一种用于小型直流电机的钕铁硼磁体制备方法技术

本发明专利技术涉及钕铁硼磁体技术领域，提供了一种用于小型直流电机的钕铁硼磁体制备方法，包括以下步骤：1)包覆粉末制备；2)磁粉复合；3)压制；4)固化；5)热轧或热冲压，最后得到各向异性钕铁硼磁体或弧形的各向同性钕铁硼磁体。本发明专利技术使用新型磁粉材料，通过新磁体制备步骤制备得到的新型钕铁硼磁体具有优异的磁性，良好的卷绕能力，较小的尺寸，将新型磁体应用于小型直流电机能够进一步减小直流电机的尺寸，减少直流电机的电流消耗，增加直流电机的机械输出。相比于传统磁体，各向异性钕铁硼磁体应用于小型直流电机可以将电流消耗减少至三分之二；弧形的各向同性钕铁硼磁体应用于小型直流电机可以将直流电机的机械输出增加约0.6倍。

A preparation method of NdFeB magnet for small DC motor

The invention relates to the technical field of neodymium iron boron magnet, and provides a preparation method of neodymium iron boron magnet for small DC motor, which comprises the following steps: 1) preparation of coating powder; 2) magnetic powder compounding; 3) pressing; 4) curing; 5) hot rolling or hot stamping, and finally obtaining an anisotropic neodymium iron boron magnet or an arc-shaped isotropic neodymium iron boron magnet. The invention uses a new magnetic powder material, and the new neodymium iron boron magnet prepared by the new magnet preparation step has excellent magnetism, good winding ability and small size. Applying the new magnet to the small DC motor can further reduce the size of the DC motor, reduce the current consumption of the DC motor, and increase the mechanical output of the DC motor. Compared with the traditional magnet, the current consumption can be reduced to two-thirds when the anisotropic NdFeB magnet is applied to the small DC motor; the mechanical output of the DC motor can be increased by about 0.6 times when the arc-shaped isotropic NdFeB magnet is applied to the small DC motor.

【技术实现步骤摘要】
一种用于小型直流电机的钕铁硼磁体制备方法
本专利技术涉及钕铁硼磁体
，具体涉及一种用于小型直流电机的钕铁硼磁体制备方法。
技术介绍
钕铁硼(Nd-Fe-B)磁体是最常用的稀土永磁体，广泛的应用于电子产品当中。钕铁硼(Nd-Fe-B)稀土永磁体可分为粘结磁体和烧结磁体两类，其中粘结磁体是由钕铁硼磁粉和粘结剂通过注射成型、压制成型或压延成型等方法来制备。粘结磁体具有形状自由度好、性价比高、体积小、性能优异等优点，因此广泛应用于计算机周边设备、办公自动化、直流电机当中。粘结磁体与烧结磁相比，粘结磁体可一次成形，可以做成各种形状复杂的磁体，将其应用在电机中可以大大减小电机的重量和体积。为了进一步减小小型直流电机的尺寸，需要开发出一种新的制备具有优异磁性的新型磁体的技术。包括新技术在内的与粘结磁体制备相关的技术构成之间的关系如附图1所示，有必要改变磁体的制备方法，以提高粘结磁体的总性能。各向异性HDDR磁粉和各向同性球状磁粉未主要应用于小直流电动机的环形和弧形磁体的制备。为了将它们应用于小型直流电机，需要开发一种可以制备高密度粘合磁铁的新方法。
技术实现思路
针对上述现有技术问题，本专利技术提供了一种用于小型直流电机的钕铁硼磁体制备方法，使用新型磁粉材料，通过新磁体制备方法制备了一种可应用于小型直流电机的粘结钕铁硼磁体。所制备的新型钕铁硼磁体具有优异的磁性，较小的尺寸，将新型磁体应用于小型直流电机可以进一步减小直流电机的尺寸。本专利技术采用以下的技术方案：一种用于小型直流电机的钕铁硼磁体制备方法，包括以下步骤：(1)包覆粉末制备：取固体环氧低聚物和磁粉，使用流化床反应器制备固体环氧低聚物包覆的磁粉，所述磁粉为各向异性HDDR磁粉或各向同性球状磁粉；(2)磁粉复合：将固体环氧低聚物包覆的磁粉与粉末固化剂和润滑剂使用冷混机进行干混，得到复合磁粉；(3)压制：将复合磁粉倒入粉末压制机的空腔中，在0.4～0.6GPa的压力下，1.5～1.6MA/m的轴向磁场中，80℃的温度下压制成近似网片状的高密度的生坯；(4)固化：将高密度生坯在160℃～200℃的温度下固化20分钟，得到片状的刚性粘结磁铁；(5)当步骤(1)中的磁粉为各向异性HDDR磁粉时，进行热轧：将片状的刚性粘结磁铁通过热轧机在60℃-80℃的温度下以20％-80％的轧制率轧制成片状磁体，得到各向异性钕铁硼磁体；当步骤(1)中的磁粉为各向同性球状磁粉时，进行热冲压：对片状的刚性粘结磁体进行热冲压处理，在1GPa的压力、110℃～130℃的条件下冲压片状刚性粘结磁铁，得到弧形的各向同性钕铁硼磁体。进一步地，所述各向异性钕铁硼磁体的厚度为2.0-2.5mm；所述弧形的各向同性钕铁硼磁体的内半径、外半径、最大厚度和最大长度分别为3.55mm、3.65mm、1.9mm和5mm。进一步地，将钕铁硼磁体放入到轧机中，在70℃的轧制温度下进行轧制。上述技术方案中，将所制备的磁体要卷曲成环状安装在小型直流电机上，这就需要新型的钕铁硼磁体具备一定的柔性，通过轧制使得制备的磁体具有一定的卷绕能力。为了使制备的磁体具有一定的柔韧性，将通过上述步骤制备的钕铁硼磁体放入到轧机中，在70℃的轧制温度下进行轧制，使其具有较好的柔韧性，良好的卷绕能力。进一步地，钕铁硼磁体轧制后的厚度为1.15mm左右。进一步地，所述轧机为二辊薄板轧机，所述轧辊上辊和下辊的直径均为90mm。进一步地，所述固体环氧低聚物选自溴化双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、苯酚甲醛型环氧树中的一种。进一步地，所述粉末固化剂选自氨基树脂、芳香族多胺、酰肼、甲阶酚醛树脂、双氰胺、酸酐中的一种。进一步地，所述润滑剂为十八酸锌盐。进一步地，步骤(1)中所述磁粉为各向异性HDDR磁粉时，各向异性HDDR磁粉、固体环氧低聚物、固化剂和润滑剂的质量百分比分别为96.2～98.1wt％、1.5～3.0wt％、0.1～0.3wt％、0.3～0.5wt％。优选地，所述各向异性HDDR磁粉按质量百分比组成为：Nd:10％～15％，Dy:0.1％～0.5％，Co:5％～20％，Zr:0.05％～0.2％，Ga:0.2％～0.9％，B:5％～10％，余量为Fe。优选地，所述各向异性HDDR磁粉为通过HDDR(即氢化-歧化-解吸-再结晶)法制备得到的各向异性粘结磁体用磁粉。进一步地，步骤(1)中所述磁粉为各向同性球状磁粉时，各向同性球状磁粉、固体环氧低聚物、固化剂和润滑剂的质量百分比分别为96.1～98.1wt％、1.5～3.0wt％、0.1～0.2wt％、0.3～0.7wt％。优选地，所述各向同性球状磁粉按质量百分比组成为：Nd:7.0％～9.5％，B:5％～6％，Ti：0.2％～0.4％，Zr：0.1％～0.25％，余量为Fe。本专利技术具有的有益效果是：本专利技术将新型钕铁硼磁体制备材料粉末进行复合，通过压制制备高密度生坯，然后将片状生坯进行固化，通过热轧和热冲压的方法分别得到各向异性和各项同性新型磁体，最后通过轧制使磁体具有一定的卷绕能力，可以卷绕成环状应用于小型直流电机。本专利技术使用新型磁粉材料，通过新磁体制备步骤制备得到的新型钕铁硼磁体与传统磁体相比，具有优异的磁性，良好的卷绕能力，因此通过轧制的磁体可以卷绕呈环状，应用于小型直流电机。将新型磁体应用于小型直流电机能够进一步减小直流电机的尺寸，减少直流电机的电流消耗，增加直流电机的机械输出。本专利技术使用各向同性球状磁粉所制备的一种应用于小型直流电机的粘结钕铁硼磁体与传统磁体相比可以减小直流电机的电流消耗，将本专利技术所制备的磁体应用于小型直流电机可以将电流消耗减少至三分之二。本专利技术使用各向异性HDDR磁粉所制备的一种应用于小型直流电机的粘结钕铁硼磁体与传统磁体相比可以增加直流电机的机械输出，将本专利技术所制备的磁体应用于小型直流电机可以将直流电机的机械输出增加约0.6倍。附图说明图1为粘结磁体制备相关的技术构成之间的关系图；图2为本专利技术的技术路线图。具体实施方式为了使本领域的技术人员进一步的了解本专利技术，下面结合具体实施例对本专利技术进行详细地说明。参阅图2，一种用于小型直流电机的钕铁硼磁体制备方法，包括以下步骤：(1)包覆粉末制备：取固体环氧低聚物和磁粉，使用流化床反应器制备固体环氧低聚物包覆的磁粉，所述磁粉为各向异性HDDR磁粉或各向同性球状磁粉；(2)磁粉复合：将固体环氧低聚物包覆的磁粉与粉末固化剂和润滑剂使用冷混机进行干混，得到复合磁粉；(3)压制：将复合磁粉倒入粉末压制机的空腔中，在0.4～0.6GPa的压力下，1.5～1.6MA/m的轴向磁场中，80℃的温度下压制成近似网片状的高密度的生坯；(4)固化：将高密度生坯在160℃～200℃的温度下固化20分钟，得到片状的刚性粘结磁铁；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于小型直流电机的钕铁硼磁体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)包覆粉末制备：取固体环氧低聚物和磁粉，使用流化床反应器制备固体环氧低聚物包覆的磁粉，所述磁粉为各向异性HDDR磁粉或各向同性球状磁粉；/n(2)磁粉复合：将固体环氧低聚物包覆的磁粉与粉末固化剂和润滑剂使用冷混机进行干混，得到复合磁粉；/n(3)压制：将复合磁粉倒入粉末压制机的空腔中，在0.4～0.6GPa的压力下，1.5～1.6MA/m的轴向磁场中，80℃的温度下压制成近似网片状的高密度的生坯；/n(4)固化：将高密度生坯在160℃～200℃的温度下固化20分钟，得到片状的刚性粘结磁铁；/n(5)当步骤(1)中的磁粉为各向异性HDDR磁粉时，进行热轧：/n将片状的刚性粘结磁铁通过热轧机在60℃-80℃的温度下以20％-80％的轧制率轧制成片状磁体，得到各向异性钕铁硼磁体；/n当步骤(1)中的磁粉为各向同性球状磁粉时，进行热冲压：/n对片状的刚性粘结磁体进行热冲压处理，在1GPa的压力、110℃～130℃的条件下冲压片状刚性粘结磁铁，得到弧形的各向同性钕铁硼磁体。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于小型直流电机的钕铁硼磁体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)包覆粉末制备：取固体环氧低聚物和磁粉，使用流化床反应器制备固体环氧低聚物包覆的磁粉，所述磁粉为各向异性HDDR磁粉或各向同性球状磁粉；
(2)磁粉复合：将固体环氧低聚物包覆的磁粉与粉末固化剂和润滑剂使用冷混机进行干混，得到复合磁粉；
(3)压制：将复合磁粉倒入粉末压制机的空腔中，在0.4～0.6GPa的压力下，1.5～1.6MA/m的轴向磁场中，80℃的温度下压制成近似网片状的高密度的生坯；
(4)固化：将高密度生坯在160℃～200℃的温度下固化20分钟，得到片状的刚性粘结磁铁；
(5)当步骤(1)中的磁粉为各向异性HDDR磁粉时，进行热轧：
将片状的刚性粘结磁铁通过热轧机在60℃-80℃的温度下以20％-80％的轧制率轧制成片状磁体，得到各向异性钕铁硼磁体；
当步骤(1)中的磁粉为各向同性球状磁粉时，进行热冲压：
对片状的刚性粘结磁体进行热冲压处理，在1GPa的压力、110℃～130℃的条件下冲压片状刚性粘结磁铁，得到弧形的各向同性钕铁硼磁体。


2.根据权利要求1所述的一种用于小型直流电机的钕铁硼磁体制备方法，其特征在于，所述各向异性钕铁硼磁体的厚度为2.0-2.5mm；所述弧形的各向同性钕铁硼磁体的内半径、外半径、最大厚度和最大长度分别为3.55mm、3.65mm、1.9mm和5mm。


3.根据权利要求1所述的一种用于小型直流电机的钕铁硼磁体制备方法，其特征在于，将钕铁硼磁体放入到轧机中，在70℃的轧制温度下进行轧制。


4.根据权利要求3所述的一种用于小型直流电机的钕铁硼磁体制备方法，其特征在于，钕铁硼磁体轧制后的厚度为1.15mm左右。


5.根据权利要求3所述的一种用...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏春建，张帅，李震，刘加珍，吕始鹏，鲁先宝，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37