[发明专利]一种高性能永磁铁氧体材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能永磁铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：球磨、制备磁粉、混炼、磁场成型并烧结；通过系列工艺处理和微量添加剂的添加，最终获得平均粒度小、粒度分布范围窄且易于磁场成型的永磁铁氧体料浆，从而进一步提高材料磁性能。本发明可以制备出平均粒度较小、粒度分布更窄的永磁铁氧体料浆；有利于减少后续生产工序中产品开裂，提高生产效率，还提高颗粒的取向度和烧结后产品密度，从而提高材料综合磁性能；通过在混炼工序前调整各添加剂的添加量来调整最终材料的磁性能。

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域，尤其是涉及一种高性能永磁铁氧体材料的制备方法。

背景技术

磁性材料是广泛应用于计算机、电子元器件、通讯、汽车、家用电器、工业自动化、航空航天、国防等高科技领域的基础材料。作为磁性材料的重要分支，永磁铁氧体材料是永磁电机核心功能部件材料，广泛应用于汽车电机、家用电器电机、工业自动化马达和小型电动工具电机等领域，市场应用前景非常广阔。

众所周知，衡量永磁铁氧体材料磁性能的主要技术指标为剩余磁感应强度(Br)和内禀矫顽力(Hcj)。Br主要取决于材料的饱和磁化强度(Ms)、成型过程中取向度(f)和最终磁体密度(ρ)，Hcj主要取决于材料各向异性场强度(H_A＝2K₁/Ms，K₁为材料的各向异性场常数)、最终磁体晶格缺陷及晶界构造和单畴晶粒比例。因此要提高永磁铁氧体材料的磁性能，可以从以下几中途径：(1)提高取向度(f)，(2)提高磁体密度(ρ)，(3)提高材料的Ms和K₁，(4)细化晶粒，提高单畴颗粒比例，(5)控制烧结后晶粒大小尽可能保持一致。

永磁铁氧体材料制备工艺大致可分为三种，分别为湿压成型烧结铁氧体工艺、干压成型烧结铁氧体工艺和粘结铁氧体工艺。从提高磁性能的角度来看，采用湿压磁场成型工艺的产品获得磁性能最高，主要原因是湿压磁场成型工艺中样品取向度最高，同时烧结后磁体密度相对更高。在湿压磁场成型烧结铁氧体工艺中，要想进一步提高材料磁性能，除了配方优化外，必须在对料浆粒度和一致性加以控制，同时采用精确烧结工艺，尽量保证烧结后晶粒大小的一致性。传统的湿法烧结永磁铁氧体材料制备工艺主要包括以下几个步骤：(1)预烧料制备，(2)干式粉粉碎，(3)湿式细粉碎(二次球磨)，(4)磁场成型，(5)产品烧结。例如，在中国专利文献上公开的一种铁氧体制备方法及其所制备的铁氧体，其授权公告号为CN104496452A，包括以下步骤：制备铁氧体预烧料并进行湿法破碎处理，得到铁氧体预烧料料浆；对铁氧体预烧料料浆进行烘干处理；采用振磨机对铁氧体预烧料干燥粉进行20～40分钟的振磨处理；对振磨后的粉末进行高速分散处理；将高速分散后的铁氧体预烧料粉末与粘合剂均匀混合，并置于磁场中进行干压成型，得到成型铁氧体；对成型铁氧体进行烧结，即得到高性能的干法成型烧结永磁铁氧体。在传统制备工艺中，通常都是在湿式粉碎前添加各种添加剂，利用湿式粉碎过程与主料混合均匀。由于湿式粉碎过程中，水分含量通常在60％左右，而在磁场成型过程中必须将水分含量调整到35％左右，因此湿式粉碎后必须对料浆进行浓缩或者抽滤，减少含水量，在此过程中，会造成一部分前期添加的有益成分流失，从而造成产品性能下降或者不稳定。另外，采用传统的湿法球磨后直接成型工艺，由于球磨后的料浆颗粒粒度离散性较大，很难获得粒度均匀的颗粒，因此难以保证烧结后晶粒大小的一致性，从而造成材料磁性能难以提高。

发明内容

为了克服以上不足，本发明提供一种采用混炼工艺制备高性能永磁铁氧体成型料浆的方法，主要通过将湿法二次球磨后料浆直接烘干或者喷雾干燥后充分分散形成干粉，在此基础上去除超细颗粒、添加各种有益于磁场成型的添加剂和自来水，充分混合均匀并进行混炼，制备出适合于磁场成型的高性能永磁铁氧体料浆，从而进一步提高材料的综合磁性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高性能永磁铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：