[發明專利]一種高耐磨粘結釤鈷磁體及其制備方法

在審

• 申請號: 201710784814.2
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107610927A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 曾麗芬;劉海珍;封張國
• 申請（專利權）人: 杭州永磁集團有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/055
• 代理公司: 杭州融方專利代理事務所(普通合伙)33266
• 代理人: 沈相權,薛紀表

技術領域

本發明涉及一種高耐磨粘結釤鈷磁體及其制備方法，屬于稀土永磁鐵磁體領域，特別涉及一種注射成型工藝制備的粘結釤鈷磁體。

背景技術

磁體可以實現機械能與電磁能相互轉化，釤鈷磁性能優良，耐高溫性能好，在航空航天、信息電子、能源、醫療衛生等眾多領域發揮重要作用。傳統的釤鈷磁體大多采用燒結成型，脆而硬，加工過程中容易開裂、掉渣，成品率和加工精密度難以保證。同時強韌性、抗震性、抗沖擊能力也較差。因此，燒結成型工藝制備的釤鈷磁體加工成本較高，不適合在精度、抗震和抗沖擊要求高的場合使用。

粘結釤鈷磁體是將釤鈷磁粉、粘結劑按比例混煉造粒，再經過特定的成型工藝制備的一種磁體。粘結磁體的成型工藝也多種多樣，包括模壓成型、注射成型、擠出成型和壓延成型等。其中注射成型的粘結磁體形狀自由度大，可制備成各種復雜形狀，如薄片、細條、瓦型、環形等，可與其它零件鑲嵌一體化成型，無需二次加工，在微型機電中表現出極佳的優勢，因此近年來獲得快速發展。然而，對磁性能要求較高的產品，磁粉填充量很高，釤鈷的填充重量比達到 94.5％-95％，磁粉在復合物中體積比達到70％-75％，在如此高的填充比下，混煉造粒困難，磁粉的分散性較差。混合不均勻，在成型時，熔體的高溫流動性也差，制得的產品表面粗糙，摩擦系數高。另外，磁粉之間靠著粘結劑結合在一起，作用力弱，強度低，易磨損。因此粘結磁體耐磨性較差，磁性工件在高摩擦環境下的使用壽命短。

考慮到工件的摩擦耗損主要發生在表面，而且當耗損到達一定程度時，工件的精確度下降，不能滿足使用要求。所以本發明的針對粘結釤鈷磁體強度低，表面粗糙，摩擦系數高，耐磨性能不好的缺點，主要改善粘結釤鈷磁體的表面性能。即在制備的粘結釤鈷磁體的基礎上，在磁體表面包裹一層強度高，平整光潔和低摩擦系數的薄膜，從而減小磁體工件在使用過程中的摩擦耗損。

發明內容

本發明提供一種高耐磨粘結釤鈷磁體及其制備方法。發明中以釤鈷磁粉和熱塑性樹脂為原料制備釤鈷粘結磁體。隨后，采用液相電化學沉積的方式，在粘結磁體表面包裹一層類金剛石碳膜，提高磁體表面的耐磨性能。

為達到上述技術效果，采用的技術方案如下：

步驟1：注射粒料的制備，將原料磁粉、粘結劑和各種助劑按比例預混，隨后造粒機中高溫熔融混煉，制備得到均勻的粒料；

步驟2：粘結釤鈷磁體的制備，將粒料加入到注射成型機中，粒料經加熱形成流體，注射進模具，冷卻成型即得到釤鈷粘結磁體；

步驟3：釤鈷粘結磁體表面處理，制備的粘結釤鈷磁體用金剛石膏進行打磨拋光，然后分別用乙醇、丙酮超聲清洗除去表面雜質和油污；

步驟4：類金剛石碳薄膜的制備，液相電化學沉積以釤鈷磁體為陰極，石墨或者鉑絲為陽極，有機碳源和水混合溶液為電解液。通入工作電壓在粘結釤鈷磁體表面沉積一層類金剛石碳薄膜。隨后用純化水洗滌干燥，得到高耐磨粘結釤鈷磁體。

進一步的，粘結釤鈷磁體的制備中：釤鈷磁粉可以為1:5型(SmCo₅)和2:17 型(Sm₂Co₁₇)中的一種。使用前經過精磨處理，其中Sm₂Co₁₇磁粉粒徑控制在 20～50um，SmCo₅磁粉粒徑控制在5～10um。粘結劑為熱塑性高分子樹脂，可以為聚酰胺樹脂、聚苯硫醚、液晶聚合物等。助劑包括增塑劑、潤滑劑和抗氧化劑等。

進一步的，混煉造粒采用熱切造粒法。即將混合料在熔融的狀態下擠出，在空氣中冷卻后切粒機切粒。該方法制備的粒料形狀和粒徑均勻，適合用于注射成型工藝。

進一步的，類金剛石碳薄膜制備中所用有機碳源為甲醇、丙酮中的一種。

進一步的，液相電化學沉積池中陰極與陽極的電極間距為5～10cm，工作電壓為1000～2000V，所用電解液為有機碳源和水的混合溶液，體積比V_有機碳源：V _水控制在1:2～1:8之間。

進一步的，類金剛石碳薄膜制備過程中會釋放熱量造成沉積池溫度上升，為防止電解液中的有機碳源揮發，以及保證實驗的穩定進行，實驗過程中采用水循環冷卻的方式控制反應溫度30～60℃。