本发明涉及磁性材料技术领域，尤其涉及一种用于制造多极转子的干压异性磁粉、其制备方法以及由其制得的永磁铁氧体。
背景技术：
近年来，计算机、汽车电子及电动汽车、家用电器等领域的高速发展给永磁铁氧体材料提供了更加广阔的应用市场。发达国家缩减规模和产量，永磁铁氧体的生产向发展中国家转移的大趋势为包括我国在内的发展中国家发展永磁铁氧体产业提供了机会。
各向异性烧结永磁铁氧体的制备方法一般包括一次配方、预烧结、粗破碎、二次配方、湿磨、干燥、成型和二次烧结。按照成型方法可以分为湿压成型和干压成型两种类型。湿压成型由于有水或者乙醇等分散介质的存在，故铁氧体颗粒易于转动，获得更高的成型取向度，因而能获得更高的磁性能。但湿压成型对设备的要求更高、成本也更高。干压成型没有分散介质，故不易取向，磁性能较差。但干压成型具有成型速度快、生产效率高等优点。
湿压成型在制作尺寸小或薄、形状复杂以及各种极径向取向用的磁器件上受到较大的限制。因此，制作这类磁器件主要还是利用干压成型的方法。随着国内汽车产业的蓬勃发展、办公自动化程度的提高以及家用电器的普及，这类磁器件的需求越来越大，且高性能化的要求越来越突出。
用于制造电机、电磁联轴器、减速器以及制动器等设备的多极转子(比如8极、32极)就是上述磁器件中的一大类。如何借由提高磁粉的磁性能来提高多极转子的磁性能成为国内众多厂家的研究热点。
一般来说，成型所用材料(即磁粉)的粒度越细越好。粒度太粗的话，压制得到的磁器件的密度不够，无法满足使用要求。粒度越细，经干压成型处理所得的成型体的磁性能越好。但在实际生产中，粒度一般控制在0.8～0.9μm，并且在成型时加入一定量的成型用添加剂(常用添加剂包括樟脑、硬脂酸钙、聚乙烯醇和聚乙二醇)来确保成型体的成品率和生产效率。若粒度小于这一数值，虽然成型体的磁性能优异，但是因为粒度太细，也会导致如下问题：一是材料吸附较多的气体，从而使得成型体强度低，并且容易开裂；二是在干压成型的过程中，容易出现跑粉的问题。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
针对采用干法成型制造多极转子这类磁器件时存在的磁粉粒度较小时，成型体强度低、容易开裂，从而使得成型体成品率低的问题，本发明提供了一种用于制造多极转子的干压异性磁粉，该磁粉不但粒度更细，而且还克服了传统磁粉粒度太细时存在的成品容易开裂、制造过程中容易跑粉的问题，从而使得利用该磁粉制成的烧结体的兼具更优异的磁性能和较高的成型体成品率。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
用于制造多极转子的干压异性磁粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将预烧结料、配料和水混合并进行细磨，得到料浆，所述料浆经干燥处理，得到干燥粉料；
(2)将所述干燥粉料进行分散，得到干压粉料；
(3)将所述干压粉料、添加剂和油性溶剂搅拌均匀，得到所述磁粉；
其中，所述添加剂选自二氧化硅和/或α相氧化铝；和
所述添加剂的平均粒径和所述干压粉料的平均粒径之比为2～5。
优选地，在步骤(3)中，所述油性溶剂选自角鲨烷或植物性油脂；和/或
所述干压粉料、所述添加剂和所述油性溶剂的质量之比为100：(0.1～0.5)：(0.1～1)。
优选地，在步骤(2)中，所述分散按照如下方式进行：将所述干燥粉料进行振磨，再将振磨后的所述干燥粉料进行搅拌，得到所述干压粉料；
所述振磨的时间优选为60～150分钟，最优选为130～150分钟。
优选地，在步骤(1)中，所述配料选自由碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、氧化铬、氧化铋和硼酸组成的组。
进一步优选地，所述配料中，所述碳酸钙、所述二氧化硅、所述氧化铝、所述氧化铬、所述氧化铋、所述硼酸的用量分别为所述预烧结料的0.5～1.5wt％、0.1～0.5wt％、0.5～1.5wt％、0.5～1.5wt％、0.1～0.5wt％、0.1～0.5wt％；
在步骤(1)中，将所述料浆的含量水控制在30～40wt％；和/或
在步骤(1)中，将所述细磨的时间控制在9～30小时，优选为15～20小时，得到的所述干燥粉料的平均粒度为0.2～0.85μm。
优选地，在步骤(1)中，所述预烧结料按照如下方法制备：
(a)混料：以fe2o3、srco3、la2o3和co3o4为制备原料，按照分子式：sr1-xlaxfe2n-ycoyo19配制各原料，其中x的取值范围为0.1～0.3，y的取值范围为0.1～0.3，且x不大于y，n的取值范围为5.5～6.0；
(b)预烧结：将制备原料混合，制成料球，将所述料球烧结，得到所述预烧结料。
进一步优选地，在步骤(b)中，采用干混或湿混的方式将所述制备原料混合；和
控制所述烧结的温度为1100～1400℃，并保温1～2小时。
一种用于制造多极转子的干压异性磁粉，采用上述制备方法制得。
一种永磁铁氧体，采用上述干压异性磁粉经干压成型和烧结制成。
优选的是，所述干压成型包括如下步骤：将所述磁粉置于磁场中成型，得到成型体；和
所述烧结包括如下步骤：将所述成型体在100～300℃下热处理，再在1150～1350℃下烧结，并保温1～2小时。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供的磁粉不但粒度更细，而且还克服了传统磁粉粒度越细越容易吸附气体以及出现跑粉的问题，从而使得利用该磁粉制成的烧结体的兼具更优异的磁性能和较高的成型体成品率。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一、本发明提供了一种用于制造多极转子的干压异性磁粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将预烧结料、配料和水混合并进行细磨，得到料浆，所述料浆经干燥处理，得到干燥粉料。所用的配料选自由碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、氧化铬、氧化铋和硼酸组成的组。进一步优选地，所述配料中，所述碳酸钙、所述二氧化硅、所述氧化铝、所述氧化铬、所述氧化铋、所述硼酸的用量分别为所述预烧结料的0.5～1.5wt％、0.1～0.5wt％、0.5～1.5wt％、0.5～1.5wt％、0.1～0.5wt％、0.1～0.5wt％。本发明采用湿混方式将所有物料进行混合，湿混使物料具有更细的粒度。当然，还可以采用干混方式将所有物料进行混合，将预烧结料和配料放入强混机强混一段时间(例如5～10分钟)得到干燥粉料。为了使物料更加充分地被研磨，本发明在湿混时控制水的用量，使水的用量能够确保得到的浆料的含水量在30～40wt％。对于所用的设备，可以选择球磨机(如卧式球磨机)。对于本发明细磨的时间，可选的范围为9～30小时，得到的干燥粉料的平均粒度为0.2～0.85μm。细磨的时间越长，干燥粉料的粒度越细。当然，在可选的范围内，优选的研磨时间为15～20小时。虽然细磨时间越长，粉料的粒度越细，但生产效率也随之降低，生产成本也随之升高。发明人发现，当超过20小时时，粒度变小的趋势减缓，而成本却大幅增加。因此，细磨的时间最好控制在15～20小时。
对于本步骤中的预烧结料，可以采用现有技术中已经公开的方法制得的预烧结料，例如cn102936130a、cn102898127a等申请文件中公开的方法。当然，还可以采用本发明提供的优化后的方法来制备预烧结料。经过优化后，降低co的用量，在低成本化的同时，实现了高性能化。具体地，所述预烧结料按照如下方法制备：
(a)混料：以fe2o3、srco3、la2o3和co3o4为制备原料，按照分子式：sr1-xlaxfe2n-ycoyo19配制各原料，其中x的取值范围为0.1～0.3，y的取值范围为0.1～0.3，且x不大于y，n的取值范围为5.5～6.0。
(b)预烧结：将制备原料混合，制成料球，将所述料球烧结，将烧结后的料球破碎，得到所述预烧结料。在这一步骤中，可以采用干混方式进行混合，也可以采用湿混方式进行混合。采用干混方式进行混合时，将fe2o3、srco3、la2o3和co3o4这些制备原料放入强混机混合一段时间，例如1～5分钟。采用湿混方式进行混合时，将上述制备原料放入球磨机中，加入质量为制备原料总质量25～65wt％的水，然后研磨一段时间(例如1～5小时)。烧结的温度可选为1100～1400℃，并保温1～2小时。
(2)将所述干燥粉料进行分散，得到干压粉料。所述分散可以采用常规的分散方法，例如高速搅拌的分散方法。当然，为了提高粉料的分散性能，本发明可以采用优化后的分散方法。具体地，该分散方法包括如下步骤：将所述干燥粉料进行振磨，再将振磨后的所述干燥粉料进行搅拌，得到所述干压粉料。所述振磨的时间优选为60～150分钟，最优选为130～150分钟。振磨时间越长，粉料的分散性越好。
(3)将所述干压粉料、添加剂和油性溶剂搅拌均匀，得到所述磁粉。其中，所述添加剂选自二氧化硅和/或α相氧化铝；所述添加剂的平均粒径和所述干压粉料的平均粒径之比为2～5。本发明中，所添加的平均粒径比干压粉料的平均粒径大的添加剂以及所添加的油性溶剂均匀地混合在干压粉料中，能够减少粉料的表面活性。这样，在干压成型时，即使粉料具有较细的粒度(比如低于0.8μm)，成型体仍具有较高的成品率。故，在制备磁粉时，可以延长细磨时间，获得粒度更细的物料；和/或，可以延长振磨时间，获得分散性更好的物料，从而使得成型体烧结后具有更优异的磁性能。另外，在干压成型时，本发明提供的磁粉具有优异的紧密堆积性能，在烧结时获得更好的烧结密度和致密性，从而使烧结后的成型体具有更好的强度。此外，本发明提供的磁粉的流动性好，表面光洁度高，在干压成型时，可以减少与所用模具之间的摩擦力。所用的添加剂可以选择熔点高的矿物颗粒。当然，最优选为本发明所用的二氧化硅和/或α相氧化铝，使得烧结后的成型体具有更好的强度。本发明中，所述油性溶剂选自角鲨烷或植物性油脂。这里的植物性油脂包含大豆油、棕榈油、橄榄油、玉米油等。此外，所述干压粉料、所述添加剂和所述油性溶剂的质量之比为100：(0.1～0.5)：(0.1～1)。
第二、本发明还提供了一种用于制造多极转子的干压异性磁粉，采用上述制备方法制得。
第三、本发明还提供了一种永磁铁氧体，采用上述干压异性磁粉经干压成型和烧结制成。优选的是，所述干压成型包括如下步骤：将所述磁粉置于磁场中成型，得到成型体；所述烧结包括如下步骤：将所述成型体在100～300℃下热处理，再在1150～1350℃下烧结，并保温1～2小时。
以下是本发明提供的几个具体实施例。
实施例1
(1)预烧结：按照分子式sr1-xlaxfe2n-ycoyo19准备fe2o3、srco3、la2o3和co3o4四种制备原料，其中x＝y＝0.1，n＝5.5。然后，将fe2o3、srco3、la2o3和co3o4放入球磨机中，加入质量为原料总质量30wt％的水，然后研磨2小时。将研磨得到的含水浆料干燥后制成料球，然后将料球放入马弗炉中进行预烧结，预烧结温度为1100℃，并在这一温度下保温2小时。最后，将经预烧结后的料球粉碎，得到预烧结料。
(2)将步骤(1)制得的预烧结料100份、0.1份二氧化硅、0.5份碳酸钙和67份水放入球磨机中进行细磨，细磨时间控制在20小时，将得到的浆料进行干燥，得到平均粒度为0.6μm的干燥粉料。
(3)将步骤(2)得到的干燥粉料放入振磨机中进行振磨，振磨时间为50分钟。然后将振磨后的干燥粉料进行搅拌，得到干压粉料。
(4)将干压粉料100份、二氧化硅0.1份、α相氧化铝0.1份和角鲨烷0.5份搅拌均匀，得到用于制造多极转子的干压异性磁粉。其中，二氧化硅和α相氧化铝的粒径为1.2μm。
(5)将步骤(4)制得的磁粉置于磁场中成型，磁场强度为6000oe，成型压力为6mpa，得到成型体。然后，将成型体置于马弗炉中烧结，烧结温度为1300℃，并在这一温度下保温2小时，得到烧结体，即永磁铁氧体。
实施例2至实施例6
制备方法同实施例基本上相同，不同之处在于步骤(3)中振磨的时间不同，分别为60分钟、120分钟、130分钟、150分钟、170分钟。
实施例7至实施例12
制备方法同实施例4基本上相同，不同之处在于：
步骤(2)中细磨的时间不同，分别为7小时、9小时、12小时、15小时、16.5小时、30小时，得到的干燥粉料的粒径分别为0.93μm、0.85μm、0.71μm、0.55μm、0.27μm、0.2μm。
在步骤(4)中，添加剂的粒径分别为1.86μm、1.7μm、1.42μm、1.65μm、1.08μm、1μm。
实施例13
制备方法同实施例4基本上相同，不同之处在于：
在步骤(1)中，x＝y＝0.3，n＝6.0，预烧结温度为1400℃，保温1小时。
在步骤(2)中，将预烧结料100份、碳酸钙1.5份、二氧化硅0.5份、氧化铝1.5份、氧化铬1.5份、氧化铋0.5份、硼酸0.5份和水45份，得到平均粒度为0.62μm的干燥粉料。
在步骤(4)中，将干压粉料100份、粒度为1.24μm的二氧化硅0.5份和棕榈油0.5份搅拌均匀，得到本发明提供的磁粉。
实施例14
制备方法同实施例4基本上相同，不同之处在于：
在步骤(1)中，x＝0.1，y＝0.2，n＝5.6。
在步骤(4)中，将干压粉料100份、粒度为1.2μm的α相氧化铝0.5份和橄榄油1份搅拌均匀，得到本发明提供的磁粉。
实施例15
制备方法同实施例4基本上相同，不同之处在于：
在步骤(1)中，所用的预烧结料采用如下方法制备而成：
以fe2o3、srco3为制备原料，并按照分子式：sro·5.85fe2o3各组分用量。
实施例16
制备方法同实施例4基本上相同，不同之处在于：
在步骤(4)中，将干压粉料100份和角鲨烷0.5份搅拌均匀，得到干压异性磁粉。
实施例17
制备方法同实施例4基本上相同，不同之处在于：
在步骤(4)中，将干压粉料100份、二氧化硅0.1份和α相氧化铝0.1份搅拌均匀，得到干压异性磁粉。
实施例18
制备方法同实施例4基本上相同，不同之处在于：
在步骤(4)中，未添加二氧化硅、α相氧化铝和角鲨烷。
对各个实施例多用的制备方法的成品率以及制得的烧结体(即永磁铁氧体)的磁性能进行检测，检测结果见表1。此外，表1还记载了各个实施例的制备条件。
表1
注：表1中的“-”代表没有添加。
从实施例1至实施例6的检测结果可以看出，随着振磨时间的延长，烧结体的磁性能也越好。而且，由于本发明添加了特定粒度的二氧化硅和/或α相氧化铝以及油性溶剂，烧结体的成品率也大大提高。当振磨时间延长至170分钟时(见实施例6)，烧结体的矫顽力下降，成品率也大大下降。因此，在实际成产中，可将振磨时间控制在50～150分钟。
从实施例7至实施例12再结合实施例4的检测结果可以看出，随着细磨时间的延长，干燥粉料粒度也逐渐变小，粒度越小，烧结体的磁性能越好，但是成品率有所降低。
从实施例13至实施例18的检测结果可以看出，当磁粉中只添加二氧化硅、α相氧化铝、油性溶剂中的一种或者不添加任何组分时，利用磁粉烧结而成的烧结体的成品率大幅下降，磁性能变化不大。
本发明提供的磁粉对于预烧结料的要求不高，即使采用传统的铁锶预烧结料(见实施例15)，利用磁粉烧结而成的烧结体仍具有优异的磁性能和较高的成品率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。