一种各向异性粘结永磁材料及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种各向异性的粘结性稀土永磁材料及其制造方法，包括如下步骤：1)提供SmFeN稀土永磁粉末原料；2)采用铝镁合金对于所述SmFeN稀土永磁粉末进行合金化处理；3)采用异丁基三甲氧基硅烷对所述SmFeN稀土永磁粉末进行表面处理；4)将合金化处理和表面处理后的SmFeN稀土永磁粉末与复合树脂粘结剂混合后于混炼机中进行混炼以得到注射成型原料；其中，所述复合树脂粘结剂为聚苯硫醚酮、聚对苯二甲酸丁二醇酯、苯乙烯‑丙烯酸乙酯共聚物、膨润土；5)将注射成型原料充入预热的模具中进行注射成型，以得到各向异性的粘结性稀土永磁材料。本发明专利技术得到的粘结永磁材料具有优异磁性能、机械性能、耐温耐蚀和回收性能。

【技术实现步骤摘要】
一种各向异性粘结永磁材料及其制造方法
本专利技术涉及稀土永磁材料的
，特别涉及一种各向异性的粘结性稀土永磁材料及其制造方法。
技术介绍
稀土永磁材料是指稀土金属和过渡族金属形成的合金经一定的工艺制成的永磁材料。稀土永磁材料相较于传统磁钢、铁氧体等磁性材料具有更为优异的性能，已在机械、电子、仪表和医疗等各个领域获得了广泛应用。具体的，稀土永磁材料是将钐、钕等稀土金属与过渡金属(如钴、铁等)组成的合金，用粉末冶金方法压型烧结或者粘结的成型方式，再经磁场充磁后制得的一种磁性材料。可以说在应用稀土的各个领域中，稀土永磁材料是发展速度最快的一个。它不仅给稀土产业的发展带来了巨大的推动力，也对许多相关产业产生相当深远的影响。其中，钐铁氮(SmFeN)永磁材料是第三代永磁材料，钐铁氮永磁材料较第三代产业化永磁材料钕铁硼(NdFeB)具有更优越的磁性能，更高的居里温度，更高的磁晶各向异性场，更优异的热稳定性、抗氧化性、耐腐蚀性，可用在钕铁硼永磁材料难以适应的更严苛的使用环境下。由于钐铁氮(SmFeN)永磁材料使用烧结工艺容易导致氮脱离晶格，因此钐铁氮(SmFeN)永磁材料更适合用于制作各种粘结磁体。粘结磁体是以稀土磁粉为原料，将磁粉与粘结剂及助剂进行混合处理后，通过定型加工形成的稀土磁体。以定型工艺的不同来区分，粘结磁体又可以分为压缩成型、挤出成型以及注射成型等等。其中，压缩成型是将磁粉与粘结剂按比例混合，使粘结剂均匀包覆于磁粉表面，然后进行干燥造粒并加入润滑剂，再在模具中压制定型，随后对压制形成的胚体固化和表面处理后形成成品，压缩成型是目前应用最广泛的粘结磁体生产方式，产品具有比较良好的磁性能和稳定度，市场份额很高，但是压缩成型主要适用于酚醛树脂等热固性树脂粘结剂的产品，而热固性粘结剂加热硬化后分子链之间形成化学键合，固化过程是一种不可逆转的化学过程，想要再次切断化学键合十分困难，因此导致热固性树脂粘结剂成型的永磁体的废旧产品以及边角料的回收都是一件极其困难的事情，与目前提倡的环保节能、循环利用的技术方向并不相符。注射成型则是将磁粉和树脂的粉料混炼、造粒，然后将造粒后颗粒料注入注塑机内加热熔化，使之具有良好的流动性，在这种状态下将该颗粒料以熔融状态注入具有取向磁场的金属模具内，冷却后形成所要求的复杂形状的磁体器件。相比于压缩成型，注塑成型的优点有：1、颗粒料的树脂含量高，且在颗粒料熔融状态下成型，流动性好、强度较高；2、成型自由度和尺寸精细度高，可制成形状复杂、不规则的各类器件，且不需后期喷涂处理等防氧化措施；3、可与轴等注塑成镶嵌类产品，而镶嵌类产品要求磁体强度很高；4、成型压力低，模具损耗低，注塑成型时一般在高于热塑性树脂粘结剂的熔点的温度成型，而压缩成型一般为常温，模具损耗较大；5、适用于热塑性树脂粘合剂的产品，因其固化过程完全是一种形态转化的物理过程，再次加热即能够实现流动性，因此具有优异的再加工性和再回收利用性能。然而射出成型工艺由于需要高温加热，使得稀土永磁粉末难以避免得要发生高温导致的耐氧化性、耐腐蚀性能的劣化。同时，虽然常用的热塑性树脂粘结剂赋予了永磁体优异的耐热性能，在机械强度方面却明显不足，而且面对日益严苛的使用环境和要求，即便是耐热性也有待进一步提高。此外，为了满足射出成型对于混合熔融体流动性能的要求，需要提高热塑性树脂粘结剂的含量，而这通常会以牺牲永磁体产品的磁性能和机械强度为代价，但如果降低热塑性树脂粘结剂的含量，又会导致粘结磁体内部存有微观空洞等缺陷而造成的成型不良，同样会造成机械强度降低、产品质量下降的问题。可见，注射成型的粘结磁体当中，磁粉与粘结剂是粘结磁体性能的两大决定性因素，注射成型粘结磁体的磁性能与磁粉含量有关，而其力学性能和机械加工性能则受到粘结剂的成份种类、含量、性能的制约。如何开发一种兼具优异的磁性能和耐热、耐热、机械强度优异的注射成型永磁材料，对于稀土永磁材料技术的发展和应用具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种各向异性的粘结性稀土永磁材料及其制造方法，从而克服现有技术的缺点和不足。为实现上述目的，本专利技术提供了一种各向异性的粘结性稀土永磁材料的制造方法，其特征在于所述制造方法包括如下步骤：1)提供SmFeN稀土永磁粉末原料；2)采用铝镁合金对于所述SmFeN稀土永磁粉末进行合金化处理；3)采用异丁基三甲氧基硅烷对所述SmFeN稀土永磁粉末进行表面处理；4)将合金化处理和表面处理后的SmFeN稀土永磁粉末与复合树脂粘结剂混合后于混炼机中进行混炼以得到注射成型原料；其中，所述复合树脂粘结剂为聚苯硫醚酮、聚对苯二甲酸丁二醇酯、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、膨润土；5)将注射成型原料充入预热的模具中进行注射成型，以得到各向异性的粘结性稀土永磁材料。优选的，所述SmFeN稀土永磁粉末中Sm的原子百分比为8-15％、N的原子百分比为8-15％，余量为Fe。所述SmFeN稀土永磁粉末的平均粒径为5-10μm。优选的，所述铝镁合金中铝镁的质量比为1:1～1:2，且以所述SmFeN稀土永磁粉末100重量份计，所述铝镁合金为2-5重量份。所述铝镁合金为平均粒径为5-10μm的粉末。所述合金化处理是将所述SmFeN稀土永磁粉末与所述铝镁合金粉末在机械设备中混合后，在氮气氛围下加热至420-460℃并保温处理1-1.5h。优选地，所述表面处理是将所述SmFeN稀土永磁粉末与以所述SmFeN稀土永磁粉末100重量份计异丁基三甲氧基硅烷0.5-1重量份、水1-2重量份，在氮气保护条件下混合搅拌均匀5-10min后，随后在-0.2MPa的真空度下，在80-100℃条件下加热处理1-2h。优选地，复合树脂粘结剂中，各组分含量为聚苯硫醚酮30-50％，聚对苯二甲酸丁二醇酯为30-55％，苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物为10-20％，有机膨润土1-2％，且以所述SmFeN稀土永磁粉末100重量份计，所述复合树脂粘结剂为5-20重量份。优选的，所述混炼在真空捏合机中进行，叶片旋转速度50-60rpm，混炼温度为280-320℃，混炼时间20-30min。混炼时添加以所述SmFeN稀土永磁粉末100重量份计0.05-0.08重量份的硬脂酸锌和0.05-0.1重量份的三元受阻酚抗氧化剂。优选地，所述注射成型的压力为30-50MPa，喷嘴温度为300-320℃，模具温度为150-200℃。优选的，进一步包括步骤6)充磁，注射成型后在2-5T取向磁场作用下进行充磁处理，得到各向异性的粘结性稀土永磁材料。优选的，所述苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的苯乙烯与丙烯酸乙酯的单体质量比为3-5。优选的，所述膨润土为经十六烷基三甲基溴化铵和柠檬酸改性的钠基膨润土，所述的钠基膨润土：十六烷基三甲基溴化铵：柠檬酸的质量比为10:1:1。所述膨润土的平均粒径为5-10μm。本专利技术还提供了一种各向异性的粘结性稀土永磁材料，该各向异性的粘结性稀土永磁材料是由上述方法制备得到的。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术采用了磁性能优异的SmFeN稀土永磁粉末保证了粘结性稀土永磁材料的磁性能；2、本专利技术采用铝镁合金进行合金化处理，有效提高了SmFeN稀土永磁粉末内禀矫顽力等，也抑制了SmFeN稀土永磁粉末的氧化倾向；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种各向异性的粘结性稀土永磁材料的制造方法，其特征在于所述制造方法包括如下步骤：1)提供SmFeN稀土永磁粉末原料；2)采用铝镁合金对于所述SmFeN稀土永磁粉末进行合金化处理；3)采用异丁基三甲氧基硅烷对所述SmFeN稀土永磁粉末进行表面处理；4)将合金化处理和表面处理后的SmFeN稀土永磁粉末与复合树脂粘结剂混合后于混炼机中进行混炼以得到注射成型原料；其中，所述复合树脂粘结剂为聚苯硫醚酮、聚对苯二甲酸丁二醇酯、苯乙烯‑丙烯酸乙酯共聚物、膨润土；5)将注射成型原料充入预热的模具中进行注射成型，以得到各向异性的粘结性稀土永磁材料。

【技术特征摘要】
1.一种各向异性的粘结性稀土永磁材料的制造方法，其特征在于所述制造方法包括如下步骤：1)提供SmFeN稀土永磁粉末原料；2)采用铝镁合金对于所述SmFeN稀土永磁粉末进行合金化处理；3)采用异丁基三甲氧基硅烷对所述SmFeN稀土永磁粉末进行表面处理；4)将合金化处理和表面处理后的SmFeN稀土永磁粉末与复合树脂粘结剂混合后于混炼机中进行混炼以得到注射成型原料；其中，所述复合树脂粘结剂为聚苯硫醚酮、聚对苯二甲酸丁二醇酯、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、膨润土；5)将注射成型原料充入预热的模具中进行注射成型，以得到各向异性的粘结性稀土永磁材料。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述SmFeN稀土永磁粉末中Sm的原子百分比为8-15％、N的原子百分比为8-15％，余量为Fe。所述SmFeN稀土永磁粉末的平均粒径为5-10μm。3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述铝镁合金中铝镁的质量比为1:1～1:2，且以所述SmFeN稀土永磁粉末100重量份计，所述铝镁合金为2-5重量份。所述铝镁合金为平均粒径为5-10μm的粉末。所述合金化处理是将所述SmFeN稀土永磁粉末与所述铝镁合金粉末在机械设备中混合后，在氮气氛围下加热至420-460℃并保温处理1-1.5h。4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述表面处理是将所述SmFeN稀土永磁粉末与以所述SmFeN稀土永磁粉末100重量份计异丁基三甲氧基硅烷0.5-1重量份、水1-2重量份，在氮气保护条件下混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩爱文，
申请(专利权)人：深圳万佳互动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44