本发明涉及一种配方料改进的永磁铁氧体制备方法。
背景技术：
随着社会发展，市场竞争越来越激烈，受金融危机风暴的影响，制造业开始走下坡路，为了减少企业运营成本，提高市场竞争力，对生产成本控制要求很高。为了改善生产格局，需要降低永磁铁氧体，特别是配方料的成本。
现有降低永磁铁氧体配方料成本的方法主要是，在制造永磁铁氧体的球磨阶段减少配方料使用或者选择廉价的配方料。配方料中成本最高的是活性碳酸锶（活性碳酸锶，即经活化处理后的碳酸锶），如果能够减少甚至不使用它，将大大的降低生产成本。但是，在具体生产实践中，现有高性能牌号的永磁铁氧体若不使用活性碳酸锶，而仅使用普通的碳酸锶（普通碳酸锶，即未经任何预处理的碳酸锶），磁体的矫顽力无法大幅度提高甚至是保持。如果成本降低的同时带来了产品质量变差的风险，对于企业的生存来说是得不偿失的。
因此，现有技术中，减少配方料使用或者选择廉价的配方料的情况下，磁体性能较低或者磁体稳定性不高，亟需找到一种既能降低生产成本，又能保持甚至提高磁体综合性能的配方料。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种生产成本低，永磁铁氧体综合磁性能好的永磁铁氧体的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种配方料改进的永磁铁氧体制备方法，在现有制造永磁铁氧体的球磨阶段，将配方料中现有使用的活性碳酸锶替换为碳化硅、普通碳酸锶和硫酸锶的混合物。
活性碳酸锶是永磁铁氧体材料的一种常用添加剂，在一定的烧结温区范围内，可使磁体获得高剩磁、高矫顽力的综合性能，但是价格较高，一般为10万元/吨，而普通碳酸锶价格仅为0.6万元/吨。普通碳酸锶受热分解成氧化锶，可起致密铁氧体作用，当n＜6（n为Fe2O3与SrO的摩尔比）时，过剩的氧化锶有促进铁氧体固相反应，促进晶粒长大的作用，碳酸锶加入后可在较宽的烧结温度内烧结；碳化硅颗粒在高温时可以牵制位错运动，形成“畴壁钉扎”，提高矫顽力，同时在烧结过程中抑制铁氧体晶粒长大，增加单畴比例，提高矫顽力；硫酸锶具有低的“形成自由能”，能使锶铁氧体的各向异性及取向度显著提高，不溶于锶铁氧体的那部分，成为细的分散剂，作为第二相控制着超过平均晶粒尺寸晶粒的生成，加入一定量的硫酸锶对锶铁氧体磁性能包括剩磁在内均有好处。研究发现，当采用碳化硅、普通碳酸锶以及硫酸锶的混合物作为配方添加料时，可进一步提高永磁铁氧体的综合性能。
进一步，所述碳化硅、普通碳酸锶以及硫酸锶的混合物添加量优选为永磁铁氧体预烧料质量的0.4～0.8%。所述混合物的添加量过高或过低，会导致永磁铁氧体综合性能有所下降。
进一步，所述碳化硅、普通碳酸锶以及硫酸锶的混合物中，碳化硅、普通碳酸锶以及硫酸锶的质量比优选为1:2.5～3.5:1～2。试验表明，普通碳酸锶用量过高或过低，永磁铁氧体综合性能都会有所降低；硫酸锶的用量过高，矫顽力会提高，但剩磁会有所下降。由于普通碳酸锶价格仅为0.6万元/吨，碳化硅价格仅为1万元/吨，硫酸锶的价格为4.8万元/吨，配方料在永磁铁氧体制备中的综合成本仅约137元/吨。
进一步，所述永磁铁氧体的制备方法的具体操作为：将永磁铁氧体预烧料、碳化硅和普通碳酸锶、硫酸锶的混合物与其它配方料置于球磨机中，加水，球磨，过滤；将过滤沉淀后的料浆注入模具，在磁场条件下，加压成型为成型生坯；将成型生坯进行烧结，抛光，即成。
本发明方法中，所述加压成型的成型生坯的形状优选直径Φ30.1mm的圆饼。
进一步，所述其它配方料的加入量为永磁铁氧体预烧料质量的1～2%。配方料加入量过多将会提高生产成本，加入量过低将导致磁性能无法达到预期效果。
进一步，所述其它配方料由以下组分及重量份组成：碳酸钙3～4份，高岭土1～2份，硼酸0.5～1份，三氧化二铝0.5～1.5份。所述配方料均以获得较高的永磁铁氧体剩磁、矫顽力等磁性能指标为基准，同时考虑生产成本进行配比添加。
进一步，所述加水的量为永磁铁氧体预烧料质量的1.5～2.5倍。球磨水量以永磁铁氧体预烧料质量浓度大于40%进行添加，同时考虑球磨物料量不能超过球磨容器体积的2/3。
进一步，球磨至料浆的平均粒度为0.6～1.0μm。若平均粒度过小，将导致成型困难，若平均粒度过大，会明显降低磁体矫顽力。
进一步，过滤至沉淀的含水率为32～35wt%。若含水率过高，将导致烧结后尺寸过小，影响磨削加工，若含水率过低，料浆流动性较差，影响生坯压制。
进一步，所述磁场的强度为500～600kA/m；加压的压力为13～18MPa，时间为60～80s。
进一步，所述烧结的温度为1170～1190℃，烧结的时间为100～150min，升温的速率为2～4℃/min。较高温度烧结可获得高剩磁、低矫顽力性能的永磁铁氧体，而较低温度烧结可获得高矫顽力、低剩磁性能的永磁铁氧体，烧结温度可根据具体需要进行调控。
本发明方法的有益效果为：通过用碳化硅、普通碳酸锶和硫酸锶的混合物代替活性碳酸锶，实现了在更宽的温度区间内保持磁性能的稳定性，同时相对添加活性碳酸锶磁性能效果有所提升，并且配方料成本至少下降100元/吨，极大的降低了生产成本，提高了市场竞争力。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例、对比例所使用的永磁铁氧体预烧料是由WMS-4（武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司）与HMS-6（武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司）以及破碎料以7：10：3的质量比混合所得；实施例所使用的碳酸锶购于武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司；对比例所使用的活性碳酸锶购于汨罗生源化工有限公司；其它所使用的化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
实施例1～3
在实施例1～3中，分别将500g永磁铁氧体预烧料，碳化硅和碳酸锶、硫酸锶的混合物（各实施例用量详见表1），3.15g碳酸钙、1.75g高岭土、0.65g硼酸和0.95g氧化铝置于球磨机中，加水1000g，球磨至平均粒度为0.8μm的料浆，将球磨好的料浆过滤沉淀至含水量为33wt%；将过滤沉淀后的料浆注入模具，在磁场强度为530kA/m，压力为15MPa的条件下，加压65s成型为直径Φ30.1mm的圆饼状成型生坯；将成型生坯放入烧结电窑中，以升温速率为3℃/min，在1170～1190℃（各实施例温度详见表1）下，烧结120min，将经过烧结的圆饼的上下两表面磨削抛光，得永磁铁氧体。
采用TYU-2000型磁性材料自动测量装置，对所制得产品的磁性能进行测试，测试结果见表1。
表1 实施例1～3所得永磁铁氧体磁性能数据表
对比例1～3
对比例1～3与实施例1～3的区别仅在于：将在球磨时添加的碳化硅+碳酸锶+硫酸锶混合物，均替换为活性碳酸锶（各对比例用量详见表2）。余与实施例1～3对应相同。
采用TYU-2000型磁性材料自动测量装置，对所制得的产品的磁性能进行测试，测试结果参见表2。
表2 对比例1～3所得永磁铁氧体磁性能数据表
将表1、2进行对比可知，实施例1～3中用碳化硅+普通碳酸锶+硫酸锶替换了活性碳酸锶所得永磁铁氧体的磁性能剩磁与矫顽力均有所提高，但是，碳化硅的成本为1万元/吨，普通碳酸锶的成本为0.6万元/吨，硫酸锶的价格为4.8万元/吨，而活性碳酸锶的成本为10万元/吨，因此，按照本发明方法中配方料的用量，制备永磁铁氧体的配方料成本至少可下降100元/吨。
综上所述，本发明方法通过用碳化硅、普通碳酸锶以及硫酸锶的混合物替代活性碳酸锶，降低了生产成本，同时保持了较好的永磁铁氧体综合磁性能。