[發明專利]具有緩沖層的塑料粘結磁體永磁轉子的制備方法

有效

• 申請號: 201110180803.6
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102324812A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 李培軍;趙樹高;張萍;史新妍;邱桂學
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: H02K15/03
• 分類號: H02K15/03
• 代理公司: 北京匯智英財專利代理事務所 11301
• 代理人: 鄭玉潔

技術領域

本發明涉及永磁轉子技術領域，特別涉及具有緩沖層的塑料粘結磁體永磁轉子的制備方法。

背景技術

近年來，數字化信息技術以及以辦公自動化、家庭自動化和工業自動化（3A）為代表的自動化技術已成為推動現代社會發展的高新技術熱點之一。由于磁信號易于儲存和數字化，信號采集過程無物理接觸等優點，磁性材料已成為現代高新技術領域中的重要基礎材料。傳統的永久磁鐵通常是通過鑄造和燒結等工藝制造而成，因其良好的磁性能而獲得廣泛的應用。但傳統的永久磁鐵硬度高、脆性大、加工性差，很難制成形狀復雜、結構精細的制件，從而限制了永久磁鐵的實際應用，遠不能滿足現代技術特別是現代汽車電子技術等高科技的發展需求。因此，新型的塑料粘結磁體就應運而生。

塑料粘接磁體是將加工性能良好、密度較低的塑料基體與磁粉進行混合，采用合適的成型方法，按照需求制備的具有各種形狀和性能的永磁材料。塑料粘結磁體的組分主要包括磁粉、粘結劑和各種助劑。聚合物基體通常采用聚酰胺（PA）聚苯硫醚（PPS）和液晶聚合物等。最重要的磁性填料包括鐵氧體（SrFeO,?BaFeO）和以釹鐵硼（NdFeB）和釤鈷(SmCo)等為代表的稀土永磁粉末。偶聯劑和潤滑劑等助劑可在改善加工性能的同時提高塑料粘接磁體的機械性能和磁性能。

與傳統的永久磁鐵相比，塑料粘結磁體相對密度低，易加工成型成為尺寸精度高和形狀復雜的制品，磁場設計靈活；同時塑料粘結磁體的機械性能例如強度和彈性明顯改善。鑒于在技術和經濟方面的突出特點，塑料粘結磁體在永磁材料市場中的份額越來越高，增長率已遠遠超過了傳統的磁鐵。

由塑料粘接磁體制備的磁性器件在傳感技術（汽車中的ABS系統，安全氣囊、座椅調整系統、中央控制系統中用作各種位置、轉速和角度傳感器）和驅動系統（激光打印機中的磁輥，用于自動控制的各種微型電機中的永磁轉子等）中得到了廣泛的應用。傳感器和微型電機永磁都要求磁性器件是多極磁化而且表面磁場的分布非常均勻。在成型時，塑料粘接磁體熔體中的磁性填料粒子在模腔內多磁極磁場的作用下發生取向并完成多極磁化過程。磁粉粒子的取向與分布一方面對塑料基體的各層次結構產生顯著影響，另一方面會造成熔體內部導熱率發生較大差異，從而導致熔體冷卻過程的復雜化，進而對試樣的各種性能尤其是均勻性和尺寸穩定性產生影響。通常永磁轉子的生產將塑料粘接磁體直接通過注射或模壓的方法與金屬軸實現一步成型，即節省了裝配過程又有利于提高裝配精度和裝配強度。但塑料粘接磁體的熱收縮率要遠大于金屬軸，而且塑料粘接磁體的脆性較大，永磁轉子很容易在注塑后的冷卻過程中以及使用過程中產生裂紋。由于尼龍12的韌性優于尼龍6，由尼龍12?粘結磁體制備的永磁轉子在注塑和使用過程中不易產生裂紋，而尼龍6粘結磁體制備的永磁轉子則很容易產生裂紋，因而永磁轉子常使用價格較高的尼龍12（PA12）等材料做基體材料，而不能使用價格較更低、耐溫性能和其他綜合性能更好的尼龍6（PA6），導致永磁轉子的材料成本居高不下，這也是實際生產中迫切需要解決的問題之一。另外，汽車工業等應用領域對塑料粘接磁體在磁性能和耐溫性能方面不斷提出更高的要求，這意味著要使用更高的磁粉填充量和耐高溫塑料，從而加劇了永磁轉子產生裂紋的可能。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：由于塑料粘結磁體的熱收縮率遠大于金屬軸的熱收縮率，且塑料粘結磁體的脆性較大，使永磁轉子在加工和使用過程中容易產生裂紋；為了盡量減少加工及使用過程中產生裂紋，只能采用價格較高的PA12做基體材料，導致永磁轉子的材料成本居高不下；汽車工業等應用領域對塑料粘接磁體在磁性能和耐溫性能方面不斷提出更高的要求，只能使用更高的磁粉填充量和耐高溫塑料盡量達到相關要求，而此種方式又加劇了永磁轉子產生裂紋的可能。

?發明內容

本發明實施例提供了一種具有緩沖層的塑料粘結磁體永磁轉子的制備方法，制備得到的所述具有緩沖層的塑料粘結磁體永磁轉子，能夠改善因熱收縮率不同導致的塑料粘結磁體永磁轉子加工和使用過程中產生裂紋，降低永磁轉子的材料成本。

為了實現上述發明目的，本發明實施例的技術方案如下：

具有緩沖層的塑料粘結磁體永磁轉子的制備方法，其中，所述塑料粘結磁體永磁轉子包括金屬軸和粘結磁體，所述金屬軸和所述粘結磁體之間設置有緩沖層；

所述制備方法包括以下步驟：

步驟一：將所述金屬軸置于預熱的半成品模具中，然后將所述緩沖層采用模壓或注塑的方式成型加工到所述金屬軸的外側，所述緩沖層成型后在所述半成品模具中冷卻至設定溫度或冷卻一定時間后取出形成半成品；