СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1995 года по МПК B22F3/12 H01F1/34 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при получении ферритовых изделий, преимущественно изотропных бариевых магнитов.

Известен способ изготовления ферритовых изделий [1] включающий приготовление водной суспензии (30.35% влаги) тонкого ферритового порошка, загрузку ее в пресс-форму, наложение магнитного поля 500.600 кА/м и откачку воды при помощи форвакуумного насоса через специальные отверстия в пресс-форме с одновременным приложением давления.

Известный способ обеспечивает получение только анизотропных магнитов, кроме того использование насоса для удаления влаги усложняет и повышает стоимость процесса изготовления ферритовых изделий, что является недостатком способа.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения ферритовых изделий [2] включающий смешивание порошка феррита со средним размером частиц 1,5 мкм с пластификатором, засыпку смеси в пресс-форму, прессование под давлением нескольких десятков МПа, спекание на воздухе при температуре 1100.1200^оС и последующее шлифование рабочей поверхности готового изделия.

Недостатком известного способа является использование мелкодисперсного ферритового порошка с размером частиц не более 1,5 мкм, обладающего нулевой текучестью, вследствие наличия сил трения и сцепления между частицами порошка, что делает невозможным полное и качественное заполнение полости пресс-формы, особенно при прессовании магнитов сложной формы или малых (менее 3 мм в диаметре или толщины стенки) размеров.

Кроме того, нулевая текучесть используемого ферритового порошка не позволяет автоматизировать процесс получения магнитов (использовать автоматическое прессовое оборудование), что усложняет и удорожает процесс их изготовления вследствие низкой производительности процесса прессования.

Цель изобретения заключается в создании простого и высокопроизводительного способа получения качественных ферритовых изотропных изделий сложной конфигурации и малых размеров.

Это решается тем, что в способе получения ферритовых изделий, включающем смешивание ферритового порошка с пластификатором, засыпку смеси в пресс-форму и прессование, ферритовый порошок предварительно увлажняют в соотношении весовых частей 5:1, подсушивают на воздухе при 80.95^оС в течение 0,25.0,5 ч и протирают через сито 0,2.0,5 мм, полученный конгломерат гранул сушат при 200.350^оС в течение 0,5.2,0 ч и рассеивают.

Увлажнение тонкодисперсного ферритового порошка, например, водой в соотношении весовых частей 5:1 и последующее подсушивание на воздухе при 80. 95^оС в течение 0,25.0,5 ч обеспечивают получение ферритовой массы консистенции сливочного масла при комнатной температуре, легко протирающейся через сито с размером ячеек в свету 0,2.0,5 мм. Именно при таком размере ячеек образуется конгломерат гранул, после сушки которых при 200.350^оС в течение 0,5. 2,0 ч и последующего рассева получают гранулы, обладающие высокой текучестью, что позволяет полностью и качественно заполнять полости пресс-форм изделий сложной формы и малых размеров, повысить производительность процесса получения ферритовых изделий.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Берут 5 вес.ч. бариевого ферритового порошка, например, марки 25 БА 470, увлажняют 1 вес.ч. воды в процессе перемешивания. Полученную массу подсушивают на воздухе при температуре 90^оС в течение 0,5 ч до получения ферритовой массы с консистенцией сливочного масла при комнатной температуре и протирают через сито с размером ячеек 200 мкм (0,2 мм). Образовавшийся конгломерат гранул сушат в течение 1,5 ч при температуре 250^оС для удаления свободной и связанной влаги, после чего рассеивают и получают гранулы с текучестью 100 с (испытания 50 г порошка в волюмометре с диаметром воронки 4 мм).

Полученные гранулы смешивают с порошкообразной твердой смазкой-стеаратом цинка в количестве 0,6 мас. Смесь засыпают в питатель автоматического пресса с установленной на последнем пресс-формой сложной конфигурации. Смесь, имеющая текучесть 100 с, полностью заполняет пресс-форму. После чего производят прессование изделий в автоматическом режиме засыпка-прессование-удаление прессовки. При этом прессовки получают в диаметре 3 мм и менее.

Влияние соотношения ферритовый порошок-увлажнитель на качество смеси указано в табл. 1.

Как видно из табл. 1, выбор соотношения ферритового порошка и увлажнителя обусловлен тем, что уменьшение содержания увлажнителя ниже указанного предела (5 г ферритового порошка и 1 г увлажнителя) приводит к тому, что ферритовый порошок увлажняется неравномерно: в его массе имеются отдельные увлажненные комки, в то время как до 30% порошка остается неувлажненным. Увеличение содержания увлажнителя сверх 1 вес.ч. приводит к тому, что смесь имеет повышенную влажность (консистенция сметаны) и требует увеличения продолжительности и температуры подсушивания, что экономически нецелесообразно.

Влияние температуры и продолжительность подсушивания увлажненной смеси на выход гранул с текучестью не ниже 100 с показано в табл. 2.

Подсушивание при 80.95^оС в течение 0,25.0,5 ч обеспечивает получение смеси консистенции сливочного масла при комнатной температуре, легко протирающейся через сито с размером ячеек в свету 0,2.0,5 мм. Снижение температуры и времени подсушивания ниже указанных пределов приводит к тому, что протертый конгломерат частиц расплывается в корж, что уменьшает выход годных фракций после сушки и рассева. Увеличение температуры и времени подсушивания сверх указанных приводит к консолидации отдельных гранул, т.е. увеличение их размеров, что также после последующих сушки и рассева снижает выход годных.

Влияние температуры и производительности сушки на выход гранул с текучестью не ниже 100 с показано в табл. 3.

Уменьшение температуры сушки ниже 200^оС снижает скорость удаления влаги, содержащейся в ферритовой массе как в свободном, так и в связанном состоянии (кристаллизационная вода); повышение температуры сушки сверх 350^оС, не обеспечивая повышения скорости удаления связанной (кристаллизационной) воды, требует в то же время дополнительных энергозатрат, что экономически нецелесообразно. Кроме того, повышение температуры сверх 350^оС увеличивает жесткость порошковых гранул, что приводит к повышенному износу пресс-форм и снижению производительности процесса. Результаты приведены в табл. 4.

Таким образом, предлагаемый способ получения ферритовых изделий позволяет получать качественные прессовки (без появления расслойных трещин) сложной конфигурации, малых размеров (диаметр 3 мм и менее) и, кроме того, он прост и высокопроизводителен за счет автоматического цикла.

Использование: в области порошковой металлургии для получения ферритовых изделий, преимущественно изотропных бариевых магнитов в сложной конфигурации и малых размеров. Сущность изобретения: ферритовый порошок предварительно увлажняют в соотношении весовых частей 5 1, подсушивают на воздухе при 80 95°С в течение 0,25 0,5 ч и протирают через сито 0,20,5 мм. Конгломерат гранул сушат при 200 350°С в течение 0,5 2,0 ч и рассеивают. Полученные гранулы смешивают с пластификатором, смесь засыпают в пресс-форму и прессуют. 4 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно изотропных магнитов, включающий смешивание ферритового порошка с пластификатором, засыпку смеси в пресс-форму и прессование, отличающийся тем, что ферритовый порошок предварительно увлажняют в массовом соотношении 5 1, подсушивают на воздухе при 80 95^oС в течение 0,25 0,5 ч и протирают через сито 0,2 0,5 мм, полученный конгломерат грунл сушат при 200 350^oС в течение 0,5 - 2,0 ч и рассеивают.