專利名稱：一種稀土粘結(jié)磁體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稀土粘結(jié)磁體材料，本發(fā)明還涉及一種稀土粘結(jié)磁體材料的制造方法。
背景技術(shù)：
稀土粘結(jié)磁體的制造方法通常是將稀土磁粉、粘結(jié)劑及少量加工助劑混合，通過模壓成型法、擠出成型法或注射成型法，按其所要求的磁性能和形狀制成磁體。
模壓NdFeB磁體采用熱固性樹脂粘結(jié)劑，以模壓成型工藝生產(chǎn)，是常用的一種制造方法。將NdFeB磁粉與熱固性樹脂及少量的潤滑助劑混合均勻后，填入預(yù)先設(shè)計的金屬模具中，在較大的壓力作用下制成一定形狀的磁體，然后在一定的溫度下將內(nèi)部的熱固性樹脂固化，以提高磁體的機(jī)械強(qiáng)度，最后還要進(jìn)行表面處理如電泳或噴漆。用該方法制得的磁體可以有較高的磁粉含量，磁體的磁性能優(yōu)良，但是需增加表面防腐處理工序，對環(huán)境有一定的污染性。
也有采用熱塑性樹脂與Nd-Fe-B磁粉混合，以注射成型工藝、擠出成型工藝來生產(chǎn)的稀土磁體。如CN 1167989A所述，采用了熱塑性樹脂為粘結(jié)劑，磁粉采用R-Fe-B系、Sm-Co系或Sm-Fe-N系磁粉，該專利所述熱塑性樹脂與以上磁粉有一定的親和性，其說明的用量亦適合以上磁粉的加工。然而，使用粒徑較小的磁性粉末Nd-Fe-N時，其用量不再適合，其適用的熱塑性樹脂種類也有所不同。采用Nd-Fe-B磁粉制得的磁體具有很高的磁性能，但是也有它的缺點抗氧化腐蝕性能不好，磁體通常需要進(jìn)行特殊的表面處理如電泳和噴漆；SmCo類磁體雖然防氧化腐蝕性好，但磁性能不高，且Co為戰(zhàn)略物資，來源受限制。
上述稀土磁體的組合物所含稀土磁粉Nd-Fe-B，抗氧化腐蝕性能不好，且其加工對所需的熱塑性樹脂或熱固性樹脂種類和用量有一定的流動性要求，制作有一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、磁性能優(yōu)良、耐腐蝕性好、機(jī)械強(qiáng)度高的新型稀土粘結(jié)磁體。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述稀土粘結(jié)磁體的制造方法。
本發(fā)明提供的一種稀土粘結(jié)磁體，其組分及重量含量為各向異性釹-鐵-氮磁粉84～97.5％熱塑性樹脂2～12％加工助劑0.1～4％。
本發(fā)明稀土粘結(jié)磁體采用的釹-鐵-氮磁粉的基本成分包括以Nd為主的稀土元素、以Fe為主的過渡金屬元素、以N為主的基本元素；熱塑性樹脂選用聚酰胺、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂、苯乙烯系樹脂、聚苯醚、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯硫醚、氟系樹脂和熱塑性彈性體中的一種或幾種；加工助劑選用偶聯(lián)劑、增塑劑、潤滑劑、防老劑和抗氧劑中的一種或者幾種。
本發(fā)明稀土粘結(jié)永磁體的制造方法是首先將各向異性釹-鐵-氮磁粉與熱塑性樹脂、加工助劑混煉均勻，在熱塑性樹脂熔融以上的溫度加熱混煉物，然后在磁場強(qiáng)度為0.5～5萬Oe的磁場中將熔融物注入模具，冷卻固化成型。
本發(fā)明所采用的稀土磁粉是釹-鐵-氮磁粉，含有以Nd為主的稀土元素、以Fe為主的過渡元素、以N為主的基本成分。與Nd-Fe-B磁粉所不同的是它的抗氧化腐蝕性能比較好，具有更高的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁粉的生產(chǎn)工藝簡單，磁粉中稀土含量少，不摻雜戰(zhàn)略物質(zhì)金屬鈷，經(jīng)濟(jì)效益也比Nd-Fe-B磁粉高。
本發(fā)明采用的粘結(jié)劑為熱塑性樹脂，以前模壓Nd-Fe-B磁體采用的粘結(jié)劑為熱固性樹脂，它沒有熱塑性樹脂那樣具有良好的流動性和可加工性，成型性不是很好，所以本發(fā)明采用熱塑性樹脂為粘結(jié)劑。熱塑性樹脂種類的選擇關(guān)系到磁體的機(jī)械強(qiáng)度、使用溫度范圍、成型的難易程度和獲得的磁能積的大小。本發(fā)明使用的熱塑性樹脂為下面的一種或幾種共混聚酰胺、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂、苯乙烯系樹脂、聚苯醚、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯硫醚、氟系樹脂。采用以上樹脂的原因是，它們與Nd-Fe-N磁粉具有良好的親和性，加工時流動性好，另外制得的磁體可以具有較好的物理機(jī)械性能。在選擇熱塑性樹脂的種類時，其加工溫度是需要考慮的，有些樹脂加工溫度相當(dāng)高，這時Nd-Fe-N磁粉容易氧化，樹脂的加工溫度不要超過380℃，最好能在300℃以下。有時為了獲得良好的流動性和可加工性，對熱塑性樹脂的聚合度作出一定的要求，以10000-50000的分子量為佳。
本發(fā)明磁體采用注射成型法，該成型法是指在注射成型機(jī)內(nèi)將磁體混合物加熱熔融，以獲取混合物的良好流動性，然后將該混合物注入預(yù)先設(shè)計的金屬模具中，制得一定形狀的磁體，該成型法有許多優(yōu)點磁體的形狀自由度大、磁體成品率高、邊廢料可以回收利用。磁體在注射成型前，需要將磁體的混合物先混煉均勻，采用的混煉方法可以是輥式混煉法、捏煉機(jī)混煉法、螺桿擠出機(jī)混煉法?；鞜挼臏囟纫虿捎玫臒崴苄詷渲能浕瘻囟扔嘘P(guān)，在選擇熱塑性樹脂種類時其軟化溫度是重要的參考因素，其中要考慮到釹-鐵-氮磁粉的最高可加工溫度，而混煉加工的溫度應(yīng)當(dāng)在所選用的熱塑性樹脂熔熔溫度以上，以保證混合物的良好流動性，在這樣的溫度下磁粉很容易與熱塑性樹脂粘結(jié)劑混勻，160～200℃熔融溫度的熱塑性樹脂比較適合Nd-Fe-N磁體的注射成型。
本發(fā)明具有以下有益效果1.由于采用國產(chǎn)各向異性釹-鐵-氮稀土磁粉作為原料，原料資源豐富并可有效降低成本。
2.由于各向異性釹-鐵-氮稀土磁粉的耐腐蝕性優(yōu)于快淬釹鐵硼磁粉，所以本發(fā)明磁體的耐腐蝕性較好，因而其使用范圍更廣。
3.本發(fā)明磁體具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的磁性能。
4.本發(fā)明磁體可廣泛用于微電機(jī)、汽車制造，電子儀器等領(lǐng)域。
具體實施例方式
實施例1磁粉采用平均粒徑為2μm的Nd-Fe-N粉末，重量占混合物的94％，粘結(jié)劑采用聚酰胺樹脂，該樹脂的熔點在170℃，重量占5.7％，加工助劑采用胺類化合物抗氧劑，重量占0.3％，將該混合物在螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混練，混煉溫度為185℃，此時混合物被熔融并通過一金屬模具成型為一直徑3mm的線狀，將所得的線狀磁體裁切成長為4mm的顆粒狀。
將制得的顆粒狀混合物通過注射成型機(jī)注入金屬模具中，注射成型機(jī)內(nèi)混煉溫度為185℃，模具置于10kOe的取向磁場中，制得的磁體外形為高10mm，直徑為10mm的圓柱體。
檢測該磁體的磁性能，最大磁能積(BH)max＝5.6MGOe，磁體密度為4.82g/cm2。
實施例2磁粉采用平均粒徑為2μm的Nd-Fe-N粉末，重量占混合物的94％，粘結(jié)劑采用聚酰胺樹脂，該樹脂的熔點在170℃，重量占5.3％，加工助劑采用酮胺類化合物抗氧化劑，重量占0.7％，將該混合物在螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混練，混煉溫度為185℃，此時混合物被熔融并通過一金屬模具成型為一直徑3mm的線狀，將所得的線狀磁體裁切成長為4mm的顆粒狀。
將制得的顆粒狀混合物通過注射成型機(jī)注入金屬模具中，注射成型機(jī)內(nèi)混煉溫度為185℃，模具置于10kOe的取向磁場中，制得的磁體外形為高10mm，直徑為10mm的圓柱體。
檢測該磁體的磁性能，最大磁能積(BH)max＝6.0MGOe，磁體密度為4.93g/cm2。
實施例3磁粉采用平均粒徑為2μm的Nd-Fe-N粉末，重量占混合物的95％，粘結(jié)劑采用聚酰胺樹脂，該樹脂的熔點在170℃，重量占4.5％，加工助劑采用肼類化合物抗氧化劑，重量占0.5％，將該混合物在螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混練，混煉溫度為185℃，此時混合物被熔融并通過一金屬模具成型為一直徑3mm的線狀，將所得的線狀磁體裁切成長為4mm的顆粒狀。
將制得的顆粒狀混合物通過注射成型機(jī)注入金屬模具中，注射成型機(jī)內(nèi)混煉溫度為185℃，模具置于10kOe的取向磁場中，制得的磁體外形為高10mm，直徑為10mm的圓柱體。
檢測該磁體的磁性能，最大磁能積(BH)max＝6.3MGOe，磁體密度為5.13g/cm2。
實施例4磁粉采用平均粒徑為2μm的Nd-Fe-N粉末，重量占混合物的94.5％，粘結(jié)劑采用聚甲醛，該樹脂的熔點在175℃，重量占4.7％，加工助劑采用肼類化合物抗氧化劑，重量占0.8％，將該混合物在螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混練，混煉溫度為185℃，此時混合物被熔融并通過一金屬模具成型為一直徑3mm的線狀，將所得的線狀磁體裁切成長為4mm的顆粒狀。
將制得的顆粒狀混合物通過注射成型機(jī)注入金屬模具中，注射成型機(jī)內(nèi)混煉溫度為185℃，模具置于10kOe的取向磁場中，制得的磁體外形為高10mm，直徑為10mm的圓柱體。
檢測該磁體的磁性能，最大磁能積(BH)max＝6.1MGOe，磁體密度為5.04g/cm2。
以上實施例磁體加工容易實現(xiàn)，磁性能優(yōu)良，機(jī)械強(qiáng)度高。
比較例1磁粉采用平均粒徑為2μm的Nd-Fe-N粉末，重量占混合物的90％，粘結(jié)劑采用聚酰胺樹脂，該樹脂的熔點在170℃，重量占8.5％，加工助劑采用胺類化合物抗氧化劑，重量占1.5％，將該混合物在螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混練，混煉溫度為185℃，此時混合物被熔融并通過一金屬模具成型為一直徑3mm的線狀，將所得的線狀磁體裁切成長為4mm的顆粒狀。
將制得的顆粒狀混合物通過注射成型機(jī)注入金屬模具中，注射成型機(jī)內(nèi)混煉溫度為185℃，模具置于10kOe的取向磁場中，制得的磁體外形為高10mm，直徑為10mm的圓柱體。
檢測該磁體的磁性能，最大磁能積(BH)max＝4.3MGOe，磁體密度為4.59g/cm2。該磁體磁性能不高，比較例2磁粉采用平均粒徑為2μm的Nd-Fe-N粉末，重量占混合物的97.5％，粘結(jié)劑采用聚酰胺樹脂，該樹脂的熔點在170℃，重量占2.5％，將該混合物在金屬模具中用5t/cm2的外力壓縮成型，金屬模具內(nèi)溫度為185℃，模具置于10kOe的取向磁場中，制得的磁體外形為高10mm，直徑為10mm的圓柱體。
該磁體從金屬模具中取出時有邊角的破裂，且因內(nèi)部生熱的問題，磁粉氧化嚴(yán)重，出現(xiàn)著火現(xiàn)象，成型困難。
參照本發(fā)明的實施例和比較例，本發(fā)明制得的磁體具有良好的磁特性、較高的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)良的耐氧化腐蝕性能，且加工流動性好。
權(quán)利要求
1.一種稀土粘結(jié)磁體，其組分及重量含量為各向異性釹-鐵-氮磁粉84～97.5％熱塑性樹脂 2～12％加工助劑0.1～4％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土粘結(jié)磁體，其特征在于所述的各向異性釹-鐵-氮磁粉的基本成分包括以Nd為主的稀土元素、以Fe為主的過渡金屬元素、以N為主的基本元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土粘結(jié)磁體，其特征在于所述的熱塑性樹脂選用聚酰胺、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂、苯乙烯系樹脂、聚苯醚、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯硫醚、氟系樹脂和熱塑性彈性體中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土粘結(jié)磁體，其特征在于所述的加工助劑選用偶聯(lián)劑、增塑劑、潤滑劑、防老劑和抗氧劑中的一種或者幾種。
5.一種權(quán)利要求1所述的稀土粘結(jié)磁體的制造方法，其特征在于首先將各向異性釹-鐵-氮磁粉與熱塑性樹脂、加工助劑混煉均勻，在熱塑性樹脂熔融以上的溫度加熱混煉物，然后在磁場強(qiáng)度為0.5～5萬Oe的磁場中將熔融物注入模具，冷卻固化成型。
全文摘要
一種稀土粘結(jié)磁體，由各向異性釹－鐵－氮磁粉與熱塑性樹脂、加工助劑混煉均勻，在熱塑性樹脂熔融以上的溫度加熱混煉物，然后在磁場強(qiáng)度為0.5～5萬Oe的磁場中將熔融物注入模具，冷卻固化成型，其組分及重量含量為各向異性釹－鐵－氮磁粉84～97.5％、熱塑性樹脂2～12％、加工助劑0.1～4％。本發(fā)明稀土粘結(jié)永磁體具有低成本、優(yōu)異的磁性能、機(jī)械強(qiáng)度高等特點，可廣泛用于微電機(jī)、汽車制造、電子儀器等領(lǐng)域。
文檔編號H01F1/032GK1595555SQ200410027809
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月28日
發(fā)明者張莉, 李湘波, 范保順, 徐各清, 李云峰 申請人:廣州金南磁塑有限公司