一种高性能干压永磁铁氧体转子及其制造方法与流程

文档序号:11270441阅读:605来源:国知局

本发明涉及永磁铁氧体转子及其制造方法,特别是一种高性能干压永磁铁氧体转子的制造方法。



背景技术:

永磁铁氧体转子的成型工艺主要分为两种方式干压和湿压,虽然湿压永磁体性能普遍要高于干压永磁体性能,但湿压从料粉成型到制成品工序繁琐,成型合格率底、生产效率慢,而干压成型的方式要优于湿压成型,成型效率快、合格率高,便于生产小型化和结构复杂的产品。

永磁铁氧体转子作为微电机的核心部件之一,广泛应用于家电、汽车、工业、自动化等领域。随着电子产品小型化高密度集和高清晰的要求,微特电机微、轻、薄,实现节能/小型化来满足电子产品发展的需求,这无疑需要更高的磁性能,而干压产品性能普遍处在,br360-375mt,hc250-270ka/m的水平,性能已不能满足市场需求。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足,提供一种高性能干压永磁铁氧体转子。

为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:

一种高性能干压永磁铁氧体转子,按重量百分比计,由以下原料制备而成:

铁氧体磁粉94.8-97.4wt%;

辅料:余量,由樟脑粉、硼酸(h3bo3)、硬脂酸钙,二氧化硅(sio2)组成。

作为优选地,上述铁氧体磁粉的粒度优选为0.8-1.0μm。

发明人在研究高性能干压永磁铁氧体转子时总结出,通常选用硬质酸钙作为润滑剂,硬质酸钙对膨化时粉料的弥散及产品成型后的脱模起到重要的作用,但c36h70cao4对产品的剩磁和矫顽力影响很大,随着c36h70cao4添加量的增加剩磁和内禀矫顽力均出现明显下降趋势,经过发明人多年的理论研究和实践经验探究出高性能干压永磁铁氧体转子原料中c36h70cao4的添加量优选为1wt%-1.6wt%,进一步优选为1.2-1.4wt%。

发明人在研究高性能干压永磁铁氧体转子时总结出,选用sio2、h3bo3来辅助提高产品的矫顽力和剩磁,添加sio2可以细化晶粒,提高hc,srfe12o19+sio2→srsio3+6fe2o3,因此要控制sio2的添加量,过量的添加sio2会阻止晶粒的生长,反而会降低磁性能;添加h3bo3可增进密度,提高br,过量的添加易在晶界富集玻璃态生物,产品易开裂;因此,作为优选地,辅料中sio2的添加量优选为0.5wt%-1.0wt%,进一步优选为0.6-0.8%;h3bo3的添加量优选为0.2wt%-0.6wt%,进一步优选为0.4-0.5%。

作为优选地,上述樟脑粉含量优选为1.2wt%-2.0wt%;进一步优选为1.5-1.8wt%。

本发明的第二个目的在于提供上述高性能干压永磁铁氧体转子的制造方法,包括以下步骤:

(1)将原料进行破碎膨化,得粉料;

(2)将步骤(1)制得的粉料一次取向成型为生坯;

(3)将步骤(2)制得的生坯进行破碎膨化再进行二次粉料配制;

(4)将步骤(3)制得的物料经二次取向压制成生坯;

(5)高温烧结,烧结温度为1160℃-1220℃;

(6)打磨/清洗制成成品。

发明人在研究上述高性能干压永磁铁氧体转子的制造方法时总结出,原料中通常选用以樟脑作为粘接剂,但发现樟脑易结块或形成不规则颗粒状,如直接添加到粉料中无法分散开对产品质量造成不利影响,而在制造方法时对樟脑的使用一般采用酒精作为稀释剂,稀释后的樟脑和酒精会综合成樟脑酒精溶液(以下简称溶液),溶液添加到磁粉中后经膨化分散开,此方法对后工序的烧结将带来不必要的麻烦另由于增加了酒精同时也会增加成本,本发明制造方法将樟脑块经粉碎、加入分散剂研磨制成樟脑粉,制成后的樟脑粉可直接添加到磁粉中,可解决因添加酒精对后工序烧结带来的影响同时也降低了生产成本。

作为优选的,上述步骤(2)中所述的一次取向成型具体为:对压方式为双向对压,油缸压力20~50mpa,外加成型磁场大小为:1600奥。

作为优选的,上述步骤(4)中所述的二次取向成型具体为:对压方式为双向对压,油缸压力20~50mpa,外加成型磁场大小为:1600奥。

在上述高性能干压永磁铁氧体的制造方法中,发明人在研究时总结出:磁场定向技术是至关重要的一个环节,在产品压制成型的过程中,施加一直流磁场,使粉末粒子的易磁化轴(c-轴)沿外磁场方向排列,则可压制成各项异性的压坯;近似于单畴单晶体的六角铁氧体粉末,在外磁场作用下,粉末粒子被磁化产生一个作用力矩,将混乱粉末粒子的易磁化一(c—轴),沿外磁场方向整齐的排列起来一磁场定向。由于粉末粒子之间的同性磁极排斥力及摩擦力,即使在比较大的磁场下也不可以做到100%的取向,本发明制造方法采用了二次取向的方法来减少磁粉成型时磁极间的排斥及摩擦力,有效地提高了磁粉取向度,从而有效的提升了产品的性能指标,利用本发明方法制造的高性能干压永磁铁氧体转子,剩磁和矫顽力分别为,br370-385mt,hc270-290ka/m,最大磁能积bh>27.0±5kj/m3,满足了干压永磁同步电机转子对高性能的需求。

与现有技术相比,本发明的有益效果:本发明高性能干压永磁铁氧体转子,辅料的选择及配比恰当,制备出的高性能干压永磁铁氧体具有优异的性能;同时,本发明制造方法易操作,降低了生产成本,进一步采用二次取向减少了磁粉成型时磁极间的排斥及摩擦力,提高了磁粉取向度,有效地提升了永磁铁氧体的性能指标;利用本发明方法制造的永磁铁氧体生产的永磁同步电机转子,剩磁和矫顽力分别为:br370-385mt,hc270-290ka/m.最大磁能积bh>27.0±5kj/m3,满足了干压永磁同步电机转子对高性能的需求。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1一种高性能干压永磁铁氧体转子及其制造方法

一种高性能干压永磁铁氧体转子,按重量百分比计,由以下原料制备而成:

铁氧体磁粉97.4wt%,磁粉粒度为0.8-1.0μm;

辅料:樟脑粉1.2wt%、硼酸(h3bo3)0.2wt%、硬脂酸钙(c36h70cao4)1wt%,二氧化硅(sio2)0.2%。

本例高性能干压永磁铁氧体转子的制造方法,包括以下步骤:

(1)将本例原料进行破碎膨化,得粉料;

(2)将步骤(1)制得的粉料一次取向成型为生坯,对压方式为双向对压,油缸压力20mpa,外加成型磁场大小为:1600奥;

(3)将步骤(2)制得的生坯进行破碎膨化再进行二次粉料配制;

(4)将步骤(3)制得的物料经二次取向压制成生坯,对压方式为双向对压,油缸压力40mpa,外加成型磁场大小为:1600奥;

(5)高温烧结,烧结温度为1200±10℃;

(6)打磨/清洗制成成品。

利用本例原料及制造方法制备出永磁铁氧体转子,剩磁和矫顽力分别为:br370-385mt,hc270-290ka/m.最大磁能积bh>27.0±5kj/m3,满足了干压永磁同步电机转子对高性能的需求。

实施例2一种高性能干压永磁铁氧体转子及其制造方法

一种高性能干压永磁铁氧体转子,按重量百分比计,由以下原料制备而成:

铁氧体磁粉94.8wt%,磁粉粒度为0.8-1.0μm;

辅料:樟脑粉2.0wt%、硼酸(h3bo3)0.6wt%、硬脂酸钙(c36h70cao4)1.6wt%,二氧化硅(sio2)1.0wt%。

本例高性能干压永磁铁氧体转子的制造方法,包括以下步骤:

(1)将本例原料进行破碎膨化,得粉料;

(2)将步骤(1)制得的粉料一次取向成型为生坯,对压方式为双向对压,油缸压力35mpa,外加成型磁场大小为:1600奥;

(3)将步骤(2)制得的生坯进行破碎膨化再进行二次粉料配制;

(4)将步骤(3)制得的物料经二次取向压制成生坯,对压方式为双向对压,油缸压力25mpa,外加成型磁场大小为:1600奥;

(5)高温烧结,烧结温度为1220±10℃;

(6)打磨/清洗制成成品。

利用本例原料及制造方法制备出永磁铁氧体转子,剩磁和矫顽力分别为:br370-385mt,hc270-290ka/m.最大磁能积bh>27.0±5kj/m3,满足了干压永磁同步电机转子对高性能的需求。

实施例3一种高性能干压永磁铁氧体转子及其制造方法

一种高性能干压永磁铁氧体转子,按重量百分比计,由以下原料制备而成:

铁氧体磁粉95.8wt%,磁粉粒度为0.8-1.0μm;

辅料:樟脑粉1.8wt%、硼酸(h3bo3)0.5wt%、硬脂酸钙(c36h70cao4)1.2wt%,二氧化硅(sio2)0.7wt%。

本例高性能干压永磁铁氧体转子的制造方法,包括以下步骤:

(1)将本例原料进行破碎膨化,得粉料;

(2)将步骤(1)制得的粉料一次取向成型为生坯,对压方式为双向对压,油缸压力50mpa,外加成型磁场大小为:1600奥;

(3)将步骤(2)制得的生坯进行破碎膨化再进行二次粉料配制;

(4)将步骤(3)制得的物料经二次取向压制成生坯,对压方式为双向对压,油缸压力50mpa,外加成型磁场大小为:1600奥;

(5)高温烧结,烧结温度为1160℃±10℃;

(6)打磨/清洗制成成品。

利用本例原料及制造方法制备出永磁铁氧体转子,剩磁和矫顽力分别为:br370-385mt,hc270-290ka/m.最大磁能积bh>27.0±5kj/m3,满足了干压永磁同步电机转子对高性能的需求。

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