一种永磁铁氧体的快速烧结方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种永磁铁氧体的制造方法，尤其是涉及一种永磁铁氧体的快速烧结 方法。
【背景技术】
[0002] 永磁铁氧体是氧化二铁为主要原料，通过陶瓷工艺方法制造而成的，具有强 抗退磁能力、高的剩余磁感应强度和良好的化学稳定性等特点，是一类性价比高、应用范围 最广、需求量最大的永磁材料。它广泛用于汽车、家用电器，工业自动化等行业。已知的六 方晶系Μ型（磁铅石型）Sr铁氧体或Ba铁氧体，其传统的制作工艺路线有预烧、粗粉碎、细 粉碎、成型、烧结、磨加工、清洗、检测、包装等生产环节。
[0003] 申请号为CN201220398077的中国专利，提到了一种磁性材料烧结系统，如图1所 示，该系统包括上料区、预热区、烧结区、冷却区、下料区，上料区与预热区之间设置有一个 预烘干区；冷却区内设置有引风机，引风机上连接有通风管道，通风管道分设为两条支路， 一条支路通向预热区，另一条支路通向预烘干区，该系统的不足之处在于(1)、下料区与上料 区未连接在一起，通常各需1人24小时上、下产品；口)、预烘干区与预热区未连接在一起，受 热产品通过预烘干区进入预热区的过程中，存在热量流失的现象；樹、该专利未提到升、降 温曲线W及烧结气氛的具体控制方法；(4)、该专利没有就烧结工艺对产品的显微结构和产 品磁性能的影响做讨论；城该专利没有就产品烧结后的常见带余磁现象进行讨论。
[0004] 申请号为CN201210232628的中国专利，提到了一种增加永磁电机用瓦形磁体抗 压强度的方法，该方法的不足之处在于，(1)产品的烧结周期较长、生产效率较低。
[0005] 申请号为CN200910098603的中国专利，提到了一种高性能永磁铁氧体拱形磁体 及烧结方法，在其实施例中提到了其磁瓦是经30m双推板电塞121(TC保温2小时的烧结，然 后随塞冷却，现有的用推板塞烧结永磁铁氧体的技术，其烧结后的产品容易带余磁，且烧结 周期较长，生产效率不高，容易出现拱板现象，产品固相反应程度不高，磁性能不理想，能耗 较高。
[000引 申请号为CN201210034434的中国专利，提到了一种生产永磁铁氧体瓦形产品的 烧结工艺，该工艺的不足之处在于；(1)、利用电塞自然冷却区iiocrc处的热能及电塞尾部 余热对生昆进行加热，在iiocrc附近如开始抽热气流，将导致最高烧结温度（即120(TC附 近）的热气流向塞尾部方向的流动加速，最高烧结温度附近的热量下降，要使产品固相反 应完全，产品的磁性能满足要求，必须适当提高最高烧结温度，最高烧结温区发热体的功率 增加，导致不必要的能源浪费；口)关于其降温工艺，该专利提到，在电塞冷却区的iiocrc位 置上方，用保温管将该区的热能一部分引到需要用电加热的电塞入口处低温区，使该区域 的电塞温度急速下降20(TC左右；该方法未考虑到降温区居里温度附近降温过快将出现产 品余磁现象的问题，W及影响产品机械强度的降温区（产品降温区中，居里温度到塞尾）的 工艺控制方法；樹、引到低温排气区的热气流自上向下吹到待烧产品上，送种方式，容易出 现承烧板的上层产品与下层产品受热不均匀的现象。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种高性能永磁铁氧体的快速烧结方法，目的是解决现有技术问题， 提供一种节能的永磁铁氧体的烧结方法，尤其是提供了一种高效、节能、烧结气氛有效受 控、产品性能优良的永磁铁氧体的快速烧结方法。
[0008] 本发明解决问题采用的技术方案是：
[0009] 按常规陶瓷工艺获得的永磁铁氧体生昆，其生昆密度控制为2. 9~3. 2g/cm3,其烧 结工艺控制如下：
[0010] 一种永磁铁氧体的快速烧结方法，生昆在塞内依次经升温区、保温区、降温区进行 烧结，降温区内开设有排风口，升温区包括排水区和升温加热区，排水区设有热气流进口， 降温区的部分热气流（温度控制为26(TC~35(TC )经热气流进口进入到升温区内，数组热 气流进口沿排水区进料方向设置，降温区的部分热气流通过排风口抽出并经热气流进口进 入到排水区对生昆进行加热，其中升温区内总的热气流流量沿产品的前进方向逐渐增加， 并满足下列公式：
[0011] Q = 30 巧 XKXVXt，
[0012] Q，热气流的流量，mV3600，
[001引 K，为系数，其值为1.5~3. 5，
[0014] V，生昆前进的速度，米/砂；
[0015] t，生昆前进的时间，砂；
[0016] 还设有换热器，降温区的热气流在进入到排水区后，控制其温度为26(TC~ 350 〇C。
[0017] 升温区中的排水区长12米，每隔2米设置一个排除水蒸气的通道。升温加热区分 为缓慢升温区和快速升温区，缓慢升温区为长12米，快速升温区长6米，其中排水区尾端点 温度控制在260~35(TC内，缓慢升温区尾端点温度控制在550~60(TC，快速升温区尾端 点温度控制在119(TC~123(TC。上述排水区尾端点也是缓慢升温区首端点，缓慢升温区尾 端点也是快速升温区首端点，排水区首端点即为塞口。
[0018] 所述保温区为3米。
[0019] 所述降温区包括快速降温区和缓慢降温区，快速降温区长5. 2米，缓慢降温区长 为5. 8米。
[0020] 从降温区抽出的热气流从承烧板下方和生昆上方分别吹入塞内。
[0021] 在各温区的端点均设有一温度检测装置。
[002引排水区的热气流进口，从入塞□开始，每隔400mm为1组，共30组。
[0023] 本发明的有益效果；通过对热气流流量的控制及烧结气氛的控制，使整个烧结过 程快速、高效、节能，且产品性能优良的永磁铁氧体快速烧结方法，具体主要体现在为：热气 流入塞口的流量，用自动控制气体流量计，按公式"Q = 30巧XKXVXt"对热气流进行有效 的控制，在升温工序中的排水区与次排水区（缓慢升温区），使生昆均匀受热、充分排水的 设计，为永磁铁氧体烧结气氛的有效控制，为其快速烧结奠定了基础。
【附图说明】
[0024] 图1是现有磁性材料烧结系统中各温区示意图及气体流动方向；
[00巧]图2是烧结工序的Η个分工序示意图；
[0026] 图3是本发明中各温区及产品与气体流动方向示意图；
[0027] 图4是实施例1的典型烧结温度曲线；
[0028] 图5是升温区的典型的气氛控制曲线；
【具体实施方式】
[0029] W下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0030] 实施例1
[0031] 准备市售的铁红，其主成分化2〇3的质量分数为99. 2% W上，准备质量分数为 98. 5% W上的SrC〇3粉末，对永磁铁氧体的主成分SrO . nFe2〇3,按η = 6. 2进行控制，湿法 混合各主原料。其混合时间为2小时，然后，将混合均匀的各原料烘干，在空气中1295°C下 保温2小时，将所得预烧料干式粗破碎至2 μ m，取该粉碎物若干，按质量分数计，分别为1 % 的化C〇3,0. 4%的Si〇2,和公知的分散剂山梨树糖醇0. 5%，并按料、球、水的质量比为1 ;6 : 1. 5的比例，将料、钢球（已清洗干净）、水投入Φ2000Χ 1980的球磨机（已清洗干净）中 进行细粉碎，用WLP-208测量其平均粒度为0. 80 μ m。将所得料浆的含水量控制在38 %，然 后在磁场作用下成型，成型时的充磁磁场为lOOOOOe，成型之后所获得的生昆，生昆密度为 2. 9~3. 2g/cm3,送类永磁铁氧体生昆的整个烧结工序分为升温工序①、保温工序②、降温 工序⑨，如图2所示，在塞内依次经升温区、保温区、降温区进行烧结，其中升温区包括排水 区和升温加热区。排水区靠从降温区送过来的热气流对生昆进行加热，长12米，每隔2米 设置一个排除水蒸气的通道。升温加热区靠发热体对生昆进行加热，升温加热区包括次排 水区（即缓慢升温区）和快速升温区，缓慢升温区长12米，快速升温区长6米。保温区长 3米。降温区分为快速降温区和缓慢降温区，快速降温区长为5. 2米；缓慢降温区长为5. 8 米。其整个塞内各温区的划分及结构如图3所示。排风口及各温区端点处设有温度检测装 置，用W控制温度变化。当温度超过预定的温度范围值时，自动控制系统自动进行温度调 节，使温度符合要求，本实施例中的温度的自动调节系统采用的现有技术。
[0032] 其具体烧结过程如下所述：
[0033] 工件进入到烧结塞内，先进入到排水区，排水区25°C~26(TC，排水区的热气流进 口，从入塞口开始，每隔400mm为1组，共30组，每组均从承烧板的下方和生昆的上方分别 吹入塞腔内，送样可W使塞体内各位置的生昆，均匀受热。降温区的热气流送入升温区之 前，先将其温度进行控制为26(TC。
[0034] 工件经过排水区后，依次进入缓慢升温区26(TC~55(TC，快速升温区55(TC~ 120(TC，保温区120(TC，再经快速降温区，缓慢降温区后出塞。其中工件在缓慢降温区采取 随炉自然冷却方式降温，即在本温区中，塞炉底部的进风口处于关闭状态。
[0035] 整个升温区热气流入塞口的流量，用自动控制气体流量计控制，调整。升温区的总 的热气流流量，从塞口开始且沿产品的前进方向逐渐增加，并满足下列公式：
[0036] Q = 30 巧 XKXVXt，
[0037] Q，热气流的流量，mV3600，
[0038] K，为系数，其值为1.5，
[003引 V，生昆前进的速度，米/砂，
[0040] t，生昆前进的时间，砂。
[00川装生昆的承烧板为370 X 370mm，进板速度为每5分30砂进1推（工艺设定，可微 调），则 V = 0. 37/330 = 1. 12Xt/l03(米 / 砂）
[0042] Q = 30巧 X 1. 5 X 1. 12 X t/10 3 (m]/虹）。
[0043] Q的量随t (生昆前进时间）的变化而变化，如第1组进风口（距塞头400mm)，t = 0. 4/V = 356. 7 砂，Q = 30巧XL 5X1. 12Xt/10 3 = 33m3/hr。
[0044] 产品从塞口到塞尾需要花费的时间为10.9小时，44米的双推漉道塞，塞内共有 237.