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2:17型烧结钐钴永磁粉末的制备及注射成形工艺的研究

方华  
【摘要】:本实验制备了2:17型烧结钐钴永磁合金粉末,并对其粉末注射成形烧结磁体的制备工艺、主要性能及影响因素进行了较为系统的研究,这是国内首次就此进行的研究工作。通过金相显微技术、扫描电镜分析、能谱分析、X射线衍射分析、热重分析及差热分析等现代化分析手段开展了大量的实验工作和理论分析。 研究了滚动球磨细化过程中球磨时间、球料比、大小球搭配比例和球磨中液体介质等参数对最终粉末性能的影响。实验结果表明:控制球磨时间,适当增大球料比,采用不同规格的球径并选用合适液体介质的保护可以缩短粉末的细化周期,降低氧化程度。经过优化的工艺为:在装球体积为球磨筒体积的45%左右时,球料比为30:1,其中φ10:φ8:φ6:φ4=0.175:0.35:0.3:0.175(质量比),在溶剂汽油的保护下球磨3小时。采用这种工艺得到的粉末平均粒度为4.25μm,氧含量为0.27wt%,并具有较好的磁性能:B_r=0.696T,_iH_c=136.291kA/m,(BH)_m=24.292kJ/m~3。 研究了两种石蜡基多聚合物粘结剂体系喂料的注射成形工艺及脱脂工艺。实验表明:钐钴合金粉末喂料的最佳装载量为:50%≤φ<55%(Vol%),使用粘结剂79%PW+20%HDPE+1%SA的喂料具有较好的脱脂保形性。采用溶剂脱脂+热脱脂的工艺可以降低残留碳含量和减少脏化,其工艺路线为:60℃的正庚烷溶液中脱脂8小时,烘干后以8℃/min升至300℃,接着以4℃/min升至500℃,保温90分钟,再以8℃/min升至700℃预烧结60分钟。 研究了烧结温度和预成形坯初始密度对烧结致密化过程的影响。结果表明:在1200~1280℃范围内,随着烧结温度的升高,烧结体的密度迅速增加,高温烧结有利于烧结的致密化;在相同的烧结温度和保温时间下,烧结磁体的最终密度随着预成形坯初始密度的增加而提高。实验中制备的注射成形烧结钐钴磁体的性能为:B_r=0.741T,_iH_c=1083.0kA/m,(BH)_m=76.5kJ/m~3。实验研究了氧含量及密度对磁体磁性能的影响,在此基础上分析指出要获得高性能的注射成形烧结磁体,需增大喂料的装载量以获得具有较高初始密度的脱脂预烧结坯,能有利于烧结致密化的进行;同时需改善粘结剂组元及脱脂方式,以进一步降低注射温度,缩短脱脂周期,减少氧化现象,提高烧结磁体的磁性能。


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