[發明專利]一種適合3D打印的磁粉、粘結磁體及其制備方法

有效

• 申請號: 201710506123.6
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN109148068B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 蔡道炎;秦國超;王聰聰;敖學如;饒曉雷;劉貴川
• 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: H01F1/047
• 分類號: H01F1/047;H01F1/055;H01F1/057;H01F1/059;H01F41/02;G01R33/12
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 劉國偉;冷文燕

1.一種適合進行3D打印的磁粉的測試方法，其特征在于，

（1）將待測磁粉、粘結劑在溶劑中混合均勻后，干燥除去溶劑；

（2）將上述干燥混合物壓制成多個樣品塊，選擇其中一個在飽和磁場下充磁，室溫下測量其表磁為A；

（3）選擇另一個樣品塊升溫至在100~310 ℃時，施加0.3T～1.0T的充磁場，隨后冷卻至室溫，測量其表磁為A1；

（4）將步驟（3）中測量表磁后樣品塊升溫至在60～120℃下，再施加與步驟（3）充磁場同等強度方向相反的反向磁場，隨后冷卻至室溫，測量其表磁為A2；

當A1/A≥為其飽和充磁場下表磁的60%以上，且A2/A＞為其室溫飽和充磁場下表磁的50%以上時，表明待測磁粉適合3D打印。

2.根據權利要求1所述的測試方法，其特征在于，所述粘結劑選自環氧樹脂。

3.根據權利要求2所述的測試方法，其特征在于，所述環氧樹脂含量為占固體混合物總質量的2.5wt%。

4.根據權利要求1所述的測試方法，其特征在于，所述溶劑是丙酮；所述干燥溫度為50℃以下。

5.根據權利要求1所述的測試方法，其特征在于，當所述磁粉為各向異性磁粉時，壓型所用的壓機為帶磁場的壓機，采用取向壓制的方法得到所需樣品塊；樣品塊大小為10×10mm的圓柱。

6.一種制備粘結磁體的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

A. 將磁粉、粘結劑和助劑按照一定配比混煉；

B. 將混煉所得的物料制成絲材或顆粒料；

C. 通過三維建模軟件設計出三維模型以及進行切片設置，并對最小磁性單元進行劃分，設定各磁性單元的磁化方向以及排列順序；

D. 將所述絲材或所述顆粒料送入3D打印機中進行打印，其中，

打印第一磁性單元時，在100~310℃下對所述絲材或所述顆粒料施加0.3T～1.0T的充磁場，所述第一磁性單元打印結束后，充磁場按照設定磁化方向進行轉向或者仍保持原方向，按相同條件打印第二磁性單元格，以此類推，從而構建出由磁性單元組合而成的特殊磁路結構的粘結磁體；

其中，所述磁粉通過權利要求1-5中任一所述的測試方法篩選而得，所述磁粉選自釹鐵硼、釤鈷、釹鐵氮、釤鐵氮、鋁鎳鈷。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟A中，所述磁粉占比為80%~95%，所述粘結劑為4%~18%，所述助劑為1%~2%。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，

所述混煉的溫度為80~310℃，時間為5~60min；

所述粘結劑選自聚乙烯醇、聚乙二醇、蠟基粘結劑、尼龍、PPS、PP、環氧樹脂；

所述助劑選自抗氧化劑、增塑劑。

9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，

步驟B中，將所述絲材直徑控制在1~5mm，所述顆粒料粒徑控制在小于300 μm。

10.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟D中，

將打印用的擠出頭溫度控制在100~330℃，打印速度控制在20~600 mm/s；

打印方式為采用激光3D打印機熔覆粘結劑打??；

所述充磁場選自多脈沖的電磁場或永磁體構建的磁場。

11.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述磁場轉向的方式包括所述磁性單元不動所述充磁場自由旋轉，或者所述充磁場不動所述磁性單元自由旋轉。

12.如權利要求6-11中任一所述方法制得的磁體。

13.一種磁體，其特征在于，包括磁粉，所述磁粉通過權利要求1-5中任一所述的測試方法篩選而得，所述磁粉選自釹鐵硼、釤鈷、釹鐵氮、釤鐵氮、鋁鎳鈷；其中，所述磁體由多個相同或不同取向的n × n × n 的磁性單元排列而成，n的取值范圍為3~400μm。