模压高密度粘结钕铁硼磁体的制作方法技术

一种模压粘结钕铁硼永磁材料的制作方法，工艺步骤包括：配料混料、预压造粒和压制成型，预压造粒是将复合料粉放入中间模具中进行预压得到中间体，或将复合料粉放入中间模具中进行预压得到中间体并将中间体破碎，该中间体及将该中间体破碎得到的粒料统称为预压粒料，压制成型是将预压粒料放入模具中加压成型制得粘结钕铁硼磁体。除上述工艺步骤外，可在配料混料步骤之前增加粒度搭配步骤，粒度搭配是将两种不同粒径范围的钕铁硼磁粉按体积比１∶１进行搭配。为了减少成型过程中的压力损失，改善密度分布的不均匀性，在预压造粒和压制成型采用双向压制。此种方法可在不提高成型压力的前提下得到高密度粘结钕铁硼磁体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于粘结型永磁材料领域，特别涉及一种模压粘结钕铁硼(NdFeB)永磁材料的制作方法。
技术介绍
模压粘结NdFeB磁体已经广泛应用于汽车、电子、通讯等行业中。随着这些行业向小型化和轻型化发展，必然要求粘结NdFeB磁体的磁性能向高性能化发展。粘结NdFeB磁体的剩磁Br、磁感矫顽力Hcb和最大磁能积(BH)max都和密度成正比关系，因而制作高密度的粘结NdFeB磁体是实现高性能化的有效途径。由粉末冶金原理可知，粘结NdFeB磁体的密度可用黄培云方程来表示mlgln(dm-d0)d(dm-d)d0=lgp-lgM]]>d-压坯密度，g/cm3；d0-压坯原始密度(粉末松装密度)，g/cm3；dm-致密金属密度，g/cm3；P-压制压力，kgf/cm2；M-压制模量，kgf/cm2；m-粉末压制过程的非线性指数。由该方程知磁体密度d与压坯原始密度d0和成型压力P成正比关系。目前常规的模压粘结NdFeB磁体是将快淬NdFeB磁粉与粘结剂高分子树脂混合得到复合料粉，然后将复合料粉直接模压成型。压制过程中，一方面由于复合料粉的d0较小，通常在2.7g/cm3左右，这导致复合料粉与成型模腔的接触面积较大，成型时摩擦较大；另一方面由于快淬NdFeB磁粉成鳞片状，由其制得的复合料粉与模具型腔之间以及复合料粉之间存在的摩擦比常规粉末冶金制品成型时的摩擦大得多，上述原因共同导致成型压力损失很大，在成型压力为10T/cm2时，粘结NdFeB磁体密度一般在6.2g/cm3左右，难于获得密度在6.3g/cm3以上的粘结NdFeB磁体。生产上通常依靠增大成型压力P来增加粘结磁体的密度d，但是效果不明显，而且增加成型压力不但会缩短模具和设备的使用寿命，还会引发事故，给操作人员造成伤害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种模压粘结钕铁硼磁体的制作方法，用这种方法可以在常规的成型压力(8～10T/cm2)下得到高密度的粘结钕铁硼磁体。本专利技术所述的依次包括以下工艺步骤 1、配料混料原料为钕铁硼磁粉、高分子粘结剂，钕铁硼磁粉与高分子粘结剂的体积比为9∶1，将计量好的钕铁硼磁粉、高分子粘结剂混合均匀制得复合料粉。2、预压造粒预压造粒是将复合料粉放入中间模具中进行预压得到中间体，或将复合料粉放入中间模具中进行预压得到中间体并将中间体破碎，该中间体及将该中间体破碎得到的粒料统称为预压粒料，所施加的预压压力以预压粒料松装密度大于复合料粉的松装密度、小于复合料粉的理论密度为限，一般为6～10T/cm2。3、压制成型将预压粒料放入模具中加压成型制得粘结钕铁硼磁体，所施加的成型压力为8～10T/cm2。预压粒料的松装密度远远高于复合料粉的松装密度，在压制成型时，其与模腔的接触面积大大减少，因而与模腔的摩擦大大减少；预压粒料不再呈鳞片状，粒料与模腔之间和粒料之间的摩擦也大大减少，因而压制成型过程中的压力损失大幅减少，在常规的成型压力下(8～10T/cm2)能使粘结NdFeB磁体的密度和磁性能得到较大提高。为了进一步提高粘结钕铁硼(NdFeB)磁体的密度和磁性能，可在上述配料混料步骤之前增加粒度搭配步骤，粒度搭配是将两种不同粒径范围的钕铁硼磁粉按体积比1∶1进行搭配。粒度搭配后，小粒径磁粉可填补大粒径磁粉之间的孔隙，提高磁粉的松装密度；填充在大粒径磁粉周围的小粒径磁粉可以充当增强体的作用，在压制过程中减轻大粒径磁粉被破坏的程度。上述原因使粘结NdFeB磁体的密度和磁性能提高。为了更好地实现专利技术目的，预压造粒和压制成型均可采用双向压制。这样能减少成型过程中的压力损失，改善密度分布的不均匀性。若将粒度搭配、预压造粒、双向压制进行组合，即粒度搭配后的复合料粉在预压造粒时进行双向压制，预压粒料在压制成型时也进行双向压制，即可在不提高成型压力的前提下得到密度高达6.52g/cm3、(BH)max高达109kJ/m3的粘结钕铁硼磁体。本专利技术的有益效果是在粘结NdFeB磁体的制作过程中采用了粒度搭配、预压造粒、双向压制等技术方案，可以在不提高成型压力的前提下，大幅度提高粘结钕铁硼磁体的密度和磁性能。附图说明图1是粒度配合+预压造粒的粘结Nd11(FeCoZr)83B6磁体的密度和磁能积与预压粒料松装密度的关系图；图2是粒度配合+预压造粒+双向压制的粘结MQP-B+磁体的密度和磁能积与预压粒料松装密度的关系图；图3是MQP-B+磁体的退磁曲线。具体实施例方式实施例11、配料混料钕铁硼磁粉为快淬Nd11(FeCoZr)83B6磁粉，高分子粘结剂为环氧树脂，Nd11(FeCoZr)83B6磁粉与环氧树脂的体积比为9∶1，将计量好的Nd11(FeCoZr)83B6磁粉、环氧树脂混合均匀制得复合料粉，其松装密度为2.78g/cm3。2、预压造粒将步骤1制作的复合料粉放入中间模具中进行预压得到圆柱状中间体。当施加的预压压力为6T/cm2、所获得预压粒料的松装密度为6.15g/cm3，当施加的预压压力为8T/cm2、所获得预压粒料的松装密度为6.19g/cm3，当施加的预压压力为10T/cm2、所获得预压粒料的松装密度为6.26g/cm3。3、压制成型将步骤2制作的预压粒料放入模具中加压成型制得圆柱状(Ф10×10mm)粘结Nd11(FeCoZr)83B6磁体，所施加的成型压力为10T/cm2。粘结Nd11(FeCoZr)83B6磁体密度d、磁性能(BH)max与预压粒料d0的关系见下表。表1磁体密度d、磁性能(BH)max与预压粒料d0的关系 注原粉d0＝2.78g/cm3，在10T/cm2的压力下，磁体密度d＝6.23g/m3，(BH)max＝70kJ/m3实施例21、粒度搭配将快淬Nd11(FeCoZr)83B6磁粉进行筛分，然后将粒度范围在175～246μm和124～147μm、175～246μm和104～124μm、175～246μm和74～104μm、147～175μm和104～124μm、124～147μm和104～124μm之间的磁粉按体积比1∶1进行粒度搭配。2、配料混料将上述搭配好的磁粉与环氧树脂按体积比9∶1进行混合得到5种复合料粉，各复合料粉的松装密度见下表。表2复合料粉的松装密度比较 该实施例说明，粒度搭配提高了复合料粉的松装密度。实施例31、粒度搭配将快淬Nd11(FeCoZr)83B6磁粉进行筛分，将粒度范围在175～246μm和104～124μm之间的磁粉按体积比1∶1进行粒度搭配。2、配料混料将步骤1搭配好的磁粉与环氧树脂按体积比9∶1进行混合得到复合料粉，复合料粉的松装密度为3.52g/cm3。3、预压造粒将步骤2制作的复合料粉放入中间模具中进行预压得到长方体状中间体，将中间体破碎后得到的预压粒料的松装密度为6.19g/cm3，施加的预压压力为8T/cm2。4、压制成型将步骤3制作的预压粒料放入模具中加压成型制得圆柱状(Φ10×10mm)粘结Nd11(FeCoZr)83B6磁体，所施加的成型压力为10T/cm2。得到的粘结Nd11(FeCoZr)83B6磁体密度d＝6.41g/cm3；其磁性能为Br＝669.3mT，Hcb＝440kA/m，(BH)max＝76kJ/m3。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模压高密度粘结钕铁硼磁体的制作方法，其特征在于依次包括以下工艺步骤：（１）配料混料钕铁硼磁粉与高分子粘结剂的体积比为９∶１，将计量好的钕铁硼磁粉、高分子粘结剂混合均匀制得复合料粉；（２）预压造粒将复合料粉 放入中间模具中进行预压得到中间体，该中间体及将该中间体破碎得到的粒料统称为预压粒料，所施加的预压压力以预压粒料松装密度大于复合料粉的松装密度、小于复合料粉的理论密度为限；（３）压制成型将预压粒料放入模具中加压成型制得粘结钕铁 硼磁体，所施加的成型压力为８～１０ｔ／ｃｍ↑［２］。

【技术特征摘要】
1.一种模压高密度粘结钕铁硼磁体的制作方法，其特征在于依次包括以下工艺步骤(1)配料混料钕铁硼磁粉与高分子粘结剂的体积比为9∶1，将计量好的钕铁硼磁粉、高分子粘结剂混合均匀制得复合料粉；(2)预压造粒将复合料粉放入中间模具中进行预压得到中间体，该中间体及将该中间体破碎得到的粒料统称为预压粒料，所施加的预压压力以预压粒料松装密度大于复合料粉的松装密度、小于复合料粉的理论密度为限；(3)压制成型将预压粒料放入模具中加压成型制得粘结钕铁硼磁体，所施加的成型压力为8～10t/cm2。2.根据权利要求1所述的模压高密...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘颖，李军，涂铭旌，高升吉，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]