[發明專利]一種金屬嵌件一體式注塑成型磁環及其制備方法

在審

• 申請號: 201710936734.4
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107901329A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 金志洪;何國棟;胡江平;何一東;傅燕華
• 申請（專利權）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: B29C45/14
• 分類號: B29C45/14;B29C45/17;B29C45/76;B29C45/78;B29C45/77;H01F7/02;H01F41/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及注塑永磁材料生產技術領域，尤其是涉及一種金屬嵌件一體式注塑成型磁環及其制備方法。

背景技術

粘結磁體是磁性粉末與樹脂、橡膠或低熔點金屬等粘結劑均勻混合，然后用注射成型、模壓成型或擠出成型等方法制成的聚合物基復合永磁材料，是永磁材料中的一個重要分支。所用的粘結劑材料主要有2類：聚合物(如橡膠、熱塑性或熱固性樹脂)和低熔點金屬(如Zn，Sn，Cu，AI及其合金等)。

注射成型法是將磁粉和樹脂的粉料混煉、造粒，然后將造粒后顆粒料注入注塑機內加熱熔化，使之具有良好的流動性，在這種狀態下將該顆粒料以熔融狀態注入具有取向磁場的金屬模具內，冷卻后形成所要求的復雜形狀的磁體器件。相比于一般模壓成型，注塑成型的優點有：

顆粒料的樹脂含量達7％～20％，且在顆粒料熔融狀態下成型，流動性好、強度較高；

成型自由度高，可制成形狀復雜、形狀不規則的器件，且不需噴涂等防氧化措施；

可與軸等注塑成鑲嵌類產品，而鑲嵌類產品要求磁體強度很高；

成型壓力低，模具損耗低，注塑成型時在高于尼龍、PPS等樹脂熔點的溫度成型，而模壓成型一般為常溫，模具損耗較大；

現階段，按照不同的磁粉類別，注塑磁體一般分為注塑永磁鐵氧體磁體、注塑各向同性釹鐵硼磁體、注塑各向異性釹鐵硼磁體、注塑SmFeN磁體及注塑復合磁體等。其中注塑永磁鐵氧體磁體，由于磁性能較高、成本低、耐氧化性、耐高溫性等優勢，在打印機磁輥、感應磁環、微型馬達轉子等領域得到了廣泛的應用。

按照不同的樹脂類別，注塑永磁鐵氧體磁體可以分為注塑尼龍6-永磁磁體、注塑尼龍12-永磁磁體、注塑PPS(聚苯硫醚)-永磁磁體。

其中尼龍6的價格最低，但吸水率最高，達4.4％(20℃、65％RH)，適用于對尺寸精度要求不高的應用領域；

而PPS(聚苯硫醚)的熔點達280℃，吸水率最低，僅0.02％(20℃、65％RH)，但含有非極性基團(苯環)導致PPS與永磁磁粉的親和性欠佳，需12wt％以上的PPS含量才能夠很好地包覆永磁磁粉，從而影響了磁性能，一般適用于200℃以上高溫、尺寸精度要求苛刻、耐酸耐堿等特殊的應用領域；

另外，尼龍12的吸水率僅0.98％(20℃、65％RH)，雖沒有PPS吸水率低，但樹脂添加量在7wt％-9wt％，磁性能高，可以滿足汽車電機、感應磁環等應用領域。

近幾年，感應磁環用注塑磁體、微型馬達轉子用注塑磁體得到了迅猛的發展，而打印機磁輥用注塑磁體卻出現了發展緩慢甚至下降的趨勢。其中金屬嵌件一體式注塑成型磁環，可以將金屬嵌件(主要有不銹鋼、合金鋼、無磁鋼、銅、鋁等)與注塑顆粒料，通過一定溫度、壓力的注塑機，一次注塑成型，相比于傳統的機械鑲件技術具有生產工藝簡便、金屬與磁體間結合力強、氣密性好等優勢。

但由于金屬嵌件(主要有導磁鋼、不銹鋼、合金鋼、無磁鋼、銅、鋁等)為金屬材料，注塑顆粒料為聚合物基復合材料，兩者本身的親和力、結合力還不夠高，無法滿足高端汽車電機、高端感應磁環的嚴苛要求。

發明內容

本發明是為了克服現有現有金屬嵌件一體式注塑成型磁環的拔出力(結合強度)和氣密性還不夠高，無法滿足高端汽車電機、高端感應磁環的嚴苛要求，提供一種金屬嵌件一體式注塑成型磁環及其制備方法，制備出拔出力(結合強度)大、氣密性好的磁環產品。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種金屬嵌件一體式注塑成型磁環，所述磁環選自注塑永磁鐵氧體磁體、注塑各向同性釹鐵硼磁體、注塑各向異性釹鐵硼磁體和注塑SmFeN磁體中的一種或幾種。

作為優選，所述磁環成分為注塑永磁鐵氧體磁體。

作為優選，所述磁環的磁能積為1.2MGOe～13MGOe。

一種金屬嵌件一體式注塑成型磁環的制備方法，所述制備方法步驟如下：

a.預處理過程：將待處理金屬嵌件置于酸溶液中，使待處理金屬嵌件表面形成致密凹凸結構的腐蝕微孔層，得到預處理金屬嵌件。將金屬嵌件進行酸化預處理，微觀形成一層致密凹凸結構的腐蝕微孔層，產生錨定效果，大大提高了注塑過程中金屬嵌件與聚合物基復合顆粒料之間的結合力，從而有效地提高了宏觀拉力試驗機測評的拔出力性能。此外，注塑過程嵌件表面慢慢地被顆粒料熔體覆蓋，有效提高了磁環的氣密性，從而可以應用于嚴苛的酸、堿、油等特殊工況環境內；另外，良好的氣密性可以保證磁環工作過程中良好的剝離強度；