專利名稱：一種注射各向異性復(fù)合磁體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于注射粘結(jié)永磁材料的領(lǐng)域，具體涉及兩種磁粉的注射復(fù)合磁體以及利用兩種磁粉進(jìn)行復(fù)合造粒、注射成型的制備方法。
背景技術(shù)：
注射磁鋼屬于粘結(jié)磁的一種，目前比較常見的注射粘結(jié)永磁材料是各向同性的注射粘結(jié)釹鐵硼和各向異性的注射粘結(jié)鐵氧體，它們與傳統(tǒng)的壓制粘結(jié)釹鐵硼相比，具有尺寸精度高，工序簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，防腐性能好，易于和組件一次成型的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是磁性能比較低。一般情況，各向異性的注射鐵氧體最大磁能積(BH)max只有2. 2MG0e,各向同性的注射粘結(jié)釹鐵硼的最大磁能積(BH) max最高也只能做到6MG0e,而各向同性壓制粘結(jié)釹鐵硼的最大磁能積(BH)max可達(dá)到llMGOe，也就是同性粘結(jié)產(chǎn)品中，注射磁體比壓制磁體低了近5MG0e的性能，所以盡管注射磁有很多顯而易見的優(yōu)點(diǎn)，但在很多需要高性能磁體的 場(chǎng)合下仍舊限制了其使用。異性釹鐵硼磁粉是近年來剛出現(xiàn)的一種高性能磁粉，但由于市場(chǎng)認(rèn)知度不夠，目前只有少數(shù)幾個(gè)公司在小批量生產(chǎn)，還沒有完全產(chǎn)業(yè)化。它與同性的快淬釹鐵硼磁粉相比，在含有相同稀土釹的情況下，磁粉性能卻超出了同性磁粉的兩倍以上，但是各向異性注射釹鐵硼在高溫下的磁通不可逆損失比較大，因此限制了磁體在高溫下的使用；而注射釤鈷高溫下的磁通不可逆損失比較低，正好彌補(bǔ)了各向異性注射釹鐵硼的不足，并且釤鈷的原材料稀土是釤，而釤的價(jià)格要低于釹，因此大大節(jié)約了原料配方中稀土的成本。如果把這兩種高性能的磁粉進(jìn)行復(fù)合的話，既可以降低稀土用量、減少磁通的不可逆損失，又能大幅度的提高磁體磁性能，可謂一舉兩得。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決目前注射磁體高性能和低磁通不可逆損失不能兼得的缺點(diǎn)，提供一種高性能、磁通不可逆損失較低的注射各向異性復(fù)合磁體，并提供一種注射復(fù)合磁體的制備方法。本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為一種注射各向異性復(fù)合磁體，其包括異性釹鐵硼磁粉、異性釤鈷磁粉和高分子粘結(jié)劑，其中異性釹鐵硼磁粉和異性釤鈷磁粉之間混合比例為異性釹鐵硼磁粉質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20%-80%，異性釤鈷磁粉質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20%-80%。上述高分子粘結(jié)劑為尼龍6 (PA6)、尼龍12 (PA 12)、聚苯硫醚(PPS)中的一種。本發(fā)明還包括制備上述注射各向異性復(fù)合磁體的方法，注射各向異性復(fù)合磁體包含異性釹鐵硼磁粉、異性釤鈷磁粉和高分子粘結(jié)劑，制備步驟包括磁粉混合、磁粉造粒、注射成型。上述磁粉混合過程為先將異性釹鐵硼磁粉和異性釤鈷磁粉混合，然后加入用分散劑稀釋的偶聯(lián)劑，攪拌均勻，烘干，干燥后得到混合物料。
優(yōu)選的磁粉混合方案為將異性釹鐵硼磁粉和衫鈷磁粉混合，然后將KH550娃燒偶聯(lián)劑加入到丙酮中稀釋后加入到混合磁粉中放入攪拌機(jī)里攪拌均勻，然后在50-70°C下烘干，使得丙酮完全揮發(fā)，偶聯(lián)劑均勻包覆在磁粉顆粒上。
上述磁粉造粒過程為將異性釹鐵硼磁粉、異性釤鈷磁粉、高分子粘結(jié)劑在高溫下用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒。在磁粉造粒前，將甲基硅油和高分子粘結(jié)劑分別加入到偶聯(lián)處理后的磁粉中，用攪拌機(jī)混合均勻。上述造粒過程中，造粒的熔料溫度是220°C _240°C，出口溫度是240°C _260°C，螺桿轉(zhuǎn)速彡110RMP，造粒時(shí)間彡40min。注射成型時(shí)，將粒子用注塑機(jī)在> IT磁場(chǎng)下注射成型，注射壓力是SOMPa-120MPa，料筒溫度是185°C _235°C，模具溫度是60°C _90°C。注射成型后，將磁體進(jìn)行去毛刺等后處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
I、注射各向異性復(fù)合磁體在性能上有了很大的提高，特別是最大磁能積BH (max)比較聞。2、本發(fā)明的注射各向異性復(fù)合磁體磁通不可逆損失比較低。3、注射各向異性復(fù)合磁體節(jié)約了磁體的原材料成本。由于磁鋼的成本主要來源于磁粉中的稀土，異性粘結(jié)釹鐵硼磁粉所含稀土釹的比例與同性粉相同，但是性能卻高達(dá)40MG0e，與此同時(shí)，異性粘結(jié)釤鈷粉中釤的價(jià)格要比釹低得多，用量也比釹要少，對(duì)這兩種材料進(jìn)行復(fù)合，節(jié)省成本。4、注射各向異性復(fù)合磁體的制備方法節(jié)約了磁體的生產(chǎn)成本?，F(xiàn)有的磁鋼不管是燒結(jié)的還是壓制粘結(jié)的工藝都比較復(fù)雜，而各向異性注射復(fù)合磁體的工藝路線短，產(chǎn)品注塑出來直接就是帶有磁性的，省卻了充磁工藝，節(jié)約生產(chǎn)成本，適合于大批量的工業(yè)化生產(chǎn)。


圖I是注射各向異性復(fù)合磁體制備方法流程圖。圖2是注射異性釤鈷、注射異性釹鐵硼、注射同性釹鐵硼、本發(fā)明實(shí)施例I、實(shí)施例2在120°C下磁通不可逆損失曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖、實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例一
制備工藝流程如圖I所示，制備步驟(I):將SOKg各向異性釹鐵硼磁粉(北礦磁材科技股份有限公司生產(chǎn)的BMND-14P)與20Kg釤鈷磁粉(北礦磁材科技股份有限公司生產(chǎn)的BMSM-20-9)混合。異性釹鐵硼磁粉的粒度彡180 μ m，其中中間范圍粒度(40 μ m -160 μ m)的磁粉所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)彡50%，各向異性釹鐵硼磁粉的磁性能為Br: 14. IkGs, Hcj : 14. 8k0e,BH (max) :40. 3MG0e，異性粘結(jié)釤鈷磁粉的磁性能是 lOkGs，Hcj :9k0e,BH(max) :20MG0e。步驟(2):將O. 3Kg的硅烷偶聯(lián)劑(蓋州有機(jī)硅烷廠生產(chǎn)的KH550)加入3Kg的丙酮中溶解充分，然后加入到混合的磁粉中攪拌20分鐘，放入烘箱在55°C下烘5小時(shí)直至丙酮完全揮發(fā)，偶聯(lián)劑均勻包覆在磁粉顆粒上。其中偶聯(lián)劑的主要目的是使得磁粉和粘結(jié)劑之間更好的結(jié)合，因?yàn)榇欧凼怯H水性的，而高分子粘結(jié)劑是親脂性的，偶聯(lián)劑起到了很好的橋梁作用，增強(qiáng)了偶聯(lián)劑和磁粉之間的親和力并改善磁粉的抗氧化性。步驟(3)將IOKg的PA12(德固賽生產(chǎn)的ZZ3000P)和甲基硅油加入到烘干的磁粉中混合均勻用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒，其中造粒的的熔料溫度是230°C，出口溫度是250°C，螺桿轉(zhuǎn)速110RMP，造粒時(shí)間為40min。其中甲基硅油有較高的耐熱性、耐水性、電絕緣性和較小的表面張力，主要是起到潤(rùn)滑脫模的作用。步驟(4)將粒子用注塑機(jī)在IT的磁場(chǎng)下注射成復(fù)合磁體，注射壓力是lOOMPa，料筒溫度是210°C，模具溫度是80°C，磁體尺寸是DlOmmXlOmm的圓柱形樣柱。
用NM-2000變溫曲線測(cè)量?jī)x測(cè)試樣柱的磁滯回線，磁性能為Br: 8. 45KGS，Hcj:11. 9K0e, (BH)max :15. 34MG0e。將樣柱在120°C下放置lOOmin，磁通不可逆損失為-7. 35%。實(shí)施例二
將60Kg各向異性釹鐵硼磁粉(北礦磁材科技股份有限公司生產(chǎn)的BMND-14P)與40Kg釤鈷磁粉(北礦磁材科技股份有限公司生產(chǎn)的BMSM-20-9)混合。其余的步驟與實(shí)施例一相同，注射出DlOXlO的樣柱。用NM-2000變溫曲線測(cè)量?jī)x測(cè)試樣柱的磁滯回線，磁性能為Br: 7. 85KGs，Hcj:10.82K0e, (BH)max :12. 3IMGOe0將樣柱在120°C下放置lOOmin，磁通不可逆損失為-4. 8%。實(shí)施例三
將20Kg各向異性釹鐵硼磁粉(北礦磁材科技股份有限公司生產(chǎn)的BMND-14P)與80Kg釤鈷磁粉(北礦磁材科技股份有限公司生產(chǎn)的BMSM-20-9)混合。其余的步驟與實(shí)施例一相同，注射出DlOXlO的樣柱。用NM-2000變溫曲線測(cè)量?jī)x測(cè)試樣柱的磁滯回線，磁性能為Br: 6. 42KGs，Hcj:10.16K0e, (BH)max :10. 80MG0eo將樣柱在120°C下放置lOOmin，磁通不可逆損失為-3. 7%。為了更好的對(duì)比本發(fā)明與其它磁體的性能，分別將IOOKg同性快淬釹鐵硼磁粉(麥格昆磁有限公司生產(chǎn)的MQP14-12)、磁粉磁性能為Br:8. 68KGs，Hcj :10. 31K0e, (BH)max: 14. 72MG0e ;IOOKg各向異性釹鐵硼磁粉(HDDR)(北礦磁材科技股份有限公司生產(chǎn)的 BMND-14P)、磁粉磁性能為Br:14. IkGs, Hcj : 14. 8k0e, BH (max) :40. 3MG0e ;將 IOOKg各向異性衫鈷磁粉(北礦磁材科技股份有限公司生產(chǎn)的BMSM-20-9)、磁粉磁性能為Br: IOkGs, Hcj :9k0e, BH (max) : 20MG0e,分別加入偶聯(lián)劑混合,其余步驟與實(shí)施例一相同，注射出DlOXlO的樣柱，用NM-2000變溫曲線測(cè)量?jī)x測(cè)試樣柱的磁滯回線，并將樣柱在120°C下放置lOOmin，測(cè)量其磁通不可逆損失，得到樣柱的磁體性能、磁通不可逆損失如表I所示，其中五種磁體樣柱的磁通不可逆損失數(shù)值曲線如圖2所示。各種磁鋼的性能歸納到表I和圖2中，從表I和圖2中可以看出
I.目前常用的各向異性注射鐵氧體的最大磁能積BH (max)是2. 2MG0e，同性注射釹鐵硼的最大磁能積BH (max)是6MG0e,而本發(fā)明各向異性注射復(fù)合磁體的最大磁能積BH (max)可以達(dá)到15MG0e以上，磁性能是現(xiàn)有注射磁水平的2. 5倍。2.在120°C下，注射各向異性復(fù)合磁體在滿足高性能的前提下，與同性快淬釹鐵硼磁粉、各向異性釤鈷磁粉相比，有效地降低了磁通不可逆損失。
表I不同樣柱的性能
權(quán)利要求
1.一種注射各向異性復(fù)合磁體，其特征在于其包括異性釹鐵硼磁粉、異性釤鈷磁粉和高分子粘結(jié)劑，其中異性釹鐵硼磁粉和異性釤鈷磁粉之間混合比例為異性釹鐵硼磁粉質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20%-80%，異性釤鈷磁粉質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20%-80%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的注射各向異性復(fù)合磁體，其特征在于所述高分子粘結(jié)劑為尼龍6 (PA6)、尼龍12 (PA12)、聚苯硫醚(PPS)中的一種。
3.一種制備注射各向異性復(fù)合磁體的方法，其特征在于所述注射各向異性復(fù)合磁體包含異性釹鐵硼磁粉、異性釤鈷磁粉和高分子粘結(jié)劑，制備步驟包括磁粉混合、磁粉造粒、注射成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的注射各向異性復(fù)合磁體制備方法，其特征在于所述磁粉混合過程為先將異性釹鐵硼磁粉和異性釤鈷磁粉混合，然后加入用分散劑稀釋的偶聯(lián)劑，攪拌均勻，烘干，干燥后得到混合物料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的注射各向異性復(fù)合磁體制備方法，其特征在于所述磁粉混合過程為將異性釹鐵硼磁粉和異性釤鈷磁粉混合，然后將硅烷偶聯(lián)劑加入到溶劑中稀釋后加入到混合磁粉中放入攪拌機(jī)里攪拌均勻，然后在50°C -70°C下烘干，使得溶劑完全揮發(fā)，偶聯(lián)劑均勻包覆在磁粉顆粒上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5任一項(xiàng)所述的注射各向異性復(fù)合磁體制備方法,其特征在于所述磁粉造粒過程為將異性釹鐵硼磁粉、異性釤鈷磁粉、高分子粘結(jié)劑在高溫下用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的注射各向異性復(fù)合磁體制備方法，其特征在于在磁粉造粒前，將甲基硅油和高分子粘結(jié)劑分別加入到偶聯(lián)處理后的磁粉中，用攪拌機(jī)混合均勻。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的注射各向異性復(fù)合磁體制備方法，其特征在于造粒過程中，熔料溫度是220°C -240°C，出口溫度是240°C _260°C，螺桿轉(zhuǎn)速彡110RMP，造粒時(shí)間^ 40mino
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的注射各向異性復(fù)合磁體制備方法，其特征在于注射成型時(shí)，將粒子用注塑機(jī)在> IT磁場(chǎng)下注射成型，注射壓力是80MPa _120MPa，料筒溫度是1850C _235°C，模具溫度是 60°C -90°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種注射各向異性復(fù)合磁體，其包括異性釹鐵硼磁粉、異性釤鈷磁粉和高分子粘結(jié)劑，其中異性釹鐵硼磁粉和異性釤鈷磁粉之間混合比例為異性釹鐵硼磁粉質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20%-80%，異性釤鈷磁粉質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20%-80%，還公開了一種注射各向異性復(fù)合磁體制備方法，制備步驟包括磁粉混合先將異性釹鐵硼磁粉和異性釤鈷磁粉混合，然后加入用分散劑稀釋的偶聯(lián)劑，攪拌均勻，烘干，干燥后得到混合物料；磁粉造粒將異性釹鐵硼磁粉、異性釤鈷磁粉、高分子粘結(jié)劑在高溫下用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒；注射成型將粒子用注塑機(jī)在≥1T磁場(chǎng)下注射成型。本發(fā)明提高了注射各向異性復(fù)合磁體的性能，降低了磁通不可逆損失，并節(jié)約成本。
文檔編號(hào)B29C45/00GK102903474SQ20121034057
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者李媛, 張維山, 周焊峰, 陳旭安 申請(qǐng)人:寧波韻升粘結(jié)磁體有限公司, 寧波韻升股份有限公司