本发明涉及粉末冶金工艺制备技术领域,尤其涉及一种大尺寸材料的制备方法。
背景技术:
目前随着电机、无线充电技术的发展以及磁屏蔽技术的迫切需求,需要制备100mm以上的大尺寸材料。材料的制备方法均是通过粉末冶金工艺,粉末冶金工艺是本领域技术人员熟知的制备方法,包括制粉、成型、等静压、烧结、后加工步骤,其中成型工艺的成型压力随材料的受力面积及高度的变大而变大,要制备尺寸越大的材料,对压机成型压力需要越高,而成型压力越大的压机,价格越贵,制备成本越高,以制备高度为200mm的稀土钴永磁材料为例,传统的方法需要300t以上的压机压制,且成型出来的材料存在密度梯度,高度方向两端的密度比中间的密度大5%以上,烧结时易产生两端大中间小的变形,无法满足应用要求。
技术实现要素:
本发明的目的就在于提供一种大尺寸材料的制备方法,以解决上述问题。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是这样的:一种大尺寸材料的制备方法,其工序包括制粉、成型、等静压、烧结和后加工,所述成型工序采用多段成型方法,具体为,
首先将粉体成型为高度较低的毛坯小块,然后将多个毛坯小块叠加,保持接触面无杂物,达到所需的高度,形成毛坯;
烧结工序装料时沿毛坯小块叠加方向竖直装料,将毛坯装入高温烧结炉,在重力的作用下,通过高温烧结,毛坯小块之间完全固熔在一起,形成一个整体;
后加工工序磨除表面毛坯小块之间痕迹,即得到大尺寸材料。
作为优选的技术方案,所述的毛坯在装入高温烧结炉之前,进行一次等静压。其目的是促使毛坯小块之间紧密结合,不易分散。
作为优选的技术方案,所述材料为铁氧体。
作为优选的技术方案,所述材料为金属合金材料。
作为优选的技术方案,所述的毛坯小块高度为10mm-80mm。
作为优选的技术方案,所述的毛坯高度为100mm-1000mm。
作为进一步优选的技术方案,所述的等静压压力为100mpa-1000mpa。
作为优选的技术方案,所述的大尺寸材料为长方体。
作为优选的技术方案,所述的大尺寸材料为圆柱体。
作为优选的技术方案,所述的大尺寸材料为圆环。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明可以制备尺寸达1000mm的材料,且对压机压力要求可以降低60%以上,节约成本,制备的材料不同位置的密度可以控制在1%以内,减小一次成型带来的密度梯度,使烧结后的材料不易变形,满足应用要求。
附图说明
图1为实施例1的四边形块状材料制备过程示意图;
图2为实施例2圆柱形块状材料制备过程示意图
图3为实施例3圆环形块状材料制备过程示意图
图中:1、毛坯小块;2、毛坯;3、大尺寸材料。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1:
本实施例是制备长100mm、宽100mm、高200mm的四边形块状钐钴永磁材料;
用传统方法,制备该材料需要300t以上的压机压制,且因为高度过高,两头的密度与中间的密度差为5%左右,形成密度梯度,烧结时易变形,不能满足需要;
本实施例如图1所示,其制备的工序为:
首先用100t压机压制十个(图1中仅示出四个)长100mm、宽100mm、高20mm的毛坯小块1;
再将十个毛坯小块1叠加在一起,形成毛坯2;
然后将毛坯2用塑料袋密封,在200mpa压力下进行等静压,使多个毛坯小块1紧密结合,不易分散,且通过等静压,毛坯2密度均匀,烧结时不易变形;
烧结时按照图1所示竖直装料,通过高温烧结,毛坯小块1之间完全固熔在一起,形成一个整体;
后加工工序磨除表面毛坯小块1之间痕迹,即可得到大尺寸材料3;
经过测试本实施例得到的大尺寸材料3不同部位的最大密度差为0.7%。
实施例2:
本实施例制备φ100mm、高200mm的圆柱形锰锌铁氧体磁芯;
用传统方法,制备该材料需要300t以上的压机压制,且因为高度过高,两头的密度远大于中间的密度,形成密度梯度,烧结时易变形,不能满足需要;
本实施例如图2所示,其制备的工序为:
首先用100t压机压制十个(图1中仅示出四个)φ100mm、高20mm的毛坯小块1;
再将十个毛坯小块1叠加在一起,形成毛坯2;
然后将毛坯2用塑料袋密封,在400mpa压力下进行等静压,使多个毛坯小块1紧密结合,不易分散,且通过等静压,毛坯2密度均匀,烧结时不易变形;
烧结时按照图2所示竖直装料,通过高温烧结,毛坯小块1之间完全固熔在一起,形成一个整体;
后加工时磨除表面毛坯小块1之间痕迹,即可得到大尺寸材料3;
经过测试本实施例得到的大尺寸材料3不同部位的最大密度差为0.8%。
实施例3:
本实施例制备φ200mm×180mm、高200mm的环状镍锌铁氧体磁芯;
用传统方法,制备该材料需要300t以上的压机压制,且因为高度过高,两头的密度远大于中间的密度,形成密度梯度,烧结时易变形,不能满足需要;
本实施例如图3所示,其制备的工序为:
首先用100t压机压制十个(图1中仅示出四个)φ200mm×180mm高20mm的毛坯小块1;
再将十个毛坯小块1叠加在一起,形成毛坯2;
然后将毛坯2用塑料袋密封,在600mpa压力下进行等静压,使多个毛坯小块1紧密结合,不易分散,且通过等静压,毛坯2密度均匀,烧结时不易变形;
烧结时按照图3所示竖直装料,通过高温烧结,毛坯小块1之间完全固熔在一起,形成一个整体;后加工时磨除表面毛坯小块1之间痕迹,即可得到大尺寸材料3;
经过测试本实施例得到的大尺寸材料3不同部位的最大密度差为0.9%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。