软磁铁氧体干压成型工艺技术要点及工装设备的应用(孙健)

对锰锌软磁铁氧体生产工艺技术研究

在对锰锌软磁铁氧体生产工艺技术研究问题上，制备软磁材料的新技术得益于比以往更加频繁的学科交流，如雨后春笋般出现在人们面前，软磁铁氧体粉的制备也面临着更多的机遇和挑战。多年来，经过我国科研工作者坚持不懈的研究探索，克服了种种技术上、材料上的难题，在铁氧体材料的研究领域取得了重大突破。本文结合大量国内外已有的研究资料和个人实验，讨论了软磁铁氧体，特别是锰锌软磁铁氧体材料制粉工艺的制作方法，综述了此项技术的研究现状和应用前景。

标签：锰锌软磁铁氧体；生产工艺；研究

0 前言

在我国，锰锌软磁铁氧体普遍应用于通讯、传感、设备开关，音像制品等软磁材料上，随着经济的快速发展，软磁材料的应用范围也越来越广泛，对锰锌软磁铁氧体的质量要求也就越来越高。而决定锰锌软磁铁氧体的性能的重要工序在于制粉，这一工序的好坏直接影响着锰锌软磁铁氧体的内禀特性。而铁氧体原始颗粒作为制粉的原料，其物理和化学性能是控制锰锌软磁铁氧体产品质量的决定性因素。因此，探求性价比高且环保的锰锌软磁铁氧体粉料的制备方法是十分必要的。

1 氧化物法（干法）

氧化物法（干法）是我国锰锌软磁铁氧体工业的主要生产方法。氧化物法（干法）的原料采用有较高纯度的氧化铁、碳酸锰（或氧化锰）、氧化锌等，并将其按比例配合烧结成型制成。

粉料制作的一般工艺流程如图1所示。

氧化物法具有易操作，原料易加工，适用于大规模生产的优势，但是因市面上的高纯度的氧化铁、碳酸锰（或氧化锰）、氧化锌的价格昂贵，大大增加了产品的成本。而且，在各组分氧化物的反应活性较低，就极易产生不同的各组分高温扩散反应速度，即使混合生产，也不能做到微观均匀。所以通常生产加工时，会使用高温合成的工艺，将合成温度增加到上千度，但是，成份中的微观组织分布依旧不均匀。这些缺点只能相对减少，并不能有效规避。

而随着我国自动化技术的迅猛发展，势必会对铁氧体材料的性能质量的要求越来越高。

永磁铁氧体烧结磁体生产工艺中的技术要点及控制方法

何信勇

【摘 要】阐述永磁铁氧体烧结磁体所具备的基本条件,介绍了制备永磁铁氧体烧结磁体的生产工艺,给出了分析结果和实验数据,对铁氧体烧结磁体生产具有着一定的指导作用,文章针对永磁铁氧体烧结磁体生产工艺中的技术要点及控制方法进行探究.

【期刊名称】《世界有色金属》

【年(卷),期】2017(000)006

【总页数】2页(P19,21)

【关键词】技术要点;永磁铁氧体;控制方法

【作 者】何信勇

【作者单位】北京矿冶研究总院,北京100160

【正文语种】中 文

【中图分类】TM277.5

永磁体已经逐渐的发展成为了一种非常重要的工业基础原料，作为一种清洁高效的能源而存在。烧结技术一直是科学界进行研究的热点问题，对永磁铁氧体的性能具有着决定性的意义。对于新型功能材料而言，成型是条件，配方是基础，烧结是关键。铁氧体的烧结依然是一个难以解决的问题，但是在成型和配方上面取得了较大的进步[1]。下面将针对其生产工艺中的控制方法及技术要点进行简要探析。

（1）砂磨机研磨机理：层间撞击和层间滑动，是钢球在砂磨机筒内运动的主要方式。所谓层间撞击，是钢球之间产生撞击，作用是剪切力，且沿着反方向运动，这种力因为粒度分布较窄，因此有着较小的晶体破坏程度；而层间滑动，作用力是摩擦力，是钢球随着搅拌棒所作的圆周运动。（2）滚动球磨机研磨机理：抛物运动和层间滑动及自转，是钢球在球磨筒内运动方式大致上所分成的两种。所谓抛物运动，冲击力是其主要的作用力，就是要脱离筒壁后的运动，当钢球随着筒壁一起作圆周运动的时候，这样的力造成晶粒大小的不同，且此种力是较容易破坏晶体结构的，也就是粒度分布宽；所谓的自转和层间滑动，摩擦力是其主要的作用力，是在未脱离筒壁前的运动，当钢球随着筒壁一起作圆周运动的时候，这种力主要的起到了研磨的作用，对晶粒的破坏是比较小的。（3）经砂磨及球磨的磁粉晶粒形貌：将两种设备磨好的细粉烘干之后解碎，是为了弄明白砂磨和球磨对粉料晶体形貌的影响，之后做出SEM分析。所以，在相同的条件之下，相较于球磨机，砂磨机的产品性能是比较高的。（4）砂磨与球磨性能的差异：在900mm的砂磨机和1200mm×3000mm的球磨机中，把锶铁氧体粗粉分别的放进其中，研磨成不同的粒度，加入相同比例的添加剂。并且在同等粒度的时候，相较于球磨机生产的磁体性能，砂磨机生产的磁体性能是更高的。

1 1 前言

铁氧体是从20世纪40年代迅速发展起来的一种新型的非金属磁性材料。与金属磁性材料相比，铁氧体具有电阻率大、介电性能高、在高频时具有较高的磁导率等优点。随着科学技术的发展，铁氧体不仅在通讯广播、自动控制、计算技术和仪器仪表等电子工业部门应用日益广泛，而且在宇宙航行、卫星通讯、信息显示和污染处理等方面，也开辟了广阔的应用空间。

在生产工艺上，铁氧体类似于一般的陶瓷材料制备工艺，操作方便易于控制，不像金属磁性材料那样要轧成薄片或制成细粉才能应用。由于铁氧体性能好、成本低、工艺简单、又能节约大量贵金属，已成为很有发展前途的一种非金属磁性材料。

铁氧体永磁材料属于氧化物硬磁材料，始于1952年菲利浦公司J.Went等研制的六角晶系钡铁氧体。到目前为止，常用的有两种：锶铁氧体（SrO·6Fe2O3）和钡铁氧体（BaO·6Fe2O3），两者的晶体结构为六角晶系中的磁铅石型，其易磁化轴为C轴。它们的磁性能差不多，锶铁氧体的矫顽力略高于钡铁氧体。锶铁氧体永磁材料最大磁能积的理论值为42.2 kJ/m3，钡铁氧体永磁材料为45.4 kJ/m3。

锶铁氧体常用碳酸锶及氧化铁为主要原料，采用陶瓷工艺（混料→预烧结→细磨制粉→制粒→模压成型→烧结）制造而成，锶铁氧体生产中希望得到M相结构，其分子式为SrO· 6Fe2O3。在实际生产中，总是按某一n值进行配料，即按分子式为SrO· nFe2O3进行配方，n值通常小于6，这种配方就使得SrO过剩。

锶铁氧体在压制过程中一般采用湿压成型和干压成型两种方式，其中又有同性压制和异性压制之分。同湿法成型相比，干压成型具有效率高、收缩率小和产品尺寸容易控制等优点。

本课题是按分子式为SrO·nFe2O3进行配方，n值小于6，以SrCO3及Fe2O3或Fe为主要原料，通过干压成型制备锶铁氧体。

2 2 文献综述

2.1 磁性材料的发展

综观磁性材料的发展。将有助于我们了解其过去、现在与未来。在市场经济的茫茫大海中正确地掌握航向。现将磁性材料发展进程列于表2.1。

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第四章 软磁铁氧体的制备

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第四章 软磁铁氧体的制备

软磁铁氧体的发展现状 1.

软磁铁氧体的材料性能 2.

MnZn铁氧体的制备 3.

NiZn铁氧体的制备 4.

第四章 软磁铁氧体的制备

软磁铁氧体的发展现状

•产品种类:尖晶石-MnZn,NiZn,LiZn,MgZn

六角铁氧体-Y-, Z-型

•产品档次:中低档为主;部分产品接近国际先进水平

•生产及市场需求

第四章 软磁铁氧体的制备

分类与用途：

包括锰锌系、镁锰锌系和镍锌系（或镍锌铜系）等尖晶石型铁

氧体，以及Co

2Y、Co

2Z等平面六角晶系铁氧体

大致用于：

（1）用功率铁氧体材料制成的U型、E型磁芯，主要作用开

关电源变压器、回扫变压器、枕校变压器和行推动器等；

（2）用高阻率的镁锰锌系铁氧体材料制成的偏转磁芯；

（3）用高磁导率的锰锌铁氧体制成的电源滤波器磁芯，如

UF型、EE型、日字形磁芯等；

（4）用高频镍锌铁氧体制成的多种电感线圈、小型固定电

感器，其形状种类众多，主要有工形磁芯、螺纹磁芯、帽形磁

芯、双孔磁芯等。

宽带变压器

用的高磁导

率铁氧体 发展趋势

开关电源用

的低功耗铁

氧体 第三章 软磁铁氧体的制备

第四章 软磁铁氧体的制备

制备软磁铁氧体的工艺流程如下：

第四章软磁铁氧体的制备 软磁铁氧体的材料性能

=-j (高，低，即要求Q值高，tg小或Q值高。)

在可逆转动磁化情况下，有

或

在可逆壁移磁化情况下，当

1．掺杂物和空泡对壁移起主要阻碍作用时，有

2．应力对壁移起主要作用时，有

获得高

i，低Hc的软磁材料的途径有：

1．提高M

s值

2．降低K

1、

s值

非磁性离子如Zn、Cd等的置换 ;抵消法 (CoFe

2O

4 , Fe

3O

4 )

3．降低值

第四章软磁铁氧体的制备

磁导率的稳定性

1．磁导率的频率稳定性—磁谱

第四章软磁铁氧体的制备