永磁鐵氧體的生產方法及永磁鐵氧體的制作方法

專利名稱：永磁鐵氧體的生產方法及永磁鐵氧體的制作方法
技術領域：
本發明涉及永磁鐵氧體的生產方法及永磁鐵氧體，屬于磁體領域。
背景技術：
鍶永磁鐵氧體的分子式為Sr06Fe203，為磁鉛石型六角晶體結構的亞鐵磁性材料，磁性來 源是原子自旋磁矩和軌道磁矩。永磁鐵氧體的性能由以下因素決定 BrccMs. r. F ; Hcja (Kl/Ms) .fc ;
式中Br為剩余磁感應強度，Ms為飽和磁化強度，r為密度，F為取向度，Hcj為內稟矯頑 力，Kl為磁晶各向異性常數，fc為單疇顆粒的存在率。根據以上兩式，提高永磁鐵氧體性 能的途徑有以下幾個方面(1)提高取向度；(2)提高燒結密度；(3)提高鐵氧體M相的 Kl、 Ms;(4)細化晶粒，提高單疇顆粒的存在率；(5)控制鐵氧體燒結體晶粒大小一致。
鍶永磁鐵氧體磁材的生產過程，主要有備料(即將永磁鐵氧體預燒料與添加劑如CaC03 等混勻)、球磨、成型、燒結、磨削、清洗包裝等工序。在球磨備料工序生產過程中的加料 、出料、放料，運輸環節的掉料、漏料和成型工序生產過程中的跑料、掉料、真空抽水帶走 料稱為廢次料，在磨削工序生產中產生的廢料和清洗包裝工序中產生的少量清洗料稱為研磨 料。廢次料與研磨料一起被稱為永磁鐵氧體回收料，由于這些回收料在生產的各個環節產生 ，含有大量的泥沙、油污等雜質，成分復雜，粒度分布寬，如果不做處理而直接與永磁鐵氧 體預燒料一起用于生產永磁鐵氧體，將會嚴重影響產品性能，即使能較好的除去泥沙和油污 等雜質，還要解決剩磁和內稟矯頑力相克的問題(目前國內常用CaC03、 H3B03等傳統添加劑 ，不能解決剩余磁感應強度Br和內稟矯頑力Hcj之間"相克"的難題)。因此，大多數廠家 將回收料進行簡單處理，然后低價出售，有些甚至直接當垃圾處理，造成了嚴重的資源浪費 和環境污染。回收利用回收料的廠家也因為不能克服上述問題而將其用來生產低性能永磁鐵 氧體，或者用來生產耐火材料，這些都大大降低了其利用價值。
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發明內容
本發明的第一個目的是提供一種回收利用永磁鐵氧體生產過程中的回收料來生產高性能
4永磁鐵氧體的方法。
本發明永磁鐵氧體的生產方法，包括如下步驟
a、 備料按重量配比將永磁鐵氧體預燒料70份 90份、永磁鐵氧體回收料10份 30份
、CaC03 0.6份 1.3份、H3B03 0. 1份 0. 5份、La203 0. 1份 1. 5份、Co203 0. 1份 1. 3份 和分散劑0. 1份 1份混勻，所得物料備用；其中，所述的永磁鐵氧體回收料是經過除雜質 處理的；
b、 漿料制備將a步驟所得物料粉碎至物料粒度大小為0.7 0.8um，制成含水量為 35% 40%的漿料；
c、 成型將b步驟所得漿料加入模具中壓制成型，其中，壓制壓力為450 Kgf/cm2 550Kgf/cm2，壓制時的磁場強度為5000 7000Gs;
d、 燒結根據所需產品性能確定燒結溫度，進行燒結；
e、 磨削、清洗將d步驟燒結后的產品磨削、清洗，即得。
本發明永磁鐵氧體的生產方法的步驟a中所述的永磁鐵氧體回收料是經過除雜質處理的 永磁鐵氧體回收料，因為，永磁鐵氧體回收料為永磁鐵氧體生產過程中的不同工序中產生的 ，含有油污、泥沙等雜質，若不除去而直接應用，會降低生產出的永磁鐵氧體產品性能。其 中，只要可以達到除油污、除泥沙等雜質目的的方法處理后的永磁鐵氧體都可以作為上述的 永磁鐵氧體回收料使用。本發明采用的除油污、除雜質處理方法為申請號為 200610022452. 5，發明名稱為"磁材生產過程中廢次料及研磨料的回收利用方法"的方法， 具體除油污、除雜質處理方法為
a 、磁材工件磨削加工后產生的研磨料或廢次料與冷卻水一起經排水溝排到多級沉淀池 進行逐級沉淀；所述多級沉淀池為2 4個沉淀池依次沉淀；
b 、定期對各沉淀池內沉淀料收集、濾水至含水量<40 % 。
進一步的，上述永磁鐵氧體的生產方法的步驟a中的分散劑的作用是使步驟b所得的料漿 顆粒不聚團，使顆粒粒度大小均勻，分散劑可以采用PuCa、抗壞血酸等。由于PuCa既可作為 分散劑，又可提高永磁鐵氧體產品性能，故分散劑優選PuCa 。
進一步的，為了使生產出的永磁鐵氧體產品性能更好，上述永磁鐵氧體的生產方法的步 驟a備料時各種成分的重量配比優選為永磁鐵氧體預燒料80份 90份、永磁鐵氧體回收料 10份 20份、CaC03 0.8份 1.2份、H3B03 0. 1份 0. 4份、La203 0. 5份 1. 2份、Co203 0. 1份 1. l份和PuCa 0. 1份 1份。上述永磁鐵氧體的生產方法的步驟a備料時各種成分的重 量配比最優選永磁鐵氧體預燒料85份 90份、永磁鐵氧體回收料10份 15份、CaC030.8份 1.1份、H3B03 0.2份 0.4份、La203 0. 5份 1. 0份、Co203 0. 3份 1. O份和PuCa 0. 3份 0. 8份。
進一步的，上述永磁鐵氧體的生產方法的步驟b的物料粉碎采用的粉碎方法為球磨粉碎 法；更進一步的，上述永磁鐵氧體的生產方法的步驟b的物料粉碎采用的球磨粉碎方法是先 將物料加水，球磨至物料粒度大小為l. 0-1. 05 y m，然后將球磨后的物料加水再次球磨至物 料粒度大小為O. 7 0. 8 y m，然后制成含水量為35% 40%的漿料。
上述的球磨粉碎方法即二次球磨法(先將物料加水，球磨至物料粒度大小為1.0-1.05y m，然后將球磨后的物料加水再次球磨至物料粒度大小為O. 7 0.8ym)與直接一次球磨至物 料粒度大小為0.7 0.8ym相比，可以大幅降低球磨時間，有利于生產成本和能源的節約， 還可以減小物料粒度分布范圍，提高漿料性能和成型性。
進一步的，為了使生產的永磁鐵氧體產品性能更好，上述永磁鐵氧體的生產方法的c步 驟壓制成型時壓制壓力為500Kgf/cm2。
由于物料中含有CaC03，且壓制成型后的產品中還含有水分，在燒結時會產生C02以及水 蒸氣等氣體，如果氣體排出速度過慢，則易產生氣孔，使產品性能降低，因此，在400。C 80(TC時應降低燒結升溫速度，確保在80(TC之前CaC03完全分解且產生的氣體順利排出。由 于燒結時的窯爐結構不同，所需產品性能不同，燒結溫度也不相同，經過有限次試燒，即可 確定最佳燒結溫度及溫度范圍，按確定的燒結溫度燒結即可。
本發明的第二個目的是提供一種由上述方法生產的的永磁鐵氧體。
進一步的，上述永磁鐵氧體的Br (剩余磁感應強度)S 410mT， Hcb (矯頑力)》 290kA/m， Hcj (內稟矯頑力)S 306kA/m， (BH) max (磁能積)》31. 81J/m3。
進一步的，上述永磁鐵氧體的密度》2.9g/cm3。
本發明加入永磁鐵氧體回收料生產出的永磁鐵氧體的性能達到了不加永磁鐵氧體回收料 生產出的永磁鐵氧體的性能要求，其原因如下
1、 回收料中的研磨料是在磨削、清洗工序中產生的，形狀不規則，有利于顆粒間的機 械咬和，可以使成型時壓力提高2 10MPa而不會出現跑漿現象，從而提高了產品的密度。
2、 回收料中的研磨料是經過成型過程的，相當于經過預磁化處理，預磁化對顆粒的排 列方向有一定影響，沒有經過預磁化的顆粒呈雜亂排列，經過預磁化處理的顆粒有明顯的磁 性凝聚現象，顆粒成團比未預磁化的顆粒成團多，在同一團集合體內顆粒排列方向的單一性 明顯，從而有利于提高鐵氧體顆粒的取向度。
3、 回收料中的研磨料經過燒結工藝，其固相反應比預燒料更完全，消除了預燒料里的
6鐵氧體化不完全的物質(如Fe、 Fe」+等)。
4、 回收料中的廢次料主要產生于球磨工藝和成型工藝，已經經過一次球磨工藝，當再 次與原材料一起球磨時，使其顆粒明顯減小，有利于提高取向度和產品的密度。
5、 目前國內常用CaC03、 H3B03等傳統添加劑不能解決剩余磁感應強度Br和內稟矯頑力 Hcj之間"相克"的難題，因為傳統添加劑的作用主要是細化晶粒以提高材料的表觀密度和 降低燒結溫度，而本發明采用La—Co添加劑與傳統添加劑相結合的技術，通過離子置換和價 位補償提高磁性能，有效的解決了這一技術難題。
6、 現有觀點認為，要生產高性能永磁鐵氧體須將粉碎后的物料粒度控制在0.7ym以下
，以提高單疇顆粒的存在率，但要使物料粒度控制在0.7ym以下，就必須延長球磨時間，這 使得具有超順磁顆粒的比例增加，而且物料粒度小于O. lum時，部分鐵氧體可能會分解，另 外，長時間研磨會使鋼球中的鐵進入原料中，影響磁性能。本發明永磁鐵氧體的生產方法的 物料粉碎后的粒度大小為0.7 0.8ym，減少了球磨時間，并且加入了回收料，成型時不易 跑漿，可以適當增加壓力以提高產品密度。
本發明永磁鐵氧體的生產方法加入了一定比例的回收料生產永磁鐵氧體，其產品比未加 入回收料的產品每噸成本節約210 270元，降低了永磁鐵氧體生產成本；提高了回收料的利 用價值；減少了球磨時間，從而節約了能源；其產品性能達到了FB6B系列產品的性能要求， 可用于高檔汽車、摩托車及其它設備機車的電機和計算機等，具有廣闊的市場及應用前景。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明的具體實施方式
做進一步的描述，并不因此將本發明限制在所 述的實施例范圍之中。
FB6B系列永磁鐵氧體產品性能Br:410 430mT， Hcb: 290. 5 314. 3kA/m ， Hcj: 306. 4 330. 2kA/m ，(BH)max: 31. 8 35. 0kJ/m3 。
實施例l 本發明永磁鐵氧體產品的制備型號ZD1629 (R32.5-R30.2) X42
將永磁鐵氧體預燒料800kg、經過除雜質處理的永磁鐵氧體回收料200kg、 CaC03 10kg、 H3B03 3. 95kg、 La203 9. 5kg、 Co203 5kg和PuCa 8kg混勻，將混勻后的物料加入球磨機中球 磨至物料粒度大小為l. 00-1. 05 y m，然后加水將球磨后的物料再次球磨至物料粒度大小為 0.7-0.8ym，過濾，使漿料含水量為36%，攪拌均勻。將漿料加入模具中壓制成型，成型壓 機采用125噸以上，水冷充磁線包全自動壓機，單位壓力為510Kgf/cm2，調整電流，使磁場 強度為5000 7000Gs，且要保證充足低硬度冷卻水，防止線包燒壞。將壓制成型后的產品燒
7結升溫至118(TC 1185'C進行燒結，磨削、清洗，即得。
所得產品性能測定結果為Br = 416mT， Hcb = 293kA/m， Hcj = 307kA/m， (BH) max = 33.3 kj/m3。
實施例2 永磁鐵氧體產品的制備型號GY-BM49 (R52—R42) X25
將永磁鐵氧體預燒料700kg、經過除雜質處理的永磁鐵氧體回收料300kg、 CaC03 10kg、 H3B03 3. 58kg、 La203 8. 5kg、 Co203 5kg和PuCa 10kg混勻，將混勻后的物料加入球磨機中球 磨至物料粒度大小為l. 00-1. 05 y m，然后加水將球磨后的物料再次球磨至物料粒度大小為 0.7-0.8ym，過濾，使漿料含水量為35%，攪拌均勻。將漿料加入模具中壓制成型，成型壓 機采用125噸以上，水冷充磁線包全自動壓機，單位壓力為500Kgf/cm2，調整電流，使磁場 強度為5000 7000Gs，且要保證充足低硬度冷卻水，防止線包燒壞。將壓制成型后的產品燒 結升溫至118(TC 1185'C進行燒結，磨削、清洗，即得。
所得產品性能測定結果為Br = 412mT， Hcb = 293kA/m， Hcj = 308kA/m， (BH) max = 39.5 kj/m3。
實施例3永磁鐵氧體產品的制備型號FB01
將永磁鐵氧體預燒料800kg、經過除雜質處理的永磁鐵氧體回收料200kg、 CaC03 llkg、 H3B03 4kg、 La203 7kg、 Co203 5kg和抗壞血酸lkg混勻，將混勻后的物料加入球磨機中球磨 至物料粒度大小為l. 00-1. 05 y m，然后加水將球磨后的物料再次球磨至物料粒度大小為 0.7-0.8ym，過濾，使漿料含水量為35%，攪拌均勻。將漿料加入模具中壓制成型，成型壓 機采用125噸以上，水冷充磁線包全自動壓機，單位壓力為485Kgf/cm2，調整電流，使磁場 強度為5000 7000Gs，且要保證充足低硬度冷卻水，防止線包燒壞。將壓制成型后的產品燒 結升溫至118(TC 1185'C進行燒結，磨削、清洗，即得。
所得產品性能測定結果為Br = 419mT， Hcb = 292kA/m， Hcj = 307kA/m， (BH) max = 33 kj/m3。
從實施例l、 2、 3可以看出，添加回收料生產出的永磁鐵氧體的性能達到了FB6B系列產 品性能要求。
權利要求
1.永磁鐵氧體的生產方法，包括如下步驟a、備料按重量配比將永磁鐵氧體預燒料70份～90份、永磁鐵氧體回收料10份～30份、CaCO3 0.6份～1.3份、H3BO3 0.1份～0.5份、La2O3 0.1份～1.5份、Co2O3 0.1份～1.3份和分散劑0.1份～1份混勻，所得物料備用；其中，所述的永磁鐵氧體回收料是經過除雜質處理的；b、漿料制備將a步驟所得物料粉碎至物料粒度大小為0.7～0.8μm，制成含水量為35％～40％的漿料；c、成型將b步驟所得漿料加入模具中壓制成型，其中，壓制壓力為450Kgf/cm2～550Kgf/cm2，壓制時的磁場強度為5000～7000Gs；d、燒結根據所需產品性能確定燒結溫度，進行燒結；e、磨削、清洗將d步驟燒結后的產品磨削、清洗，即得。
2 根據權利要求l所述的永磁鐵氧體的生產方法，其特征在于步驟 a中所述的分散劑為PuCa或抗壞血酸。
3 根據權利要求2所述的永磁鐵氧體的生產方法，其特征在于步驟 a備料時各種成分的重量配比為永磁鐵氧體預燒料80份 90份、永磁鐵氧體回收料10份 20份、CaC03 0.8份 1.2份、H3B03 0.1份 0.4份、La203 0.5份 1.2份、C°203 0. 1份 1. l份和PuCa 0. 1份 1份。
4 根據權利要求3所述的永磁鐵氧體的生產方法，其特征在于步驟 a備料時各種成分的重量配比為永磁鐵氧體預燒料85份 90份、永磁鐵氧體回收料10份 15份、CaC03 0.8份 1.1份、H3B03 0.2份 0.4份、La203 0.5份 1.0份、C°203 0. 3份 1. O份和PuCa 0. 3份 0. 8份。
5 根據權利要求l所述的永磁鐵氧體的生產方法，其特征在于步驟 b的物料粉碎采用球磨粉碎方法。
6 根據權利要求5所述的永磁鐵氧體的生產方法，其特征在于步驟b的物料粉碎采用的球磨粉碎方法是先將物料加水，球磨至物料粒度大小為l. 0-1. 05 y m， 然后將球磨后的物料加水再次球磨至物料粒度大小為O. 7 0. 8 y m，最后制成含水量為35% 40%的漿料。
7.根據權利要求l所述的永磁鐵氧體的生產方法，其特征在于步驟 c壓制成型時壓制壓力為500Kgf/cm2 。
8.由權利要求1 7任一項所述的永磁鐵氧體的生產方法生產的永磁鐵氧體。
9.根據權利要求8所述的永磁鐵氧體，其特征在于該永磁鐵氧體的 Br2;410mT， Hcb2;290kA/m， Hcj2;306kA/m， (BH) max2;31. 81J/m3。
10.根據權利要求8所述的永磁鐵氧體，其特征在于該永磁鐵氧體 的密度》2.9g/cm3。
全文摘要
本發明涉及永磁鐵氧體的生產方法及永磁鐵氧體，屬于磁體領域。解決了現有技術中永磁鐵氧體回收料利用價值低和不能回收利用永磁鐵氧體回收料來生產高性能永磁鐵氧體的技術難題。本發明永磁鐵氧體的生產方法，包括備料、漿料制備、成型、燒結、磨削和清洗步驟，生產出的永磁鐵氧體產品的Br≥410mT，Hcb≥290kA/m，Hcj≥306kA/m，BHmax≥31.81J/m³，其產品性能達到了FB6B系列產品的性能要求。本發明永磁鐵氧體可用于高檔汽車、摩托車及其它設備機車的電機和計算機等，具有廣闊的市場及應用前景。
文檔編號C04B35/40GK101492288SQ20091030043
公開日2009年7月29日 申請日期2009年2月17日 優先權日2009年2月17日
發明者羅代貴, 陶勛強 申請人:四川川西磁業有限責任公司