專利名稱：一種柔性稀土粘結(jié)磁體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磁性材料領(lǐng)域，涉及一種粘結(jié)類永磁材料，尤其涉及一種 柔性稀土粘結(jié)磁體及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著全球信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，在未來的十年內(nèi)我國的IT產(chǎn)業(yè)將迅速 崛起。計算機(jī)產(chǎn)業(yè)、汽車工業(yè)和消費類電子產(chǎn)品市場將對高性能磁性材料 的需求呈現(xiàn)猛烈的增長，而現(xiàn)有的磁性材料由于自身的原因不能滿足高、 精、尖產(chǎn)品的需要。
目前，粘結(jié)類剛性永磁材料的磁能積(BH)皿可以達(dá)到80-160kJ/m3 的范圍，但其制品是剛性的，無法彈性變形，因此，無法利用這種永磁材 料制成薄壁、長徑比大的產(chǎn)品，難以滿足高精尖產(chǎn)品在此磁性能范圍內(nèi)的 需要。
擠出成型是一種連續(xù)化生產(chǎn)方法，可進(jìn)行高效率流水作業(yè)，并且同樣 生產(chǎn)能力的設(shè)備成本比其它成型方法更低廉，更富于靈活性，主要可用于 生產(chǎn)薄片狀或薄壁環(huán)狀等長徑比大的磁性制品。通過擠出成型的方法可以 制成長度基本不受限制的柔性粘結(jié)永磁產(chǎn)品，磁體厚度可達(dá)到0.5mm的超 薄形態(tài)。但是，目前采用擠出成型所制成的柔性磁體均是由鐵氧體(取向 磁場能量低)或者各向同性的稀土磁粉(不加取向磁場)制成的，其磁性 能不高，也難以滿足高精尖產(chǎn)品對磁性能的要求。目前的柔性磁體中，常 規(guī)的柔性粘結(jié)鐵氧體磁體的最大磁能積僅為14kJ/ii^左右，最新興起的各向 同性稀土柔性粘結(jié)磁體的最大磁能積也在50kJ/m3以下，這種磁體如果繼續(xù) 通過提高磁粉的填充量來增加磁粉的性能，就需要以喪失磁體的柔韌性為 代價，導(dǎo)致磁體無法成型，達(dá)不到實際的使用要求。200410027808.5和200410052150.3號中國專利申請中分別公開了一種 柔性磁體及其制造方法，根據(jù)這兩件專利申請公開的技術(shù)方案可以通過在 制造過程中對磁體進(jìn)行取向，獲得具有較好的柔性的各向異性磁體。但是， 這兩件中國專利申請公開的技術(shù)方案中，所采用的磁粉分別為單一的釹鐵 氮磁粉和釹鐵硼磁粉，其制造的柔性磁體雖然具有較佳的柔性，而且磁能 積較高(最大磁能積約為96kJ/m3)，但是其技術(shù)方案中所采用的最終的成型 方式是在硫化模具中成型，由于硫化機(jī)尺寸和硫化工藝的限制，這種成型 方式會對磁體的尺寸和生產(chǎn)效率產(chǎn)生限制，因而無法生產(chǎn)長度基本不受限 制的磁體，而且由于要進(jìn)行硫化，因此生產(chǎn)工藝復(fù)雜，效率低。
200510021891.X和200510021944.8號中國專利申請中分別公開了一種 粘結(jié)型釤鐵氮、釹鐵氮復(fù)合永磁材料及其制備方法，以及粘結(jié)型釤鐵氮、 釹鐵氮、鐵氧體永磁粉復(fù)合永磁材料及其制備方法。這兩件專利申請公開 的技術(shù)方案中，凡是具有較高磁性能的產(chǎn)品均是釆用模壓法制造，產(chǎn)品的 形態(tài)為剛性；而且對于各向異性的磁粉，這兩種專利公開的技術(shù)方案也是 釆用各向同性磁粉的制造工藝，沒有加取向磁場，這會導(dǎo)致無法發(fā)揮高性 能的各向異性磁粉的作用，導(dǎo)致制造的柔性形態(tài)的磁體的磁性能較低。
因此，制造一種既具備高的磁性能，又可以彎曲變形制成大長徑比產(chǎn) 品的磁體是本領(lǐng)域中亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種稀土粘結(jié)磁體，通 過將各向異性的釤鐵氮永磁粉、釹鐵氮永磁粉和釹鐵硼永磁粉相互粘結(jié)， 獲得的粘結(jié)磁體具有較高磁性能和良好的柔性，可以容易地彎曲變形。
本發(fā)明的目的還在于提供上述稀土粘結(jié)磁體的制造方法，采用擠出成 型并在擠出過程中施加高能量取向場，獲得具有高磁性能的柔性稀土粘結(jié) 磁體。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種柔性稀土粘結(jié)磁體，其含有重量百分比為85%-92%的復(fù)合永磁粉，6%-10°/。的粘結(jié)劑和2%-5%的加工助劑; 其中，該復(fù)合永磁粉包含各向異性的釤鐵氮永磁粉、各向異性的釹鐵氮
永磁粉和各向異性的釹鐵硼永磁粉。
本發(fā)明所采用的釤鐵氮永磁粉、釹鐵氮永磁粉和釹鐵硼永磁粉等均可 以為商購的各向異性的永磁粉。用于制造本發(fā)明的柔性稀土粘結(jié)磁體的復(fù)
合永磁粉可以包括重量百分比分別為5-90%的各向異性的釤鐵氮永磁粉、 各向異性的釹鐵氮永磁粉和各向異性的釹鐵硼永磁粉。
為提高最后獲得的磁體的性能，本發(fā)明所采用的復(fù)合永磁粉可以為經(jīng) 過表面處理劑處理在磁粉顆粒表面形成氧化膜的磁粉。表面處理劑可以和 磁粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在磁粉顆粒表面形成氧化膜，增加稀土磁粉的抗氧化 性，增加磁粉與粘結(jié)劑之間的相容性，增加二者之間的粘結(jié)力；本發(fā)明所 采用的表面處理劑可以為本領(lǐng)域中常用的表面處理劑，例如鈦酸酯類和
硅垸類處理劑。為使本發(fā)明制造的稀土粘結(jié)磁體具有較好的性能，優(yōu)選地， 在對復(fù)合永磁粉進(jìn)行表面處理時，采用磷酸和硅垸偶聯(lián)劑的混合物作為表 面處理劑，其中，磷酸和硅烷偶聯(lián)劑的重量分別可以為復(fù)合永磁粉重量的
0.4%和0.6%;硅烷類處理劑可以和磁粉發(fā)生反應(yīng)形成化學(xué)鍵，而磷酸可以
使磁粉表面形成一層鈍化膜，進(jìn)一步改善磁粉表面的性質(zhì)，另外，在磷酸 的作用下，稀土磁粉不規(guī)則的形狀可以得到改善，由處理前不規(guī)則的片狀 變成近似球形的粒狀，這樣可以增加擠出時磁粉的流動性，可以提高擠出 所獲得的磁條的力學(xué)性能。
在本發(fā)明提供的柔性稀土粘結(jié)磁體中，所采用的粘結(jié)劑為乙酸-醋酸乙 烯共聚物、丁腈橡膠、氯化聚乙烯和氯磺化聚乙烯等中的一種或幾種。
本發(fā)明的柔性稀土粘結(jié)磁體中，可以加入本領(lǐng)域常用的各種加工助劑，
包括增韌劑和防老劑等，例如DOP和BLE。加入增韌劑可以提高磁體的 力學(xué)性能，尤其可以提高磁體的扯斷伸長率；加入防老劑可以延長磁體的 使用壽命，防止磁體老化脆斷。為了使本發(fā)明所制造的粘結(jié)磁體獲得更佳的延伸率，并具有較長的使用壽命，優(yōu)選地，在制造本發(fā)明的粘結(jié)磁體的 過程中所采用的增韌劑采用改性聚丁二烯，防老劑采用RD;改性聚丁二烯 是一種粘稠的液體，與有機(jī)物有著優(yōu)良的相容性，不會從有機(jī)物中析出， 能夠增加粘結(jié)劑的流動性，使粘結(jié)劑充分地浸潤磁粉顆粒，避免磁體內(nèi)部 產(chǎn)生氣孔，同時還兼有活性劑的作用，改善填充物的表面性質(zhì)。
本發(fā)明還提供了一種上述柔性稀土粘結(jié)磁體的制造方法，其包括以下 步驟
對復(fù)合永磁粉與粘結(jié)劑、加工助劑進(jìn)行混煉； 對混煉后的產(chǎn)物進(jìn)行造粒，得到粒料； 通過擠出機(jī)將粒料擠出成型，得到柔性稀土粘結(jié)磁體； 其中，在擠出成型過程中施加取向磁場。
在制造本發(fā)明的柔性稀土粘結(jié)磁體的過程中，可以先利用表面處理劑 對復(fù)合永磁粉進(jìn)行處理，可以采用以下方式進(jìn)行將按磁粉重量百分比稱 量好的表面處理劑用純凈水稀釋成濃度為2%的溶液，然后和磁粉一起倒入 攪拌器中攪拌均勻，攪拌時間為3-5分鐘，最后在氮氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行干燥； 對永磁粉所進(jìn)行的混煉等處理或操作均可以根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)的方式進(jìn)行。 另外，由于稀土類磁粉的顆粒尺寸均比較大，普遍在30-70微米，遠(yuǎn)大于鐵 氧體的顆粒尺寸(平均l-2微米)，因此，在擠出成型中，為達(dá)到較好的取 向效果，可以采用高能量磁場使稀土磁粉克服粘結(jié)劑的阻力發(fā)生轉(zhuǎn)動，獲 得各向異性的柔性稀土粘結(jié)磁體。
本發(fā)明通過各向異性的釤鐵氮永磁粉、各向異性的釹鐵氮永磁粉和各 向異性的釹鐵硼永磁粉等三種稀土永磁粉的組合，在復(fù)合磁粉含粉量較低 的情況下得到了高性能的柔性磁體，模壓工藝的含粉量一般為98%,壓延 工藝的含粉量一般為94%;并且通過在擠出成型的過程中采用高能量的取 向磁場，達(dá)到取向的效果，使制備的柔性稀土粘結(jié)磁體具有較高的磁性能 以及各向異性，在使用過程中能夠充分發(fā)揮磁體的各向異性性能。同時，本發(fā)明制造的稀土粘結(jié)磁體還具有較好的柔性，可以通過彎曲變形制成大 長徑比的產(chǎn)品；并且，在擠出成型過程中，通過選擇不同的模具，可以得 到具有不同形狀的柔性稀土粘結(jié)磁體。
本發(fā)明針對目前粘結(jié)磁體體系中存在的不足，提供了一種新型的柔性 稀土粘結(jié)磁體及其制造方法，通過采用目前高性能的各向異性的釤鐵氮永 磁粉、釹鐵氮永磁粉和釹鐵硼永磁粉作為原料，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在 的問題，獲得具有很高的磁性能以及較好的柔性的稀土粘結(jié)磁體，拓寬了 柔性磁體的使用范圍，延伸了柔性磁體體系的磁性能空間，能夠滿足高精 尖產(chǎn)品對磁體的磁性能和柔性的要求。
本發(fā)明提供的柔性稀土粘結(jié)磁體可以提供多種機(jī)械、物理和磁性的組 合，例如，可以通過模具的限制直接擠出成品磁體，也可以擠出較寬的磁 體再根據(jù)要求進(jìn)行沖壓制成特殊形狀的磁體，也可直接形成或加工成超長 度、薄壁型結(jié)構(gòu)的部件，可采用粘貼或壓入等方法進(jìn)行組合，且生產(chǎn)工藝 簡單，效率高，成本低廉。同時，本發(fā)明所采用的磁場取向擠出成型方法， 可連續(xù)化生產(chǎn)，磁體的長度不受限制，且生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品成本低廉，這 是其他柔性磁體生產(chǎn)工藝無法達(dá)到的。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的柔性稀土粘結(jié)磁體及其制造方法進(jìn)一 步說明，但不能理解為對本發(fā)明的任何限制。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明所提供的柔性稀土粘結(jié)磁體的制 造方法可以包括以下具體步驟-
對包含各向異性的釤鐵氮磁粉、各向異性的釹鐵氮磁粉和各向異性的 釹鐵硼磁粉的復(fù)合永磁粉與粘結(jié)劑、加工助劑進(jìn)行混煉，進(jìn)行混煉時采用 3L加壓式密閉混煉機(jī)，混煉溫度為90-100攝氏度，時間為15-20分鐘，壓 力為0.6-0.8MPa;
將混煉得到的粉料在兩輥壓延機(jī)上進(jìn)行壓延，壓延機(jī)的溫度為40-50攝氏度，壓延后得到厚度為2.5-3.0毫米的片材，然后用切粒機(jī)切粒，得到 粒料，粒料大小以可以通過6目的標(biāo)準(zhǔn)篩為準(zhǔn)；
通過擠出機(jī)將粒料擠出成型，得到柔性稀土粘結(jié)磁體；
其中，在擠出成型過程中施加取向磁場。
實施例1
本實施例中，所采用的復(fù)合永磁粉包含重量百分比為5%的各向異性釹 鐵氮永磁粉，45%的各向異性釤鐵氮永磁粉和50%的各向異性釹鐵硼永磁 粉；所采用的粘結(jié)劑選用乙酸-醋酸乙烯共聚物，重量百分比為10%，復(fù)合 永磁粉的重量百分比為88%，加工助劑的重量百分比為2%。
復(fù)合永磁粉經(jīng)過表面處理劑(該表面處理劑為磷酸和硅垸偶聯(lián)劑，其 重量分別為復(fù)合永磁粉重量的0.4%和0.6%)處理后，與粘結(jié)劑和加工助劑 混煉均勻，然后破碎造粒，收集通過6目的標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)的粒料，將得到的粒 料通過擠出機(jī)在取向磁場的作用下擠出成型；其中擠出機(jī)的模具溫度為160 攝氏度，擠出機(jī)電流為3A，轉(zhuǎn)速為15rpm/min，取向磁場的大小為1.5T。
本實施例提供的柔性稀土粘結(jié)磁體的磁性能為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度 Br=0.63T，內(nèi)稟矯頑力Hcj=750KA/m，最大磁能積(BH)鵬為62kJ/m3。
實施例2
本實施例中，所采用的復(fù)合永磁粉包含重量百分比為20%的各向異性 釹鐵氮磁粉，50%的各向異性釤鐵氮磁粉和30%的各向異性釹鐵硼磁粉； 所采用的粘結(jié)劑選用乙酸-醋酸乙烯共聚物和氯化聚乙烯的混合物，重量百 分比為6%，復(fù)合永磁粉的重量百分比為90%，加工助劑的重量百分比為 4%。
.復(fù)合永磁粉經(jīng)過表面處理劑(該表面處理劑為磷酸和硅烷偶聯(lián)劑，其 重量分別為復(fù)合永磁粉重量的0.4%和0.6%)處理后，與粘結(jié)劑和加工助劑 混煉均勻，然后破碎造粒，收集能夠通過6目的標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)的粒料，將得到 的粒料通過擠出機(jī)在取向磁場的作用下擠出成型；其中擠出機(jī)的模具溫度
9為140攝氏度，擠出機(jī)電流為5A，轉(zhuǎn)速為15rpm/min，取向磁場的大小為 2.0T。
本實施例提供的柔性稀土粘結(jié)磁體的磁性能為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度 Br=0.75T，內(nèi)稟矯頑力Hcj=752KA/m，最大磁能積(BH)腿為75kJ/m3。 實施例3
本實施例中，所采用的復(fù)合永磁粉包含重量百分比為50%的各向異性 釹鐵氮磁粉，25%的各向異性釤鐵氮磁粉和25%的各向異性釹鐵硼磁粉；
所采用的粘結(jié)劑選用丁腈橡膠和氯磺化聚乙烯的混合物，重量百分比為 10%，復(fù)合永磁粉的重量百分比為85%，加工助劑的重量百分比為5%。
復(fù)合永磁粉經(jīng)過表面處理劑(該表面處理劑為磷酸和硅烷偶聯(lián)劑，其 重量分別為復(fù)合永磁粉重量的0.4°/。和0.6%)處理后，與粘結(jié)劑和加工助劑 混煉均勻，然后破碎造粒，收集能夠通過6目的標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)的粒料，將得到 的粒料通過擠出機(jī)在取向磁場的作用下擠出成型；其中擠出機(jī)的模具溫度 為180攝氏度，擠出機(jī)電流為7A，轉(zhuǎn)速為15ipm/min，取向磁場的大小為 2.0T。
本實施例提供的柔性稀土粘結(jié)磁體的磁性能為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度 B產(chǎn)0.59T，內(nèi)稟矯頑力Hcj-738KA/m，最大磁能積(BH)認(rèn)為57kJ/m3。 實施例4
本實施例中，所采用的復(fù)合永磁粉包含重量百分比為30%的各向異性 釹鐵氮磁粉，30%的各向異性釤鐵氮磁粉和40%的各向異性釹鐵硼磁粉； 所采用的粘結(jié)劑選用乙酸-醋酸乙烯共聚物和丁腈橡膠的混合物，重量百分 比為8%，復(fù)合永磁粉的重量百分比為89%，加工助劑的重量百分比為3%。
復(fù)合永磁粉經(jīng)過表面處理劑(該表面處理劑為磷酸和硅垸偶聯(lián)劑，其 重量分別為復(fù)合永磁粉重量的0.4%和0.6%)處理后，與粘結(jié)劑和加工助劑 混煉均勻，然后破碎造粒，收集能夠通過6目的標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)的粒料，將得到 的粒料通過擠出機(jī)在取向磁場的作用下擠出成型；其中擠出機(jī)的模具溫度為160攝氏度，擠出機(jī)電流為6A，轉(zhuǎn)速為15rpm/min，取向磁場的大小為1.8T。
本實施例提供的柔性稀土粘結(jié)磁體的磁性能為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度B產(chǎn)0.64T，內(nèi)稟矯頑力Hcj-740KA/m，最大磁能積(BH)隨為66kJ/m3。
權(quán)利要求
1、一種柔性稀土粘結(jié)磁體，其含有重量百分比為85％-92％的復(fù)合永磁粉，6％-10％的粘結(jié)劑和2％-5％的加工助劑；其中，所述復(fù)合永磁粉包含各向異性的釤鐵氮永磁粉、各向異性的釹鐵氮永磁粉和各向異性的釹鐵硼永磁粉。
2、 如權(quán)利要求1所述的柔性稀土粘結(jié)磁體，其中，所述復(fù)合永磁粉中，各向異性的釤鐵氮永磁粉、各向異性的釹鐵氮永磁粉和各向異性的釹鐵硼永磁粉的重量百分比分別為5-90%。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的柔性稀土粘結(jié)磁體，其中，所述復(fù)合永磁粉為經(jīng)過表面處理劑處理，在磁粉顆粒表面形成氧化膜的磁粉。
4、 如權(quán)利要求3所述的柔性稀土粘結(jié)磁體，其中，所述表面處理劑為磷酸和硅垸偶聯(lián)劑的混合物，磷酸和硅烷偶聯(lián)劑的重量分別為所述復(fù)合永磁粉重量的0.4%和0.6%。
5、 如權(quán)利要求1所述的柔性稀土粘結(jié)磁體，其中，所述粘結(jié)劑為乙酸-醋酸乙烯共聚物、丁腈橡膠、氯化聚乙烯和氯磺化聚乙烯中的一種或幾種。
6、 如權(quán)利要求1所述的柔性稀土粘結(jié)磁體，其中，所述加工助劑包括增韌劑和防老劑。
7、 如權(quán)利要求6所述的柔性稀土粘結(jié)磁體，其中，所述增韌劑為改性聚丁~~"稀o
8、 如權(quán)利要求1所述的柔性稀土粘結(jié)磁體，該磁體為各向異性的磁體。
9、 權(quán)利要求1-8任一項所述的柔性稀土粘結(jié)磁體的制造方法，其包括以下步驟對復(fù)合永磁粉與粘結(jié)劑、加工助劑進(jìn)行混煉；對混煉后的產(chǎn)物進(jìn)行造粒，得到粒料；通過擠出機(jī)將粒料擠出成型，得到柔性稀土粘結(jié)磁體；其中，在擠出成型過程中施加取向磁場。
10、如權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，在混煉之前，先利用表面處理劑對所述復(fù)合永磁粉進(jìn)行表面處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種柔性稀土粘結(jié)磁體及其制造方法。本發(fā)明的柔性稀土粘結(jié)磁體含有重量百分比為85％-92％的復(fù)合永磁粉，6％-10％的粘結(jié)劑和2％-5％的加工助劑；其中，所述復(fù)合永磁粉包含各向異性的釤鐵氮永磁粉、各向異性的釹鐵氮永磁粉和各向異性的釹鐵硼永磁粉。本發(fā)明提供的柔性稀土粘結(jié)磁體是通過擠出成型的方法并施加取向場獲得的具有很高的磁性能以及較好的柔性的稀土粘結(jié)磁體，拓寬了柔性磁體的使用范圍，延伸了柔性磁體體系的磁性能空間，能夠滿足高精尖產(chǎn)品對磁體的磁性能和柔性的要求。
文檔編號H01F1/053GK101465188SQ20081011696
公開日2009年6月24日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者劉小平, 李亞峰, 峰 王, 閆春山 申請人:北礦磁材科技股份有限公司