專利名稱：一種高機(jī)械強(qiáng)度粘結(jié)釹鐵硼永磁體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粘結(jié)稀土永磁體及其制備方法，尤指一種具有較高機(jī)械強(qiáng)度的粘結(jié)釹鐵硼永磁體及其制備方法。
背景技術(shù)：
粘結(jié)釹鐵硼永磁體具有優(yōu)良的磁性能，尺寸公差小，廣泛使用在電腦硬盤，光驅(qū)， 游戲機(jī)，打印機(jī)，汽車微電機(jī)，磁傳感器中。其制備方法一般為，將釹鐵硼永磁粉和粘結(jié)樹脂、加工助劑等組分按照一定的比例混練，然后將混練好的磁粉按照一定的加工方法壓制成型，常用的加工工藝主要有壓縮成型，注塑成型，擠出成型三種，再將磁體經(jīng)過(guò)固化、研磨、涂裝工藝后成為一定形狀的磁體，其主要成分包含提供磁性能的釹鐵硼磁粉和作為粘結(jié)劑的熱固性樹脂，以及固化劑、促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑、潤(rùn)滑劑等加工助劑。薄壁圓環(huán)狀磁體目前仍然是粘結(jié)釹鐵硼永磁體產(chǎn)量最大的一類產(chǎn)品，主要利用壓縮成型工藝生產(chǎn)，由于磁體的內(nèi)外徑比較大，同時(shí)磁體的壁厚度在0. 5 2mm之間，磁體成分多為金屬粉末，因此磁體的機(jī)械強(qiáng)度都不高，一般經(jīng)固化工序處理后磁體的壓環(huán)強(qiáng)度僅在80 100 MPa,因此磁體在后續(xù)的滾磨，研磨工序，以至成品運(yùn)輸、裝配的過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生磁體隱裂或者斷裂現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在粘結(jié)釹鐵硼永磁體行業(yè)是比較普遍的現(xiàn)象，也成為困擾行業(yè)多年的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的薄壁圓環(huán)磁體機(jī)械強(qiáng)度不高的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高機(jī)械強(qiáng)度粘結(jié)釹鐵硼磁體，磁體中包含NdFeB磁粉，熱固性樹脂、固化劑、潤(rùn)滑劑。在磁粉-樹脂體系中加入不銹鋼粉，添加不銹鋼粉的量為磁粉重量的5. 3% 42. 9%ο本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)為
所述的熱固性樹脂選自雙酚A型環(huán)氧樹脂，苯酚甲醛型多環(huán)氧樹脂，鄰甲酚甲醛型多環(huán)氧樹脂，間苯二酚型環(huán)氧樹脂，間苯二酚-甲醛型環(huán)氧樹脂，四酚基乙烷型環(huán)氧樹脂，三羥苯基甲烷型環(huán)氧樹脂至少其中一種，優(yōu)選環(huán)氧當(dāng)量為200 800的雙酚A型環(huán)氧樹脂，所述的熱固性樹脂的量為磁粉和不銹鋼粉總重的0. 5 5wt%，優(yōu)選為1 3. 5%。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)為
所述的固化劑選自脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹脂類、叔胺及雙氰胺類潛伏固化劑，優(yōu)選雙氰胺固化劑、有機(jī)酸酐、芳香胺固化劑的其中至少一種，固化劑的含量為磁粉和不銹鋼粉總重的0. 1 0. 3%。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)為
所述的潤(rùn)滑劑是硬脂酸鋅為代表的金屬皂，添加量為磁粉重量的0. 1 1%，優(yōu)選為 0. 2 0. 5%O本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)為NdFeB磁粉的平均粒度分布大約為72 300目的，優(yōu)選范圍為100 200目。本發(fā)明還公開了這種高機(jī)械強(qiáng)度的粘結(jié)釹鐵硼磁體的制備方法，其過(guò)程是將一定比例的熱固性環(huán)氧樹脂、固化劑和樹脂重量的1 4倍丙酮混合均勻，然后加入混合均勻的磁粉和不銹鋼粉的混合物，利用混合機(jī)將上述磁粉、不銹鋼粉的混合物和樹脂混合均勻。 然后將得到的混合物烘干、篩分，最后再加入一定比例的潤(rùn)滑劑充分混合均勻，得到本發(fā)明的磁粉混合物，磁粉混合物經(jīng)過(guò)壓縮成型機(jī)壓制成圓環(huán)形狀的磁體生坯，將生坯在150 220°C下固化，即得到本發(fā)明所述的磁體。本發(fā)明所述的磁體，同現(xiàn)有技術(shù)相比，由于向磁粉-樹脂體系中添加了合適比例的不銹鋼粉，磁體的機(jī)械強(qiáng)度得到了有效提高，后續(xù)的滾磨，研磨工序，以至成品運(yùn)輸、裝配過(guò)程的過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生磁體隱裂或者斷裂現(xiàn)象，降低了不必要的損耗。
具體實(shí)施例方式為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更清楚、準(zhǔn)確的理解本發(fā)明的精神，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)說(shuō)明。一種高機(jī)械強(qiáng)度粘結(jié)釹鐵硼磁體，磁體中包含NdFeB磁粉，熱固性樹脂、固化劑、 潤(rùn)滑劑。在上述的磁粉-樹脂體系中加入不銹鋼粉，添加不銹鋼粉的量為磁粉重量的 5. 3% 42. 9%ο本發(fā)明中，選用的NdFeB磁粉的平均粒度范圍為72 300目，優(yōu)選范圍為100 200目，本發(fā)明的具體實(shí)施例使用MQP-B磁粉。所述的熱固性樹脂選自雙酚A型環(huán)氧樹脂，苯酚甲醛型多環(huán)氧樹脂，鄰甲酚甲醛型多環(huán)氧樹脂，間苯二酚型環(huán)氧樹脂，間苯二酚-甲醛型環(huán)氧樹脂，四酚基乙烷型環(huán)氧樹脂，三羥苯基甲烷型環(huán)氧樹脂至少其中一種，優(yōu)選環(huán)氧當(dāng)量為200 800的雙酚A型環(huán)氧樹脂，本發(fā)明所選用的環(huán)氧樹脂是GT6071，D. E. R. 663U和GT6063，所述的熱固性樹脂的量為磁粉和不銹鋼粉總重的0. 5 5wt%，優(yōu)選為1 3. 5% ；
所述的固化劑選自脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹脂類、叔胺及雙氰胺類潛伏固化劑，優(yōu)選雙氰胺固化劑、有機(jī)酸酐、芳香胺固化劑的其中至少一種，優(yōu)選雙氰胺固化劑、有機(jī)酸酐、芳香胺固化劑。效果最好的是雙氰胺固化劑。本發(fā)明具體實(shí)施例選用的固化劑是Η ^844，ΗΥ2969和ΗΤ3380，固化劑的含量為磁粉和不銹鋼粉總重的0. 1 0. 3%。所述的潤(rùn)滑劑是硬脂酸鋅為代表的金屬皂，添加量為磁粉重量的0. 1 1%，優(yōu)選為 0. 2 0. 5%O本發(fā)明粘結(jié)釹鐵硼磁體的制備方法是
將熱固性環(huán)氧樹脂、固化劑以及樹脂重量1 4倍丙酮混合均勻，然后加入混合均勻的磁粉和不銹鋼粉的混合物，利用混合機(jī)將上述磁粉混合物和樹脂混合均勻。然后將得到的混合物放入烘箱在80°C下烘烤4 7Η。烘干后的粉末經(jīng)振動(dòng)分篩機(jī)篩分。最后再加入一定比例的潤(rùn)滑劑充分混合均勻，得到本發(fā)明的磁粉混合物。磁粉混合物經(jīng)過(guò)壓縮成型機(jī)成形，壓制成壁厚為0. 8 2. Om,外徑為6. 0 35mm，內(nèi)徑為2. 0 31mm的磁體生坯，然后將生坯在150 220°C下固化15 60min，得到磁體。本發(fā)明的具體實(shí)施例都是將磁粉混合物壓制成Φ (19-17. 1) X 3. 6的圓環(huán)狀的磁體生坯。
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實(shí)施例1
100目的MQP-13-9R2磁粉9500g, 325目不銹鋼粉末500g, D. Ε. R. 663U環(huán)氧樹脂325g， HT2844雙氰胺固化劑15g，硬脂酸鋅30g。將D. E. R. 663U環(huán)氧樹脂、HT2844雙氰胺固化劑以及樹脂重量1 4倍的丙酮混合均勻，然后加入已混合均勻的磁粉和不銹鋼粉的混合物， 利用混合機(jī)將上述磁粉混合物和樹脂充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?。然后將混合物放入烘箱?0°C下烘烤4 7H至干燥完全。烘干后的粉末經(jīng)振動(dòng)分篩機(jī)篩分。最后再加入一定比例的硬脂酸鋅充分混合均勻，得到磁粉混合物。采用壓塊成型機(jī)制成Φ 10*8的圓柱壓塊，利用ΗΤ610磁測(cè)儀測(cè)量壓塊的磁性能； 利用S-20A型20Τ壓機(jī)在lOton/cm2壓力下成形規(guī)
格為Φ (19-17. 1) X 3. 6的磁體，180°C固化30min。利用SV-52-0-50M引張壓縮試驗(yàn)機(jī)來(lái)得到磁體的壓環(huán)強(qiáng)度。實(shí)施例2
100 目的 MQP-13-9R2 磁粉 7800g，325 目不銹鋼粉末 2200g，D. Ε. R. 663U 環(huán)氧樹脂 325g， HT2844雙氰胺固化劑15g，硬脂酸鋅30g。磁粉-樹脂混合粉的制備方法及各項(xiàng)性能測(cè)試方法同實(shí)施例1。實(shí)施例3
100 目的 MQP-13-9R2 磁粉 7000g，325 目不銹鋼粉末 3000g，D. Ε. R. 663U 環(huán)氧樹脂 325g， HT2844雙氰胺固化劑15g，硬脂酸鋅30g。磁粉-樹脂混合粉的制備方法及各項(xiàng)性能測(cè)試方法同實(shí)施例1。對(duì)比例1
100 目的 MQP-13-9R2 磁粉 10kg，D. Ε. R. 663U環(huán)氧樹脂 325g，HI^844雙氰胺固化劑 15g， 硬脂酸鋅30g。磁粉-樹脂混合粉的制備方法及各項(xiàng)性能測(cè)試方法同實(shí)施例1。實(shí)施例4
150目的MQP-13-9R2磁粉9500g，325目不銹鋼粉末500g, GT6071環(huán)氧樹脂IOOg, HY2969固化劑10g，硬脂酸鋅50g。磁粉-樹脂混合粉的制備方法及各項(xiàng)性能測(cè)試方法同實(shí)施例1。實(shí)施例5
150目的MQP-13-9R2磁粉7800g，325目不銹鋼粉末2200g, GT6071環(huán)氧樹脂IOOg, HY2969固化劑10g，硬脂酸鋅50g。磁粉-樹脂混合粉的制備方法及各項(xiàng)性能測(cè)試方法同實(shí)施例1。實(shí)施例6
150目的MQP-13-9R2磁粉7000g，325目不銹鋼粉末3000g, GT6071環(huán)氧樹脂IOOg, HY2969固化劑10g，硬脂酸鋅50g。磁粉-樹脂混合粉的制備方法及各項(xiàng)性能測(cè)試方法同實(shí)施例1。對(duì)比例2
150目的MQP-13-9R2磁粉10kg，GT6071環(huán)氧樹脂100g，HY2969固化劑10g，硬脂酸鋅 50g。磁粉-樹脂混合粉的制備方法及各項(xiàng)性能測(cè)試方法同實(shí)施例1。實(shí)施例7
200目的MQP-13-9R2磁粉9500g，325目不銹鋼粉末500g, GT6063環(huán)氧樹脂350g，HT3380固化劑30g，硬脂酸鋅20g。磁粉-樹脂混合粉的制備方法及各項(xiàng)性能測(cè)試方法同實(shí)施例1。實(shí)施例8
200目的MQP-13-9R2磁粉7800g，325目不銹鋼粉末2200g, GT6063環(huán)氧樹脂350g， HT3380固化劑30g，硬脂酸鋅20g。磁粉-樹脂混合粉的制備方法及各項(xiàng)性能測(cè)試方法同實(shí)施例1。實(shí)施例9
200目的MQP-13-9R2磁粉7000g，325目不銹鋼粉末3000g, GT6063環(huán)氧樹脂350g， HT3380固化劑30g，硬脂酸鋅20g。磁粉-樹脂混合粉的制備方法及各項(xiàng)性能測(cè)試方法同實(shí)施例1。對(duì)比例3
200目的MQP-13-9R2磁粉10kg，GT6063環(huán)氧樹脂350g，HT3380固化劑30g，硬脂酸鋅 20g。磁粉-樹脂混合粉的制備方法及各項(xiàng)性能測(cè)試方法同實(shí)施例1。以下是實(shí)施例1 9及對(duì)比例1 3混合物的磁性能，以及磁體的壓環(huán)強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種高機(jī)械強(qiáng)度粘結(jié)釹鐵硼磁體，磁體中包含NdFeB磁粉，熱固性樹脂、固化劑、潤(rùn)滑劑，其特征在于在磁粉-樹脂體系中加入不銹鋼粉，添加不銹鋼粉的量為磁粉重量的 5. 3% 42. 9%ο
2.如權(quán)利要求1所述的一種高機(jī)械強(qiáng)度粘結(jié)釹鐵硼磁體，其特征在于所述的熱固性樹脂選自雙酚A型環(huán)氧樹脂，苯酚甲醛型多環(huán)氧樹脂，鄰甲酚甲醛型多環(huán)氧樹脂，間苯二酚型環(huán)氧樹脂，間苯二酚-甲醛型環(huán)氧樹脂，四酚基乙烷型環(huán)氧樹脂，三羥苯基甲烷型環(huán)氧樹脂至少其中一種，優(yōu)選環(huán)氧當(dāng)量為200 800的雙酚A型環(huán)氧樹脂；所述的熱固性樹脂的量為磁粉和不銹鋼粉總重的0. 5 5wt%，優(yōu)選為1 3. 5%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高機(jī)械強(qiáng)度粘結(jié)釹鐵硼磁體，其特征在于所述的固化劑選自脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹脂類、叔胺及雙氰胺類潛伏固化劑，優(yōu)選雙氰胺固化劑、有機(jī)酸酐、芳香胺固化劑的其中至少一種；固化劑的含量為磁粉和不銹鋼粉總重的 0. 1 0. 3%O
4.如權(quán)利要求1所述的一種高機(jī)械強(qiáng)度粘結(jié)釹鐵硼磁體，其特征在于所述的潤(rùn)滑劑是硬脂酸鋅為代表的金屬皂，添加量為磁粉重量的0. 1 1%，優(yōu)選為0. 2 0. 5%。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高機(jī)械強(qiáng)度粘結(jié)釹鐵硼磁體，其特征在于=NdFeB磁粉的平均粒度分布大約為72 300目的，優(yōu)選范圍為100 200目。
6.如權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)權(quán)利要求的一種高機(jī)械強(qiáng)度粘結(jié)釹鐵硼磁體的制備方法， 其特征在于將一定比例的熱固性環(huán)氧樹脂、固化劑和樹脂重量的1 4倍丙酮混合均勻， 然后加入混合均勻的磁粉和不銹鋼粉的混合物，利用混合機(jī)將上述磁粉、不銹鋼粉的混合物和樹脂混合均勻，然后將得到的混合物烘干、篩分，最后再加入一定比例的潤(rùn)滑劑充分混合均勻，得到本發(fā)明的磁粉混合物，磁粉混合物經(jīng)過(guò)壓縮成型機(jī)壓制成圓環(huán)形狀的磁體生坯，將生坯在150 220°C下固化，即得到本發(fā)明所述的磁體。
全文摘要
本發(fā)明首先公開了一種高機(jī)械強(qiáng)度粘結(jié)釹鐵硼永磁體，所述的磁體中包含NdFeB磁粉，熱固性樹脂、固化劑、潤(rùn)滑劑，在磁粉-樹脂體系中加入不銹鋼粉。該磁體的制備方法是將熱固性環(huán)氧樹脂、固化劑和樹脂重量的1～4倍丙酮混合均勻，加入均勻混合的磁粉和不銹鋼粉的混合物，利用混合機(jī)將上述磁粉、不銹鋼粉的混合物和樹脂混合均勻，烘干、篩分，再加入一定比例的潤(rùn)滑劑混合均勻，得到本發(fā)明的磁粉混合物，將磁粉混合物經(jīng)過(guò)壓縮成型機(jī)壓制成圓環(huán)形狀的磁體生坯并固化，即得到本發(fā)明所述的磁體。同現(xiàn)有磁體相比，磁體壓環(huán)強(qiáng)度得到提高，有效減少薄壁圓環(huán)磁體在后續(xù)加工工序及運(yùn)輸過(guò)程中的斷裂現(xiàn)象，降低了不必要的損耗。
文檔編號(hào)H01F1/057GK102568730SQ20101061692
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者李綱, 郭曉燕, 饒曉雷 申請(qǐng)人:上海愛普生磁性器件有限公司, 北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司