[发明专利]一种各向同性钕铁硼磁体的成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种各向同性钕铁硼磁体的成形方法。

背景技术

金属注射成形（Metal injection molding，MIM）是从塑料工业引入粉末冶金中的一种新型近净成形技术，是传统粉末冶金与现代注塑成形的结合。该工艺可以制取形状复杂、组织结构均匀的小型精密零件。金属注射成形技术早已应用于粘结钕铁硼永磁体的制备，其磁体的形状可以比较复杂且性能优异，弥补了传统粉末冶金干法成形技术的不足，很多产品实现了工业化生产。

但是，关于烧结钕铁硼永磁体的注射成形技术研究较少，其主要工艺难度在于：1）磁粉与热塑性有机粘结剂须在100-200℃下进行非真空混炼，对于烧结稀土永磁来说，其特殊的成分决定了其粉末在这种温度下与空气接触很容易被氧化；2）由于添加的有机粘结剂含量较高，在15vol％和50vol％之间，在脱脂、烧结后很容易在磁体中残余过量的碳，影响磁体最终的性能。

针对上述第一个技术难点，20世纪90年代，美国橡树岭国家实验室的M.A.Janney教授等发明了一种原位凝固成形方法，将有机单体与溶剂配制成一定浓度的预混液，金属或陶瓷粉末悬浮于其中制成低粘度、高固相含量的浓悬浮体，加入引发剂或催化剂后，将悬浮体注入非多孔模具中，在一定的温度条件下，有机聚合物单体交联聚合成三维网络状聚合物凝胶，使粉末颗粒原位粘结而固化形成坯体，这样就避免了注射成形工艺中磁粉与粘结剂的高温混合。

针对上述第二个技术难点，在凝胶注模成形工艺中，通过选择合适的有机粘结剂体系并控制其含量，可以从一定程度上解决该问题。中国专利文献CN1909124A公开了一种大尺寸稀土烧结磁体的磁场凝胶注模成形方法，将丙烯酸羟乙酯溶入甲苯制成预混液，与市售的钕铁硼粉混合，之后经过聚合、干燥、脱模等工序制备出各向异性钕铁硼未脱脂生坯。

然而，利用凝胶注模成形技术制备烧结钕铁硼磁体仍存在一些问题。例如，由于烧结钕铁硼内部的基相与富钕相皆与氧气有强烈的亲和力，即使温度不高，在空气中仍存在氧化问题。粘结剂体系仍不完善，主要问题是有机物含量偏高，后期脱脂及烧结过程中容易出现残碳过量的现象。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种各向同性钕铁硼磁体的成形方法，实现大尺寸、形状复杂的各向同性钕铁硼坯体的成形，该方法达到降低氧含量的目的，同时大大降低了脱脂过程中的残碳量。

本发明提供的各向同性钕铁硼磁体的成形方法，包括：将合金原料熔炼成预合金铸锭的步骤；对预合金铸锭进行非晶化处理获得快淬合金的步骤；对所述快淬合金进行球磨获得粉末的步骤；将所述粉末与粘结剂混合形成浆料的步骤；以及所述浆料形成磁体的步骤。

所述非晶化处理通过熔体快淬方式完成。

所述粘结剂优选为水基粘结剂。

所述水基粘结剂优选是甲基纤维素水溶液。所述甲基纤维素溶液中甲基纤维素的浓度是0.2-2.0wt％，更优选0.2-0.5wt％。

所述浆料的固含量优选为30-60vol％。

优选地，所述浆料形成磁体的步骤包括将所述浆料灌注在模具中形成磁体生坯的步骤。

优选地，还包括在将所述粉末与粘结剂混合的步骤之前，用表面处理剂对所述粉末表面进行处理的步骤。所述表面处理剂优选为0.005g/ml-0.02g/ml的硬脂酸丙酮溶液，更优选为0.01g/ml的硬脂酸丙酮溶液。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的工艺流程图；

图2是实施例中成分为Nd₁₄Fe₇₈Nb₂B₆的预合金铸锭(a)和快淬带(b)的XRD图谱。

具体实施方式

以下将结合具体实施方式来对本发明做进一步说明。