[发明专利]一种粘结复合磁体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于粘结永磁材料领域，涉及流动温压成型粘结磁体的制备方法，以及使用该方法制备的粘结复合磁体，尤其适用于铁氧体和钕铁硼磁粉的复合，同样也适用于钐钴、钕铁氮、锰铋等磁粉的复合。

背景技术

粘结磁体与烧结磁体相比，具有工艺成本低、尺寸精度高、易于成型复杂形状器件、易于实现大规模自动化生产等优势，近年来发展迅速，因此粘结磁体的制备工艺和性能研究引起了人们的重视。粘结永磁体目前主要是粘结铁氧体和粘结钕铁硼，占据粘结永磁体市场的主要是粘结钕铁硼。粘结钕铁硼存在温度稳定性差(矫顽力温度系数在-(0.45～0.6)％/K左右)、易腐蚀，加工成型易劣化等缺点有待解决。而粘结铁氧体价格低廉，矫顽力温度系数在(0.2～0.6)％/K左右，温度稳定性较好，在电子、家电、整机产品中应用广泛。因此，在实践中探索一条既能保证一定的性能又降低生产成本的最佳途径已成为引人注目的研究热点。利用铁氧体磁粉与钕铁硼快淬磁粉复合，或低价位的磁粉与钕铁硼快淬磁粉的复合不仅可以获得低成本的粘结复合磁体，而且能填补粘结钕铁硼与粘结铁氧体性能上的空白。若在满足用户对磁体性能要求的前提下，为了节省成本并提供高性价比的产品，采用粘结钕铁硼/铁氧体复合磁体是最合适的，但复合磁体较低的磁性能，在很大程度上限制了它的发展空间。目前有两个途径可以最大限度地提高复合磁体的磁性能，途径一就是在磁粉原料相同的前提下提高磁体的致密度和取向度，目前主要通过增大压力和增加取向磁场来实现，压力的增加必然促进磁体的密实化过程，当压力达到一定程度时，磁体磁性能的提高取决于两种因素：一是粉末颗粒的位移和填充空隙，二是粉末受力发生塑性变形甚至破碎，填充度提高能改善磁性能，而粉末的破碎则导致磁体性能的下降，增大压力也会增加模具和设备的损耗，增加取向磁场可以提高磁体的取向度，但也增加了磁体的生产成本和操作工艺的复杂性。途径二就是在保证磁体力学性能要求的前提下尽量减少粘结剂等非磁性相的体积百分比，作为粘结磁体基体的粘结剂体积百分比不能太低，一方面粘结剂作为维持整个粘结磁体的支持骨架提供磁体力学性能，另一方面粘结剂可以起到润滑的作用。

“流动温压成型技术”是在粉末压制、温压成型工艺的基础上，结合了金属粉末注射成型工艺的优点而提出来的一种新型粉末冶金零部件近净成型技术，通过加入适量的粗粉和微细粉末、表面活化剂或增塑剂以及加大热塑性润滑剂的含量而大大提高了混合粉末的流动性、填充性和成型性。由于在压制时混合粉末变成具有良好流动性的粘流体，既具有液体的优点，又有很高的粘度，并减少了成型过程中粉末之间以及粉末与模腔之间的摩擦力，使压制过程中施加的压力可以在粉末中均匀地、有效地传递。这样，粉末在压制过程中可以流向各个角落而不产生裂纹。因而可以成型具有复杂几何形状的零件。“流动温压成型技术”既克服了传统粉末冶金在成型复杂几何形状方面的不足，又避免了金属注射成型技术的高成本，是一项极具潜力的新技术，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种成本较粘结钕铁硼低廉、热稳定性更好且磁性能较高的粘结钕铁硼/铁氧体复合磁体的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种粘结复合磁体的制备方法，具体步骤如下：

(1)用分散剂将磁粉、粘结剂和偶联剂分散均匀，干燥后得到混合物料；所述粘结剂为环氧树脂或酚醛类树脂；所述磁粉、粘结剂、固化剂和偶联剂分别占物料总重量的93.0～98.0％、1.0～6.0％、0.1～0.4wt.％和0.1～0.6％；

(2)将混合物料进行压制成型，得到生坯件；

(3)将上述压制成型后的生坯件进行固化处理，随炉冷却至室温，充磁后得到粘结复合磁体。

优选地，步骤(1)所述磁粉选自MnBi永磁粉末、铁氧体永磁粉末和稀土永磁粉末中的任意两种或两种以上磁粉的混合；所述环氧树脂为E-20或E-12热固性环氧树脂；所述酚醛类树脂为苯酚甲醛树脂、炔基或烯丙基改性酚醛树脂和橡胶改性酚醛树脂中的一种；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述分散剂为丙酮。

优选地，所述固化剂为顺丁烯二酸酐、偏苯四酸二酐或二苯酮四羧基二酸酐。