各向异性钕铁硼粘结磁体的注射成形技术

论述了注射成形各向异性Nd-Fe-B粘结磁体的特点及工艺过程,并对其生产工艺过程中的5个关键要素:磁粉及耦联剂、粘结剂、混炼过程、注射过程、磁场取向工艺的研究状况进行了综合评述。同时还论述了各向异性Nd-Fe-B磁粉的生产原理及生产现状。指出了注射成形Nd-Fe-B粘结磁体的现在和潜在的应用市场。在此基础上,指出了今后开展研究工作的方向。

高性能含镨快淬(Nd,Pr)_(12)(FeCoZr)_(82)B_6粘结磁体的制备

采用过快淬加晶化退火处理的方法,研究了含有Pr的近正分快淬(Nd,Pr)12(FeCoZr)82B6粘结磁体制备工艺,粘结出的磁体磁性能为:Br=0.669T,Hci=811kA·m-1,Hcb=434kA·m-1,(BH)m=75kJ·m-3。合金快淬态的组成和显微结构、晶化退火温度、晶化退火时间直接影响磁体的磁性能,以24m·s-1速度快淬,并在655℃退火10min,可获得最佳磁性能。实验制备的粘结快淬(Nd,Pr)12(FeCeZr)82B6磁体(密度6 1g·cm-3)磁性能为:Br=0 669T,Hci=811kA·m-1,Hcb=434kA·m-1,(BH)

固化温度和时间对快淬粘结磁体性能的影响

用E20环氧树脂加入固化剂顺丁烯二酸酐制备了快淬(Nd,Pr)FeCoZrB粘结磁体,研究了固化温度和时间对粘结磁体抗压强度和磁性能的影响。随固化温度升高,固化时间增加,粘结磁体的交联反应充分进行,抗压强度明显增加;但由于聚合交联反应生成的水腐蚀磁粉,以及高温固化时磁体空隙中的氧气与磁粉发生了氧化,使磁体磁性能显著降低。

工艺因素对NdFeB粘结磁体磁性能的影响

研究了用快淬钕铁硼制备粘结磁体的工艺以及工艺因素对粘结磁体性能的影响。结果表明,不同尺寸的颗粒按一定比例混合可以适当提高磁性能;粘结剂的含量对磁体的性能有影响,其含量应在一个合适的范围;随成型压力的增大,剩余磁化强度和磁能积增大;为防止氧化,各个过程应采用惰性气氛保护,氧化后磁体出现α-Fe相。最优粘结磁体性能如下:密度ρ=6.38 g/cm3,剩磁Br=7.14×10–1T,内禀矫顽力Hcj=721kA/m,最大磁能积(BH)max=86kJ/m3。

温压钕铁硼粘结磁体制备技术的研究

采用温压工艺制备了钕铁硼粘结磁体,研究了温压压力、温压温度、粘结剂种类及含量对磁体磁性能的影响,以及温压工艺对钕铁硼粘结磁体氧含量的影响。利用Nd2Fe14B/α-Fe系双相纳米晶磁粉为原料,在200℃下,采用12MPa的压力,获得性能最佳的磁体,其密度为6.43g/cm3,磁性能为:Br=0.808T,Hcb=461kA/m,Hci=623kA/m,(BH)max=101kJ/m3。

添加剂对注射成型钕铁硼粘结磁体性能的影响

为了制备出高性价比的注射成型粘结钕铁硼磁体,采用国产的快淬钕铁硼磁粉和尼龙6混合、挤出造粒后,注射成型制备钕铁硼磁体。通过对硅烷系列的偶联剂、硬脂酸系列的润滑剂等添加剂对注射磁体性能的影响研究,并结合微观分析优化出了各种添加剂的最佳添加量,制备出了磁性能为Br:0.5158T,Hcb:321kA/m,Hcj:730kA/m,(BH)m:40kJ/m3的注射钕铁硼磁体,磁体的性能与日本Mate公司的RNI—50产品性能相当,而价格却低得多。

注射成型尼龙-铁氧体粘结磁体的SEM表征

分别以尼龙6和尼龙12作粘结剂,用注射成型法制备了铁氧体粘结磁体,并用扫描电子显微镜观察了磁体的形貌。实验结果显示,在本实验工艺条件下,能够得到包裹程度较好、致密度较大的注射成型粘结磁体。SEM是一种较好的观察注射成型粘结磁体形貌的表征方法,并能定性地说明磁体的成型性和磁性能。

温压成型工艺制备钕铁硼粘结磁体

研究制备粘结钕铁硼磁体的温压成型工艺。结果表明,在粘结钕铁硼的制备中,常温压制采用磁场混料方式,可使磁体性能提高10%,而在温压工艺中磁场混料的作用不明显。不同的粘结剂体系的最佳粘结温度不同,温压温度范围的选择是以粘结剂与固化剂反应温度以及粘结剂本身的软化温度为依据的,环氧树脂体系粘结剂最佳压制温度高于软化温度20℃且低于固化反应温度20℃的范围内。自制粘结剂最佳温压温度在低于固化反应温度60℃范围内。自制的粘结剂比两种环氧树脂体系更适合用于温压工艺,最佳用量为2.0%,在相同工艺条件下,磁体性能分别高出为11.7%和6.2%。

磁粉及其偶联处理对压延取向橡胶粘结磁体性能的影响

通过对压延取向橡胶粘结磁体的磁性能及力学性能的测量和在扫描电镜上对磁粉颗粒形貌及粘结磁体拉伸断口形貌的观察研究,表明同样条件下,磁粉径厚比分布合理是保证粘结磁体性能的关键。磁粉大小均匀,径厚比大约在3.0～4.0之间时,磁体综合性能良好;

各向同性双相纳米晶粘结磁体制备工艺的改进对矫顽力影响

对影响各向同性双相纳米晶 Nd4.5 Fe76 .5 - x Gax Co1 .0 B1 8粘结磁体矫顽力的工艺条件进行了研究 ,给出了矫顽力随晶化温度以及 Ga含量变化的关系 ,发现当晶化温度从 660℃增加到 72 0℃时 ,矫顽力的峰值先上升 ,达到一个最大值 ,然后下降 ,690℃晶化的效果最好 ,最高矫顽力达到 34 3k A/ m.

模压成形各向异性NdFeB粘结磁体性能研究

采用模压成形方法制备各向异性粘结NdFeB磁体,主要研究了粉末粒度以及取向磁场强度对粘结磁体磁性能和力学性能的影响。试验结果表明,随着磁粉粒度的减小,粘结磁体的剩磁有所增加,但矫顽力下降明显。随着取向磁场强度的增大,粘结磁体剩磁进一步提高,各向异性明显;粘结磁体密度及抗压强度随磁粉粒度的减小略有提高。经粒度配比后制备的粘结磁体获得了较高的磁性能和抗压强度,其Br、Hci及σbc分别为0.81T、828kA/m及204MPa。

注射成型钕铁硼塑料粘结磁体的研究

对快淬钕铁硼(NdFeB)磁粉进行包覆,并用硅烷偶联剂KH550进行表面处理,以尼龙12作粘结剂,添加复配润滑剂及抗氧剂,在保证磁性能即高磁粉含量(91％)的条件下,很好地解决了复合体系流动性差及磁体在湿热环境下易氧化生锈的问题。并研究了注射成型NdFeB塑料粘结磁体的制备工艺、磁粉表面处理、磁粉含量、添加剂等因素对磁性能、加工性及力学性能的影响,制得了具有较好综合性能的NdFeB塑料粘结磁体,该产品在国内已获得应用。

改性有机硅包裹钕铁硼粘结磁体的研究

研究在不同的包裹浓度下 ,改性有机硅对粘结钕铁硼磁体的磁性能及压缩强度的影响。通过改性 ,磁体的磁性能及密度提高 ,压缩强度随着改性物质含量增加显著提高 ;包裹剂的丙酮溶液浓度为4 .0 % wt时磁性能最好 ;包裹剂相对于磁粉的含量对磁体的磁性能无太大影响 ,但对压缩强度有明显影响。

磁粉粒度对粘结磁体的影响

从理论上分析了磁粉粒度对粘结磁体性能的影响，认为在制作粘结磁体时采用粒度不同的磁粉可以提高磁体的磁性能。通过实验，用这种不同粒度的磁粉制备成了理想的粘结磁体，其性能为：密度３．３１ｇ／ｃｍ３；矫顽力９４．５ｋＡ／ｍ；磁化强度０．３２４１Ｔ。同时，研究了最佳制备工艺，得到了比较理想的粘结磁体用磁粉。

Nd-Fe-B磁粉对粘结磁体性能的影响

通过对MQP-B磁粉与国产快淬粉的比较,发现两种原料粉的物理性能存在明显的差异。分别用两种磁粉制作了粘结磁体,发现在压制过程中磁粉有不同的表现,发生了不同程度的破碎,由此引起的磁体磁性能降低幅度也不同。分析认为,除了磁粉的磁性能外,影响磁体性能的因素还有原料粉的形态、硬度、流动性、表面形貌和成型后磁粉的损伤情况。

NdFeB粘结磁体加工性能

应用高压毛细管流变仪和HAAKE转矩流变仪,研究了粘结剂尼龙-6质量分数10%时的NdFeB粘结磁体流变和加工性能。结果表明:NdFeB粘结磁性材料的喂料体系的流动为非牛顿型假塑性液体,具有超高的熔体粘度;润滑剂能有效地降低喂料流动粘度,改善加工条件;而偶联剂会恶化其加工性能;磁粉的粒度分布对喂料的粘度和加工性能有明显的影响。本实验结果可为NdFeB粘结磁体注射、挤出成型的工艺参数确定、模具和机械设计以及加工质量的控制等提供技术依据。

取向磁场和磁粉种类对塑料粘结磁体磁性能的影响

将聚酰胺12(PA12)基体分别与体积分数为50%的各向异性锶铁氧体磁粉(SrFeO)和钐钴磁粉(Sm2Co17)用双螺杆挤出机熔融混合并造粒,使用注塑成型机在内置取向磁场的模具中注塑成型,制备粘结磁体。结果表明,对于由各向异性磁粉制作的塑料粘结磁体,取向磁场对试样的磁性有明显的影响,取向磁场增高,试样的剩磁明显增大。SrFeO磁粉在注塑过程中很容易磁化和取向,当取向磁场为200mT时即形成一个平台,磁粉取向度高于95%;相比之下Sm2Co17磁粉的磁化和取向要困难得多,取向磁场为1600mT时取向度仍然低于94%。

快淬NdFeB粘结磁体制备工艺及其对磁性能的影响

研究了用快淬钕铁硼制备粘结磁体的工艺以及工艺因素对粘结磁体性能的影响.结果表明,不同尺寸的颗粒按一定比例混合可以适当提高磁性能;粘结剂的含量对磁体的性能有影响,其含量应该在一个合适的范围;随成型压力的增大,剩余磁化强度和磁能积增大;为防止氧化,各个过程应采用惰性气氛保护,氧化后磁体出现α-Fe相.最优粘结磁体性能如下:密度ρ=(6.3～6.4)g/cm3,剩磁Br=7.14×10-1T,内禀矫顽力Hcj=7.24×105A/m,最大磁能积(BH)max=8.76×104J/m3.

Nd_2Fe_(14)B/Fe_3B基纳米复合粘结磁体的磁特性

通过实验研究了Nd2Fe14B/Fe3B双相纳米复合磁粉分别与几种不同性能的磁粉复合成粘结磁体后磁性能的变化。通过对复合磁体的理论分析得知,由Nd2Fe14B/Fe3B与RE2Fe14B或铁氧体磁粉复合成的粘结磁体中,成分间并未发生化学反应。以Nd2Fe14B/Fe3B—铁氧体复合粘结磁体为例,根据理论分析推出的剩磁Br—成分含量关系曲线与实际曲线吻合得很好,表明剩磁与成分含量间存在着近似的线性关系,从而可通过数学手段建立磁性能参数与成分含量的函数关系式,用于简化混粉工艺。另外,添加铁氧体可对该复合磁体较差的热稳定性起到补偿作用,并减少了磁不可逆损失。

NdFeB粘结磁体的磁粉模型及组分设计

NdFeB粘结磁体中的磁粉与粘结剂含量影响着磁体的磁性能和机械强度等物理性能,合理的组分设计有利于满足不同的使用要求。本文通过对磁粉模型的设计和计算,得到了磁粉与粘结剂的最佳组成比例,而实际制备磁体时两种组分的比例要略高于理论值。