一种尼龙粘结钕铁硼磁体的制备方法技术

一种尼龙粘结钕铁硼磁体的制备方法，属于粘结钕铁硼永磁材料的制备方法，解决现有注射成型方法尼龙含量高且注射压力偏低的问题，降低尼龙粘结Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁体中尼龙的含量，以提高尼龙粘结Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁体的磁性能和力学性能。本发明专利技术包括：表面改性处理步骤、成型步骤、固化处理步骤及表面处理与充磁步骤。本发明专利技术所制备的尼龙粘结各向同性Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁体，尼龙含量为４．５ｗｔ％，抗弯强度８４．７ＭＰａ，抗压强度１３８ＭＰａ，剩磁０．６８８Ｔ，内禀矫顽力７８２ｋＡ／ｍ，磁能积７４．１ｋＪ／ｍ↑［３］；性能比传统注射成型方法的高，制备方法简单，实施经济，易于实现工业化批量生产，具有很好的推广应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于粘结钕铁硼永磁材料的制备方法，具体涉及一种尼龙粘 结各向同性钕铁硼磁体的制备方法。
技术介绍
粘结Nd-Fe-B永磁材料是近年发展起来的一种新型永磁复合材料， 己经广泛应用于信息、汽车、音响系统、控制系统、测量仪表、办公自 动化及家用电器等领域，而且全球的需求量还在不断增加。粘结Nd-Fe-B 磁体的成型工艺主要有四种模压成型、注射成型、压延成型和挤压成 型，其中模压成型粘结Nd-Fe-B磁体的性能是四种成型方法中最高的， 其产量也最大，注射成型粘结Nd-Fe-B磁体可以制备形状复杂的小型磁 体，易于实现净成型和批量自动化生产，目前，只有模压成型和注射成 型在工业化生产中得到实际应用。尼龙属于热塑性粘结剂，加热时软化流动、冷却变硬，分子链之间 无化学键产生，固化过程完全是一种形态转化的物理过程，再次加热仍 然能够达到流动性，并可以再次对其进行加工成型，具有良好的再加工 性和再回收利用性；与其它粘结剂相比，具有优良的耐摩擦性、较好的 耐腐蚀性及良好的力学性能等，是制备粘结钕铁硼磁体常用的粘结剂之近几年，对尼龙粘结Nd-Fe-B磁体的研究全部集中在用注射成型方 法制备尼龙粘结Nd-Fe-B磁体，如曲选辉、段柏华等《注射成型制备高 性能粘结Nd-Fe-B磁体》，见《中国有色金属学报》，2004， 10: 1653-1657; Monika'G. Garrel、 Albert J. Shih等《Mechanical properties of Nylon bonded Nd-Fe-B permanent magents》，见《Journal of Mgnetism and MgeneticMaterials》，2003， 257: 32-43。注射成型制备粘结磁体时，粘结剂的含 量一般在7wtn/。 12wty。之间，注射成型压力一般不大于150MPa，尼龙 含量高且注射压力偏低，制备尼龙粘结Nd-Fe-B磁体的磁性能低。
技术实现思路
本专利技术提供，解决现有注射成 型方法制备尼龙粘结Nd-Fe-B磁体过程中尼龙含量高且注射压力偏低的 问题，降低尼龙粘结Nd-Fe-B磁体中尼龙的含量，提高粘结Nd-Fe-B磁 体的密度，以提高尼龙粘结Nd-Fe-B磁体的磁性能和力学性能。本专利技术的，包括(1) 表面改性处理步骤将硅垸加入乙醇中配制硅垸乙醇溶液，硅 垸的浓度为0.02g/ml 0.025g/ml，然后加入各向同性Nd-Fe-B磁粉，硅 烷与磁粉的质量百分比为0.5% 1.5%，搅拌后放入超声波清洗器进行振 动分散处理，取出后在烘箱中烘干，得到耦联磁粉；(2) 成型步骤将尼龙粉末与耦联磁粉混合均匀，尼龙粉末与耦联 磁粉的质量百分比为1.5% 5.0%，每次称取等量的粉体装入模具，待模 具温度升到180。C 220。C后，在600Mpa 1200MPa压力下进行压制成型， 保温保压时间为5 10min，然后冷却模具到5(TC 6(TC脱模，得到样品 毛坯；(3) 固化处理步骤将样品毛坯在真空热处理炉中进行固化处理， 固化温度160°C 280°C，保温时间1 5h，固化后试样随炉自然冷却到 室温；(4) 表面处理与充磁步骤将试样进行表面去毛刺和表面防腐处理， 然后在磁场强度为1. 5 5T的磁场中进行充磁处理，制成成品磁体。于-所述表面改性处理步骤中，搅拌时间20 30min，超声波清洗器振动 分散处理时间2 3h，取出静置3 5h后在烘箱中烘干，烘干温度60 80°C;所述固化处理步骤中，升温速率为2°C 5°C/min。本专利技术采用温压成型工艺制备尼龙粘结各向同性Nd-Fe-B磁体，一 方面，磁体中粘结剂的含量比注射成型的低，同时，温压成型的成型压 力远高于注射成型；另一方面，温压成型也解决了尼龙粉末在室温下可 压縮性差及流动性差的问题。由于尼龙是一种固态粉体，因此粉体的塑 性或可压縮性较差，内应力、弹性回弹和摩擦力较大，室温压制成型时， 使得外压力不能在粉体中有效、均匀地传递；温压成型时，粉体表面的 粘结剂呈粘稠的半固态或液态，提高了粉体的流动性和可压縮性，减小 了粉末之间及粉末与模壁之间的摩擦力，显著改善了磁粉的填充行为， 提高了压制效果。目前，注射成型制备的尼龙粘结各向同性Nd-Fe-B磁体(尼龙含量 为7.5wt。/。)的最优性能为抗弯强度41.5MPa，抗压强度125MPa，剩磁 0.515T，内禀矫顽力740kA/m，磁能积40.8kJ/m3。本专利技术所制备的尼龙 粘结各向同性Nd-Fe-B磁体(尼龙含量为4.5wt%)，其抗弯强度84.7MPa, 抗压强度138MPa，剩磁0.688T,内禀矫顽力782kA/m，磁能积74.1kJ/m3; 因此，本专利技术的温压成型工艺制备尼龙粘结各向同性Nd-Fe-B磁体的性 能比传统注射成型方法的高，制备方法简单，实施经济，易于实现工业 化批量生产，具有很好的推广应用前景。附图说明图1为本专利技术固化处理步骤的加温过程示意图。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术进一步说明，下述各实施例的固化处理步 骤中，均采用如图l所示的升温、保温和冷却过程。 实施例l:(1) 表面改性处理步骤将lg硅烷加入装有50ml乙醇的烧杯中配制 0.02g/ml的硅垸乙醇溶液，然后加入200g的各向同性Nd-Fe-B磁粉，此 时硅垸与磁粉的质量比为0.5%，搅拌20min后放入超声波清洗器进行振 动分散处理2h，取出静置3h后在烘箱中烘干，烘千温度6(TC，得到耦 联磁粉；(2) 成型步骤取1.5g尼龙粉末和100g耦联磁粉进行均匀混合，此时 尼龙粉末与耦联磁粉的质量比为1.5%，每次称取等量的粉体装入模具， 待模具温度升到18(TC后，在600Mpa的压力下进行压制成型，保温保压 时间为5min，然后冷却模具到5(TC脱模，得到样品毛坯；(3) 固化处理步骤将样品毛坯在真空热处理炉中进行固化处理，固化 温度16(TC，升温速率为2"C/min，保温时间lh，固化后试样随炉自然冷 却到室温；(4) 表面处理与充磁步骤将试样进行表面去毛剌和表面防腐处理，然 后在磁场强度为1.5T的磁场中进行充磁，制成成品磁体。实施例2:(1) 表面改性处理步骤将3g硅垸加入装有120ml乙醇的烧杯中配制 0.025g/ml的硅烷乙醇溶液，然后加入200g的各向同性Nd-Fe-B磁粉， 此时硅垸与磁粉的质量比为1.5%,搅拌30min后放入超声波清洗器进行 振动分散处理3h，取出静置5h后在烘箱中烘干，烘干温度80'C，得到 耦联磁粉；(2) 成型步骤取5.0g尼龙粉末和100g耦联磁粉进行均匀混合，此时尼龙粉末与耦联磁粉的质量比为5.0%，每次称取等量的粉体装入模具， 待模具温度升到22(TC后，在1200Mpa的压力下进行压制成型，保温保 压时间为10min,然后冷却模具到6(TC脱模，得到样品毛坯；(3) 固化处理步骤将样品毛坯在真空热处理炉中进行固化处理，固化 温度28(TC，升温速率为5tVmin，保温时间5h，固化后试样随炉自然冷 却到室温；(4) 表面处理与充磁步骤将试样进行表面去毛刺和表面防腐处理，然 后在磁场强度为5T的磁场中进行充磁，制成成品磁体。实施例3:(1) 表面改性处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尼龙粘结钕铁硼磁体的制备方法，包括：　（１）表面改性处理步骤：将硅烷加入乙醇中配制硅烷乙醇溶液，硅烷的浓度为０．０２ｇ／ｍｌ～０．０２５ｇ／ｍｌ，然后加入各向同性Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁粉，硅烷与磁粉的质量百分比为０．５％～１．５％，搅拌 后放入超声波清洗器进行振动分散处理，取出后在烘箱中烘干，得到耦联磁粉；　（２）成型步骤：将尼龙粉末与耦联磁粉混合均匀，尼龙粉末与耦联磁粉的质量百分比为１．５％～５．０％，每次称取等量的粉体装入模具，待模具温度升到１８０℃～２２０℃后， 在６００Ｍｐａ～１２００ＭＰａ压力下进行压制成型，保温保压时间为５～１０ｍｉｎ，然后冷却模具到５０℃～６０℃脱模，得到样品毛坯；　（３）固化处理步骤：将样品毛坯在真空热处理炉中进行固化处理，固化温度１６０℃～２８０℃，保温时间１～５ｈ ，固化后试样随炉自然冷却到室温；　（４）表面处理与充磁步骤：将试样进行表面去毛刺和表面防腐处理，然后在磁场强度为１．５～５Ｔ的磁场中进行充磁处理，制成成品磁体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊惟皓，张修海，杨青青，瞿峻，叶大萌，姚振华，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]