[發明專利]一種高密度粘結磁體及其制備方法

有效

• 申請號: 201610975935.0
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN108074701B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 秦國超;饒曉雷;敖學如;蔡道炎;胡伯平
• 申請（專利權）人: 北京中科三環高技術股份有限公司
• 主分類號: H01F7/02
• 分類號: H01F7/02;H01F41/02
• 代理公司: 北京乾誠五洲知識產權代理有限責任公司 11042
• 代理人: 付曉青;楊玉榮

本發明提供了高密度粘結磁體及其制備方法，所述高密度粘結磁體由粗顆粒粉末、1～25wt％的細顆粒粉末、0.5～5.0wt％有機粘結劑以及0.05～1.2wt％耐高溫潤滑劑組成，所述粗顆粒粉末為余量。本發明能以100MPa左右的低成形壓強制備出常規工藝1000MPa下制備的樣品密度，從而有效地降低了對模具材質、成形壓機噸位的要求，提高了模具的壽命，降低了模具成本和設備投入，對于各向異性粘結磁體還可實現一次壓制成形并提高了磁粉的取向度、磁體的磁性能及實現成本優化。

技術領域

本發明涉及一種高密度粘結磁體及其制備方法。

背景技術

粘結磁體具有尺寸精度高、磁性能一致性好、形狀自由度大、易實現自動化、易于批量生產、原材料利用率高、電阻率高渦流損耗小等特點，因而在計算機、通訊、消費電子、辦公自動化、工業自動化、節能家電、汽車工業等領域得到了廣泛的應用。上世紀八十年代釹鐵硼永磁材料的問世，使得粘結磁體進入了以粘結釹鐵硼磁體為中心的快速發展時期，眾所周知，釹鐵硼永磁材料具有硬且脆的特點，在對釹鐵硼粉末壓制成形時需要施加很高的壓強，才能將釹鐵硼粉末壓實成形具有實用價值的粘結磁體，如采用在釹鐵硼粉末中添加2.0wt％環氧樹脂粘結劑和0.4wt％硬脂酸鋅潤滑劑的原料配方，用1200MPa的成形壓強在鋼模中壓制，制得的磁體密度也僅有約6.0g/cm³。而且較高的成形壓強對成形模具材質要求高，對成形模具的壽命影響大，模具成本高，同時制備小尺寸的產品就需要大噸位的成形壓機，投入大。

對于各向異性粘結磁體特別是各向異性粘結多極稀土磁環，由于稀土磁粉矯頑力高，使磁粉充分取向所需的磁場強度就很高，這就要求磁場源(無論是電磁場還是永磁體磁場)距離磁粉足夠近，也就是成形模具的模壁厚度要很小，因此現行工藝在磁場取向時對磁粉施加的成形壓制壓強很小，在現有技術下，低成形壓制壓強意味著制備的成形壓坯的密度很低，因此，現行的各向異性粘結磁體的成形工藝往往是采取將低密度取向成形壓坯轉移到壁厚較厚的模具內在無磁場取向下再次施加高壓制壓強成形到最終需要的密度，這不但增多了加工工序、提高了成本，而且再次高壓強壓制會使磁粉產生隨機位移和塑性變形，破壞磁粉的取向度，使磁體的磁性能劣化。

中國專利CN 100568410C提出了一種溫壓成形制備粘結磁體的方法，即在模具內對原料粉末加溫到80～220℃，然后再壓制成形，但該方法與室溫成形相比，獲得同密度樣品時成形壓強的降低幅度或同成形壓強下制備樣品的密度提高幅度仍不夠大，根據該專利說明書，相同成形壓強下制備樣品的磁性能或者說密度僅提高了不超過20％，仍不能徹底解決釹鐵硼粉末成形壓強較高的問題。

發明內容

為了解決粉末尤其是稀土粉末成形壓制壓強較高的問題，本發明將粉末粒度、成形溫度場、成形振動場有機結合，以大幅度降低成形壓制壓強。其原理是利用溫度場下軟化的有機粘結劑和高溫潤滑劑的雙重潤滑作用，降低粉末移動、轉動時粉末之間的摩擦力，通過振動場使粉末顆粒快速移動、轉動并充分重排，達到細顆粒粉末有效地填充到粗顆粒粉末之間的間隙中的效果，從而大幅度降低成形壓制壓強，因此，粉末粒度的搭配就十分關鍵。粉末由流動性、模腔填充性具佳的粗顆粒粉末和用于填隙的細顆粒粉末按照一定的比例配成。粗顆粒粉末粒徑分布要大體上符合正態分布，其粒度主要控制粒徑小于38μm的粉末比例不能高于5wt％，為使粉末具有較好的流動性和小模腔填充性，最大粒徑也應過大，粒徑大于180μm的比例不高于5wt％，粗顆粒粉末的形貌不限于球形、近球形、多邊體形、片形和針形。由于細顆粒粉末的主要作用在于填隙，因此細顆粒粉末的添加量和細顆粒粉末粒徑的選擇不但取決于粗顆粒粉末的粒徑分布，還取決于粗顆粒粉末的形貌。根據粗顆粒粉末粒徑分布和形貌可以依靠實踐經驗或相關模擬軟件，估算或計算粗顆粒粉末內部粉末重排后的孔隙率，以確定細顆粒粉末的參數。細顆粒粉末的最佳添加量就是粗顆粒粉末間的孔隙率，細顆粒粉末的粒徑不能太大，最大不能超過15μm，最好在5μm以下，考慮到制備工藝、成本等因素，細顆粒粉末的粒徑也不應過小。