂s短了粉碎時(shí)間和沖擊強(qiáng)度，提高了磁性能，Br提高50～100(Gs)，Hcj提高150～300(Oe)。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。
實(shí)施例1首先，對(duì)鐵鱗進(jìn)行球磨粉碎處理，粉碎粒度在4um以下。再按(SrO·nFe2O3)n＝6.5的配比和2wt％La2O3，0.26wt％Co3O4，0.2wt％SiO2添加劑加入球磨機(jī)濕磨至平均粒度為0.8um左右。
將上述濕磨漿料經(jīng)壓濾和造粒，并將所得造粒料在1310℃下燒結(jié)2h，之后將燒結(jié)料冷卻至500℃左右時(shí)再進(jìn)行噴霧水淬。再用球磨機(jī)進(jìn)行粗粉碎，使粒度達(dá)到3um以下，制得預(yù)燒粗粉。
將制得粗粉用球磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，同時(shí)添加1.3wt％CaCO3，0.35wt％SiO2，1.2wt％Al2O3，0.5wt％Cr2O3，0.5wt％SrCO3，0.12wt％H3BO3。進(jìn)行細(xì)磨，使平均粒度達(dá)到0.6～0.7um。
將細(xì)磨漿料在磁場中成型，再在1230℃下燒結(jié)1.5h，制得燒結(jié)永磁體，其性能如表1所示。
表1

實(shí)施例2首先，對(duì)鐵鱗進(jìn)行球磨粉碎處理，粉碎粒度在4um以下。再按(SrO·nFe2O3)n＝6.55的配比和2.5wt％La2O3，0.32wt％Co3O4，0.2wt％SiO2添加劑加入球磨機(jī)濕磨至平均粒度為0.8um左右。
將上述濕磨漿料經(jīng)壓濾和造粒，并將所得造粒料在1320℃下燒結(jié)2h，之后將燒結(jié)料冷卻至500℃左右時(shí)再進(jìn)行噴霧水淬。再用球磨機(jī)進(jìn)行粗粉碎，使粒度達(dá)到3um以下，制得預(yù)燒粗粉。
將制得粗粉用球磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，同時(shí)添加1.5wt％CaCO3，0.35wt％SiO2，0.6wt％SrCO3，0.16wt％H3BO3。進(jìn)行細(xì)磨，使平均粒度達(dá)到0.55～0.65um。
將細(xì)磨漿料在磁場中成型，再在1230℃下燒結(jié)1.5h，制得燒結(jié)永磁體，其性能如表2所示。
表2

實(shí)施例3首先，對(duì)鐵鱗進(jìn)行球磨粉碎處理，粉碎粒度在4um以下。再按(SrO·nFe2O3)n＝6.4的配比和1.5wt％La2O3，0.25wt％Co3O4，0.2wt％SiO2添加劑加入球磨機(jī)濕磨至平均粒度為0.8um左右。
將上述濕磨漿料經(jīng)壓濾和造粒，并將所得造粒料在1300℃下燒結(jié)2h，之后將燒結(jié)料冷卻至500℃左右時(shí)再進(jìn)行噴霧水淬。再用球磨機(jī)進(jìn)行粗粉碎，使粒度達(dá)到3um以下，制得預(yù)燒粗粉。
將制得粗粉用球磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，同時(shí)添加1.0wt％CaCO3，0.4wt％SiO2，2.2wt％Al2O3，1.2wt％Cr2O3，0.8wt％SrCO3，0.15wt％H3BO3進(jìn)行細(xì)磨，使平均粒度達(dá)到0.6～0.65um。
將細(xì)磨漿料在磁場中成型，再在1230℃下燒結(jié)1.5h，制得燒結(jié)永磁體，其性能如表3所示。
表3

權(quán)利要求
1.M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法，其特征在于根據(jù)化學(xué)表達(dá)式為SrO·nFe2O3的鍶鐵氧體，以n＝6.2～6.8；并分兩次先后添加下列添加劑其中一次添加劑1.5～3wt％La2O3，0.2～0.4wt％Co3O4，0.1～0.3wt％SiO2，二次添加劑1～1.8wt％CaCO3，0.2～0.5wt％SiO2，0～3wt％Al2O3，0～2wt％Cr2O3，0～1wt％SrCO3，0.1～0.2wt％H3BO3，采用相應(yīng)的工藝技術(shù)制得M型鍶鐵氧體磁性材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法，其特征在于采用以下原料為主要原料鐵鱗(其中TFe≥72％，F(xiàn)eO≥38％，SiO2≤0.2％，Mn≤0.1％，S≤0.1％)折算成Fe2O3的純度≥98.5％或純度≥98.5％的鐵紅(Fe2O3)；SrCO3純度為≥97％；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟①鐵鱗烘干球磨，②配料、濕磨，③脫水、造粒，④預(yù)燒，⑤冷卻、水淬，⑥粗粉碎，⑦二次添加、細(xì)磨，⑧成型、燒結(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法，其特征在于將鐵鱗烘干并用球磨機(jī)干法球磨至4um(微米)以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法，其特征在于按設(shè)計(jì)配方成分稱量各種原料和一定比例的添加劑，用球磨機(jī)濕法研磨2～8h，平均粒度為0.6～1.0um。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法，其特征在于將研磨漿料泵送至壓濾機(jī)壓濾至含水率在15～30％。再將壓濾后的料采用擠出造粒法造粒，規(guī)格為直徑d＝7～10mm，高h(yuǎn)＝7～10mm的圓柱體顆粒料。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法，其特征在于所述顆粒料在預(yù)燒溫度T＝1280～1350℃下燒結(jié)1.5～2.5h。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法，其特征在于在高溫預(yù)燒顆粒料冷卻至350～550℃時(shí)，再采用噴霧法對(duì)其進(jìn)行水淬，使預(yù)燒顆粒料結(jié)構(gòu)松化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法，其特征在于將一定重量的粗粉加入球磨機(jī)或砂磨機(jī)中，同時(shí)按比例加入一定的添加劑，以水為介質(zhì)細(xì)磨9～13h，細(xì)磨粒度為0.5～0.8um。根據(jù)性能的需要，二次添加劑1～1.8wt％CaCO3，0.2～0.5wt％SiO2，0～3wt％Al2O3，0～2wt％Cr2O3，0～1wt％SrCO3，0.1～0.2wt％H3BO3，可有選擇地添加。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法，其特征在于將細(xì)磨漿料在磁場中濕法成型，于電爐中燒結(jié)1.5～2h，溫度1200～1250℃。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種M型鍶鐵氧體磁性材料的制備方法，采用普通鐵鱗為主要原材料，根據(jù)化學(xué)表達(dá)式為SrO·nFe
文檔編號(hào)H01F1/032GK101055796SQ20061005041
公開日2007年10月17日 申請日期2006年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月16日
發(fā)明者張連墩 申請人:張連墩