本發(fā)明屬于永磁鐵氧體磁瓦的加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高性能微型直流電機(jī)用永磁鐵氧體磁瓦的制造方法。

背景技術(shù)：

永磁鐵氧體是國民經(jīng)濟(jì)不可缺少的一種基礎(chǔ)材料，它具有原材料豐富、價(jià)格低廉、節(jié)能燈特點(diǎn)，我國永磁鐵氧體的發(fā)展速度年增長率達(dá)到了15-20%，產(chǎn)量占世界永磁鐵氧體總產(chǎn)量的40%上，廣泛應(yīng)用于汽車、家用電器、電機(jī)設(shè)備等領(lǐng)域，而永磁鐵氧體磁瓦是直流電動機(jī)中的關(guān)鍵部件，由于高性能微型直流電機(jī)的工況特征為初始阻力矩高，短暫勵(lì)磁電流大，因此要求磁體在磁性能上一方面要滿足電機(jī)對永磁的要求，另一方面要具有相應(yīng)的內(nèi)稟矯頑力，以保證在強(qiáng)退磁場的作用下，磁體未發(fā)生過的不可逆退磁，如何保證氧磁體永磁在具有高的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度的同時(shí)，又具有高的矯頑力是磁性材料的行業(yè)目標(biāo)，目前生產(chǎn)的磁材廠家雖然很多，但水平不高，用于電擊傷抗高低溫性能差，退磁率達(dá)到20%，但目前起動機(jī)要求退磁率在10%以下，同時(shí)由于起動機(jī)工作條件比較惡劣，濕度較大，要求具有耐高低溫的性能，因此，目前需要解決的技術(shù)問題是使磁瓦具有較高的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度的同時(shí)，又具有高的內(nèi)稟矯頑力，且抗高低溫退磁性能好，需要從原料配比和加工方法上進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的問題，提供了一種高性能微型直流電機(jī)用永磁鐵氧體磁瓦的制造方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種高性能微型直流電機(jī)用永磁鐵氧體磁瓦的制造方法，包括以下工序：

（1）原料準(zhǔn)備：按重量份計(jì)，85-88份fe2o3、3-4份baco3、4-6份srso4、1-2份nio、1-2份sc2o3、0.2-0.8份y2o3、0.3-0.7份in2o3、0.2-0.8份γ-ga2o3、0.1-0.5份wo3、0.1-0.5份電陶瓷纖維；

所述電陶瓷纖維為鋯鈦酸鉛鑭壓電陶瓷纖維，為三方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，其中圓柱形纖維的直徑為250μm，拉伸強(qiáng)度為25.28mpa；方柱型纖維的邊長為300μm，拉伸強(qiáng)度為24.35mpa；

（2）一次球磨混料：將上述原料中除電陶瓷纖維、γ-ga2o3和y2o3外的其他原料混合，用強(qiáng)混機(jī)以轉(zhuǎn)速400-600轉(zhuǎn)/分鐘通過旋轉(zhuǎn)葉輪將原料混合3-3.5小時(shí)，出料粒徑小于40μm；

（3）二次球磨混料：將一次球磨后的原料加入剩余原料，并加入水作分散劑，控制料：球：水的重量比為1:13:2混合，進(jìn)行球磨，得到料將粒度為400-600nm，對料漿進(jìn)行脫水，料漿含水率控制在30-35%，控制脫水后的料漿的ph值為7.2-7.4；

（4）壓制生坯：壓制磨具中芯桿和墊鐵為導(dǎo)磁材料45#鋼，其余部件均為無磁鋼，壓制壓力為16mpa，充磁動勢為4-5萬安匝，同時(shí)疊加取向度為94-96%的脈沖磁場，脈沖磁場磁動勢為6-7萬安匝；

（5）燒結(jié)：將上述壓制所得生坯放入爐內(nèi)在1150-1180℃的溫度下燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為2-2.5小時(shí)，推進(jìn)速度為24-28min/板，完成后磨削至所需尺寸，即得成品。

對上述內(nèi)容的具體論述，所述步驟（3）中球包括直徑為12的鋼球20%、直徑為8的鋼球40%、直徑為5.5-6的鋼球40%。

優(yōu)選的，所述步驟（3）中料漿脫水后的ph值控制為7.2；所述步驟（4）中充磁動勢為5萬安匝，同時(shí)疊加取向度為95%的脈沖磁場，脈沖磁場磁動勢為6萬安匝。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明中通過對原料進(jìn)行干磨和石磨兩次球磨，使晶體微結(jié)構(gòu)改變，避免顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象，增加材料的密度，提高產(chǎn)品的取向度，在此基礎(chǔ)上增加電陶瓷纖維能夠提高剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度，降低磁瓦制備過程中的不良率，生坯密度大于3.5g/cm3，磁瓦燒結(jié)后的密度達(dá)到5.2g/cm3以上，改善其機(jī)械性能，在室溫條件下，內(nèi)稟矯頑力達(dá)到380ka/m以上，能夠保證直流變頻電機(jī)所需永磁鐵氧體的高磁性能，產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性好，滿足維修直流電機(jī)對所需磁瓦的穩(wěn)定性要求。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種高性能微型直流電機(jī)用永磁鐵氧體磁瓦的制造方法，包括以下工序：

（1）原料準(zhǔn)備：按重量份計(jì)，86份fe2o3、3份baco3、5份srso4、2份nio、1份sc2o3、0.6份y2o3、0.5份in2o3、0.5份γ-ga2o3、0.4份wo3、0.3份電陶瓷纖維；

所述電陶瓷纖維為鋯鈦酸鉛鑭壓電陶瓷纖維，為三方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，其中圓柱形纖維的直徑為250μm，拉伸強(qiáng)度為25.28mpa；方柱型纖維的邊長為300μm，拉伸強(qiáng)度為24.35mpa；

（2）一次球磨混料：將上述原料中除電陶瓷纖維、γ-ga2o3和y2o3外的其他原料混合，用強(qiáng)混機(jī)以轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘通過旋轉(zhuǎn)葉輪將原料混合3小時(shí)，出料粒徑小于40μm；

（3）二次球磨混料：將一次球磨后的原料加入剩余原料，并加入水作分散劑，控制料：球：水的重量比為1:13:2混合，進(jìn)行球磨，得到料將粒度為400-600nm，對料漿進(jìn)行脫水，料漿含水率控制在32%，控制脫水后的料漿的ph值為7.2；

其中，所述球磨用球包括直徑為12的鋼球20%、直徑為8的鋼球40%、直徑為5.5-6的鋼球40%；

（4）壓制生坯：壓制磨具中芯桿和墊鐵為導(dǎo)磁材料45#鋼，其余部件均為無磁鋼，壓制壓力為16mpa，充磁動勢為5萬安匝，同時(shí)疊加取向度為95%的脈沖磁場，脈沖磁場磁動勢為6萬安匝；

（5）燒結(jié)：將上述壓制所得生坯放入爐內(nèi)在1150℃的溫度下燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)，推進(jìn)速度為28min/板，完成后磨削至所需尺寸，即得成品；

（6）性能檢測：剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度br達(dá)到436mt，矯頑力hcb達(dá)到316ka8m，內(nèi)稟矯頑力hcj達(dá)到386ka/m，最大磁能量（bh）max達(dá)到34.2kj/m3，生坯密度3.62g/cm3，磁瓦燒結(jié)后的密度達(dá)到5.24g/cm3，制備不良率為3.7%。

實(shí)施例2

一種高性能微型直流電機(jī)用永磁鐵氧體磁瓦的制造方法，包括以下工序：

（1）原料準(zhǔn)備：按重量份計(jì)，88份fe2o3、3份baco3、6份srso4、1份nio、1份sc2o3、0.2份y2o3、0.7份in2o3、0.2份γ-ga2o3、0.5份wo3、0.1份電陶瓷纖維；

所述電陶瓷纖維為鋯鈦酸鉛鑭壓電陶瓷纖維，為三方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，其中圓柱形纖維的直徑為250μm，拉伸強(qiáng)度為25.28mpa；方柱型纖維的邊長為300μm，拉伸強(qiáng)度為24.35mpa；

（2）一次球磨混料：將上述原料中除電陶瓷纖維、γ-ga2o3和y2o3外的其他原料混合，用強(qiáng)混機(jī)以轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分鐘通過旋轉(zhuǎn)葉輪將原料混合3-3.5小時(shí)，出料粒徑小于40μm；

（3）二次球磨混料：將一次球磨后的原料加入剩余原料，并加入水作分散劑，控制料：球：水的重量比為1:13:2混合，進(jìn)行球磨，得到料將粒度為400-600nm，對料漿進(jìn)行脫水，料漿含水率控制在30-35%，控制脫水后的料漿的ph值為7.3；

其中，所述球磨用球包括直徑為12的鋼球20%、直徑為8的鋼球40%、直徑為5.5-6的鋼球40%；

（4）壓制生坯：壓制磨具中芯桿和墊鐵為導(dǎo)磁材料45#鋼，其余部件均為無磁鋼，壓制壓力為16mpa，充磁動勢為4.5萬安匝，同時(shí)疊加取向度為94-96%的脈沖磁場，脈沖磁場磁動勢為6.5萬安匝；

（5）燒結(jié)：將上述壓制所得生坯放入爐內(nèi)在1150-1180℃的溫度下燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為2.5小時(shí)，推進(jìn)速度為28min/板，完成后磨削至所需尺寸，即得成品；

（6）性能檢測：剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度br達(dá)到435mt，矯頑力hcb達(dá)到315ka8m，內(nèi)稟矯頑力hcj達(dá)到382ka/m，最大磁能量（bh）max達(dá)到33.5kj/m3，生坯密度3.62g/cm3，磁瓦燒結(jié)后的密度達(dá)到5.24g/cm3，制備不良率為2.8%。

實(shí)施例3

一種高性能微型直流電機(jī)用永磁鐵氧體磁瓦的制造方法，包括以下工序：

（1）原料準(zhǔn)備：按重量份計(jì)，85份fe2o3、4份baco3、5份srso4、1份nio、2份sc2o3、0.3份y2o3、0.7份in2o3、0.2份γ-ga2o3、0.5份wo3、0.5份電陶瓷纖維；

所述電陶瓷纖維為鋯鈦酸鉛鑭壓電陶瓷纖維，為三方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，其中圓柱形纖維的直徑為250μm，拉伸強(qiáng)度為25.28mpa；方柱型纖維的邊長為300μm，拉伸強(qiáng)度為24.35mpa；

（2）一次球磨混料：將上述原料中除電陶瓷纖維、γ-ga2o3和y2o3外的其他原料混合，用強(qiáng)混機(jī)以轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘通過旋轉(zhuǎn)葉輪將原料混合3.5小時(shí)，出料粒徑小于40μm；

（3）二次球磨混料：將一次球磨后的原料加入剩余原料，并加入水作分散劑，控制料：球：水的重量比為1:13:2混合，進(jìn)行球磨，得到料將粒度為400-600nm，對料漿進(jìn)行脫水，料漿含水率控制在30-35%，控制脫水后的料漿的ph值為7.4；

其中，所述球磨用球包括直徑為12的鋼球20%、直徑為8的鋼球40%、直徑為5.5-6的鋼球40%；

（4）壓制生坯：壓制磨具中芯桿和墊鐵為導(dǎo)磁材料45#鋼，其余部件均為無磁鋼，壓制壓力為16mpa，充磁動勢為4萬安匝，同時(shí)疊加取向度為94-96%的脈沖磁場，脈沖磁場磁動勢為7萬安匝；

（5）燒結(jié)：將上述壓制所得生坯放入爐內(nèi)在1180℃的溫度下燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為2-2.5小時(shí)，推進(jìn)速度為25min/板，完成后磨削至所需尺寸，即得成品；

（6）性能檢測：剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度br達(dá)到437mt，矯頑力hcb達(dá)到313ka8m，內(nèi)稟矯頑力hcj達(dá)到384ka/m，最大磁能量（bh）max達(dá)到32.7kj/m3，生坯密度3.61g/cm3，磁瓦燒結(jié)后的密度達(dá)到5.23g/cm3，制備不良率為3.3%。

對照組1

對實(shí)施例1中省去步驟（2），直接將所有原料按步驟（3）中方法球磨，其余步驟相同，性能檢測：剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度br達(dá)到425mt，矯頑力hcb達(dá)到298ka8m，內(nèi)稟矯頑力hcj達(dá)到342ka/m，最大磁能量（bh）max達(dá)到31.2kj/m3，生坯密度3.16g/cm3，磁瓦燒結(jié)后的密度達(dá)到4.78g/cm3，制備不良率為18.2%；

相比實(shí)施例1中綜合性能降低，制備不良率提高，不適合用于本發(fā)明中加工。

對照組2

對實(shí)施例1中電陶瓷纖維替換為等質(zhì)量的fe2o3，其余步驟相同，性能檢測：剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度br達(dá)到415mt，矯頑力hcb達(dá)到302ka8m，內(nèi)稟矯頑力hcj達(dá)到354ka/m，最大磁能量（bh）max達(dá)到30.3kj/m3，生坯密度3.43g/cm3，磁瓦燒結(jié)后的密度達(dá)到5.07g/cm3，制備不良率為12.5%；

與實(shí)施例1相比，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度受到了較大影響，相應(yīng)的，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性降低，綜合性能減弱。

對照組3

對實(shí)施例1中電陶瓷纖維為純?nèi)较噔}鈦礦結(jié)構(gòu)，其余步驟相同，性能檢測：剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度br達(dá)到428mt，矯頑力hcb達(dá)到304ka8m，內(nèi)稟矯頑力hcj達(dá)到337ka/m，最大磁能量（bh）max達(dá)到32.4kj/m3，生坯密度3.47g/cm3，磁瓦燒結(jié)后的密度達(dá)到5.02g/cm3，制備不良率為8.6%。

對照組4

對實(shí)施例1中電陶瓷纖維為四方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，其余步驟相同，性能檢測：剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度br達(dá)到422mt，矯頑力hcb達(dá)到316ka8m，內(nèi)稟矯頑力hcj達(dá)到342ka/m，最大磁能量（bh）max達(dá)到32.9kj/m3，生坯密度3.51g/cm3，磁瓦燒結(jié)后的密度達(dá)到5.02g/cm3，制備不良率為7.4%

對照組3和對照組4中對電陶瓷纖維的選擇，對內(nèi)稟矯頑力有加大影響，不能滿足直流電機(jī)對磁體的要求。