制粉工艺对各向异性烧结铁氧体径向多极磁环磁性能的影响

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1、制粉工艺对各向异性烧结铁氧体径向多极磁环磁性能的影响戚伟(武钢集团耐火材料有限责任公司，湖北武汉430082)1引言各向异性烧结铁氧体径向多极磁环(以下简称多极磁环)是近年来在传统干压成型工艺基础上，融入先进的异性干压料粉制备技术、径向多极取向干压成型技术和干压成型模具精密制造技术开发成功的一类新型永磁铁氧体制品。与传统的用粘结方法拼接的多极磁体相比，多极磁环具有结构简单、形体轻巧、制作方便、性能优良等诸多显著优点，因此已作为关键部件成功应用于各类精密计数传感器、微型永磁同步电机、磁场定向交流伺服系统中，在需要精确驱动定位的位置控制场合，扮演着极其重要的角色，如打印机、数控机床

2、、工业门阀控制以及航空航天中的舵机方向控制、平台驱动、天线展开等。多极磁环最早由日本磁体厂家开发成功，并取得广泛应用。我国很多领域的产品开发和应用通常都迟于发达国家。多极磁环产品的开发和应用也是如此。近几年来，国内已有湖北、江苏、浙江、广东等地的少数几个厂家涉足多极磁环产品的研制与生产，但技术水平参差不齐，产品性能普遍较低。如，表面磁感应强度Bb在150～180mT之间，而日本同类产品普遍在180mT以上。产品性能的差距主要缘于干压异性料粉制备技术、多极磁环模具制造精度以及干式液压机的工艺水平等方面的差距。本试验主要从干压异性料粉制各技术角度，研究了不同工艺条件下制得异性干压料

3、粉的颗粒形貌及粒级分布状况，及其对最终制成多极磁环烧结收缩特性及磁性能的影响；优化改进了传统的干压异性料粉制备工艺，采用一种预取向异性料粉制各工艺，制得了粒级分布相对合理、取向性、成型性优良的干压异性料粉，进而制得了性能优良的多极磁环产品，其表面磁感应强度Bb在185mT以上，达到或甚至优于日本同类产品样品水平。322试验方法选用国内常规锶永磁铁氧体预烧料粗粉(3“lam)，采用图1所示的工艺路线制备干压异性料粉及相应的多极磁环。主要考查①②两种不同制粉方式对最终制成多极磁环性能的影响。同时，通过在试验中设置不同的湿式球磨粒度，通过调整破碎方式及工艺参数制得不同粒级分布的异性干

4、压料粉进行试验，考查它们对多极磁环烧结收缩特性及磁性能的影响。湿式球磨用常规球磨机进行。分别采取两种方式制粉——-①是将球磨料浆初步滤水后直接烘干，用钢球振动筛破碎制粉；②是将球磨料浆经磁场取向压制成型为含水量小于14％的密实坯件，再烘干，用钢球振动筛或万能破碎机破碎制粉。多极磁环样品的成型使用专用的径向多极取向模具在KEEF．15型干式成型液压机上进行。常规烧结后，测量烧成多极磁环毛坯各方向的尺寸以考查其烧结收缩特性，再磨加工到成品尺寸，用专用多极充磁夹具充磁，在RDM．05E型多极磁环磁力分布仪上测定多极磁环的磁力分布曲线及磁感应强度极值，进行对比分析。湿式球磨。刊篙纠湿_

5、叫压I成I型2烘干破碎过筛制粉千压成型多极磁环坯件烧结、磨加工烧结、磨加工U湿压磁体样品磁性能测试①⋯蝴工艺。删一删粉工艺图1试验工艺路线图多极磁环样品磁性能测试3分析讨论3．1制粉方式对多极磁环成型坯件尺寸的影响表1列出了①、②两种制粉方式下成型多极磁环生坯件的尺寸。从中可以看出，两种样品的内、外径尺寸d和D在测量误差范围内无明显差别，而它们的高度尺寸H却有着明显的差别。需要说明的是，两种样品坯件的成型条件(如成型压力、取向电流等)是完全相同的，型腔加料高度也是完全一样的(调定后没有改变)。坯件高度的差别，说明两种成型料粉的粉体特性存在差别。未经预取向成型，由球磨料浆直接烘干

6、制得的料粉，其松装密度相对较小(料粉膨松)，同样的型腔高度，这种料粉的装填量相对较少，因此用它成型的F21H样品坯件的高度就较低；而经过预取向成型、再烘干制得的异性干压料粉，其颗粒已有一定的密实度，其松装密度较大，装填性较好，因此在同样的型腔深度及成型工艺条件下，用它成型的F22H样品的高度就较高。表1不同制粉方式下成型多极磁环坯件的尺寸多极磁环生坯尺寸样品编号制粉方式DXd×H(mm)F2lH①28．54×19．48×20．61F221H②28．54×19．50×22．80说明：制粉方式①为未经预取向成型，料浆直接烘干，破碎制粉：制粉方式②为经预取向成型，再烘干，破碎制粉。下

7、同。3．2制粉方式对多极磁环烧结收缩特性及磁性能的影响表2列出了采用①、②两种方式制粉，制得多极磁环烧结尺寸收缩及磁性能数据。表2不同制粉方式多极磁环的收缩特性及磁性能样品制粉烧结尺寸收缩比a收缩特性磁性能Bb(mT)编号方式Dn×DlUlXdXHarDPJ-n)maxminF21H①1．2208×1．2322×1．2275×1．19820．0340167．5152．5F22H②1．2320×1．2447×1．2304×1．1853O．0594193．8177．5注：制粉方式①、②同表l说明