CN101206940B - 批量生产高频率低损耗MnZn功率铁氧体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于磁性材料领域。尤其涉及一种批量生产高频率低损耗MnZn功率铁氧体的方法。本发明主要是解决现有技术所存在的使用范围有限，能耗大等技术问题，提供了一种使用范围宽，能量损耗低的批量生产高频率低损耗MnZn功率铁氧体的方法。本发明主要步骤为：称量原材料，然后采用振磨机振磨原材料，得到粉料；采用双推板空气窑直接对粉料进行预烧，得到预烧料；预烧料采用砂磨机进行砂磨；采用全自动干压机对预烧料进行成型；采用烧结炉对成型后的毛坯进行烧结；采用喷雾干燥造粒机对毛坯进行造粒；采用双轴磨床将毛坯表面粗糙度加工至Ra＝0.2～1.4μm。
Description
技术领域
本发明属于磁性材料领域。尤其涉及一种批量生产高频率低损耗MnZn功率铁氧体的方法。
背景技术
目前国内关于生产MnZn功率铁氧体的方法中，大多采用混合、预烧、掺杂、二次球磨、成型、烧结几个步骤。但是由于各种MnZn功率铁氧体选用的材料的不同，会采用不同的加工方法，得到的MnZn功率铁氧体会因为微小的原料差异或者生产工艺的差异而产生性能上很大的差异。
如一篇中国专利号为CN200610022470.3的发明公开了一种高频大功率铁氧体材料的制备方法，它包括以下步骤：1)混合：将51～55mol％Fe2O3、5～10mol％ZnO，余量为MnCO3的料粉混合均匀；2)预烧：将步骤1所得混合料进行预烧；3)掺杂：将步骤2所得料粉按以下质量比加入添加剂：0.01～0.4wt％CaO、0.01～0.2wt％Nb2O5、0.01～0.1wt％K2CO3，以及不超过0.5wt％的TiO2和不超过0.3wt％的SnO2；4)二次球磨：将步骤3中得到的料粉再次球磨；5)成型：将步骤4球磨所得料粉加入8～12wt％有机粘合剂，混匀，造粒后，压制成坯件；6)气氛烧结：将步骤5所得坯件置于气氛烧结炉内烧结。此方法的制作的MnZn功率铁氧体使用范围有限，在1MHz～3MHz之间，并且能耗较大。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的使用范围有限，能耗大等技术问题，提供了一种使用范围宽，能量损耗低的批量生产高频率低损耗MnZn功率铁氧体的方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：批量生产高频率低损耗MnZn功率铁氧体的方法，包括以下步骤：
A)配料与振磨：称量原材料，然后采用振磨机振磨原材料，振磨时间为0.5～1小时，得到粉料；
B)预烧：采用双推板空气窑直接对粉料进行预烧，温度为800℃～1000℃，时间为2～3小时，得到预烧料；
C)砂磨：预烧料采用砂磨机按照预烧料∶磨球∶水＝1∶5～6∶0.55～0.65的比例进行砂磨，时间为110～130分钟；
D)成型：采用全自动干压机对预烧料进行成型，成型后的毛坯密度为2.8～3.3g/cm3；
E)烧结：采用烧结炉对成型后的毛坯进行烧结，烧结温度为1220℃～1280℃，烧结时间3～5小时；
F)喷雾造粒：采用喷雾干燥造粒机对毛坯进行造粒，入口温度为250～290℃，出口温度为120～150℃，松装比重为1.2～1.8g/cm3；流动角为28°以上；
G)磨加工：采用双轴磨床将毛坯表面粗糙度加工至Ra＝0.2～1.4μm。
在上述批量生产高频率低损耗MnZn功率铁氧体的方法中，作为优选，所述的步骤A中粉料的颗粒大小为1.5～2.2μm。
在上述批量生产高频率低损耗MnZn功率铁氧体的方法中，作为优选，所述的步骤C中经过砂磨破碎的粉料平均粒度为1.0～1.4μm。
在上述批量生产高频率低损耗MnZn功率铁氧体的方法中，作为优选，所述的步骤D，成型后的毛坯尺寸公差为±0.1mm。
在上述批量生产高频率低损耗MnZn功率铁氧体的方法中，作为优选，所述的步骤E在均匀的气氛、温度下经行，并采用钟罩窑烧结。
因此，本发明具有以下优点：
使用范围宽，能量损耗低，可获得微观结构优良，材料的起始磁导率较高，高频下的功率损耗较低的MnZn功率铁氧体材料。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
MnZn铁氧体，其基本组成为52～56mol％的Fe2O3、1～4mol％的ZnO，其余为MnO。其副成分中含有0.001～0.008wt％的SiO2和0.1～0.4wt％的CaCO3。以上副成分是相当于Fe2O3、MnO、ZnO的总量以重量百分比计算。
该MnZn铁氧体的生产工艺的流程是：
1)配料：用电子天平称量原材料，确保称量的准确。
2)振磨：采用振磨机振磨，振磨时间为0.5小时。
3)预烧：采用双推板空气窑直接对粉料进行预烧，温度及时间为800℃～900℃，时间为2小时。
4)砂磨：预烧料采用砂磨机进行砂磨，时间为110分钟，烧料∶磨球∶水＝1∶5∶0.55，经过破碎的粉料平均粒度为1.0μm。
5)成型：采用全自动干压机进行，毛坯密度在2.8～3.3g/cm3，尺寸公差在±0.1mm。
6)烧结：采用烧结炉进行，确保气氛，温度的均匀性，并采用钟罩窑烧结，烧结温度为1220℃，时间5小时。
7)喷雾造粒：采用喷雾干燥造粒机进行，入口温度为250℃，出口温度为120℃，松装比重为1.2g/cm3；流动角为28°以上。
8)磨加工：采用双轴磨床进行，表面粗糙度达到Ra＝0.2μm。
实施例2：
1)配料：用电子天平称量原材料，确保称量的准确。
2)振磨：采用振磨机振磨，振磨时间为1小时。
3)预烧：采用双推板空气窑直接对粉料进行预烧，温度及时间为900℃～1000℃，时间为3小时。
4)砂磨：预烧料采用砂磨机进行砂磨，时间为110分钟，烧料∶磨球∶水＝1∶6∶0.65，经过破碎的粉料平均粒度为1.0μm。
5)成型：采用全自动干压机进行，毛坯密度在2.8～3.3g/cm3，尺寸公差在±0.1mm。
6)烧结：采用烧结炉进行，确保气氛，温度的均匀性，并采用钟罩窑烧结，烧结温度为1280℃，时间3小时。
7)喷雾造粒：采用喷雾干燥造粒机进行，入口温度为290℃，出口温度为150℃，松装比重为1.8g/cm3；流动角为32°以上。
8)磨加工：采用双轴磨床进行，表面粗糙度达到Ra＝1.4μm。
实施例3：
该生产工具工艺的流程是：
1)配料：用电子天平称量原材料，确保称量的准确。
2)振磨：采用振磨机振磨，振磨时间为0.5～1小时
3)预烧：采用双推板空气窑直接对粉料进行预烧，温度及时间一般为900℃(±100℃)×2.5小时
4)砂磨：预烧料采用砂磨机进行砂磨，时间为130分，料∶球∶水＝1∶6∶0.65，经过破碎的粉料平均粒度为1.4μm。
5)成型：采用全自动干压机进行，毛坯密度控制在2.8～3.3g/cm3，尺寸公差控制在±0.1mm.检验人员对成型的毛坯密度及尺寸进行抽检.
6)烧结：采用烧结炉进行，确保气氛，温度的均匀性，并采用钟罩窑烧结，烧结温度为1250℃×4小时，检验人员应把烧结中出现的开裂、变形等次废品选出，不得流入下道工序。
7)喷雾造粒：采用喷雾干燥造粒机进行，入口温度为250～290℃，出口温度为120～150℃，松装比重为1.2～1.8g/cm3；流动角为28～32°以上。粒度分布。
8)磨加工：采用双轴磨床进行，表面粗糙度达到Ra＝0.2～1.4μm。
对比实施例1：
本方法制造的MnZn功率铁氧体材料的使用范围可以是200KHz～3MHz，而普通的MnZn功率铁氧体使用范围是1MHz～3MHz，本方法制造的MnZn功率铁氧体材料具有使用范围宽的特点。
对本方法制造的MnZn功率铁氧体材料在25℃、60℃、100℃时的性能进行测试，得到以下数据：
本方法制造的MnZn功率铁氧体材料μi为1200±25％，μa在100KHz，200mT，100℃时候＞3000；
当外界条件1194A/m时，测试Bs、Br、Hc，得到以下数据。
Bs在25℃时，为480mT；Bs在60℃时，为450mT；Bs在100℃时，为380mT；
Br在25℃时，为130mT；Br在60℃时，为110mT；Br在98℃时，为100mT；
Hc在25℃时，为36A/m；Hc在31℃时，为60A/m；Hc在100℃时，为27A/m；
外界条件500KHz，50mT时，25℃时Pcv为130Kw/m3；60℃时Pcv为80Kw/m3；100℃时Pcv为80Kw/m3；
外界条件1MHz，30mT时，100℃时Pcv为800Kw/m3；
外界条件3MHz，10mT时，100℃时Pcv为260Kw/m3。
在本文所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神和部分实验作举例说明。本发明所属领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (1)
1.一种批量生产高频率低损耗MnZn功率铁氧体的方法，包括以下步骤：
1)配料：用电子天平称量原材料，确保称量的准确，
2)振磨：采用振磨机振磨，振磨时间为0.5小时，
3)预烧：采用双推板空气窑直接对粉料进行预烧，温度为800℃～900℃，时间为2小时，
4)砂磨：预烧料采用砂磨机进行砂磨，时间为110分钟，烧料∶磨球∶水＝1∶5∶0.55，经过破碎的粉料平均粒度为1.0μm，
5)成型：采用全自动干压机进行，毛坯密度在2.8～3.3g/cm3，尺寸公差在±0.1mm，
6)烧结：采用烧结炉进行，确保气氛，温度的均匀性，并采用钟罩窑烧结，烧结温度为1220℃，时间5小时，
7)喷雾造粒：采用喷雾干燥造粒机进行，入口温度为250℃，出口温度为120℃，松装比重为1.2g/cm3；流动角为28°以上，
8)磨加工：采用双轴磨床进行，表面粗糙度达到Ra＝0.2μm，
其中所述的MnZn铁氧体，其基本组成为52～56mol％的Fe2O3、1～4mol％的ZnO，其余为MnO，其副成分为0.001～0.008wt％的SiO2和0.1～0.4wt％的CaCO3，以上副成分是相当于Fe2O3、MnO、ZnO的总量以重量百分比计算。
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