树脂粘合型磁体及其生产方法技术

本发明专利技术涉及树脂粘合型磁体及生产方法，特别是圆筒形或薄板形磁体及生产方法。包含磁粉和有机树脂的树脂粘合型磁体及其生产方法，其中该磁体成型为外径（Ｄ）、内径（ｄ）和长度（Ｌ）之间满足关系式２ＤＬ／ｄ↑［２］＞１的圆筒形单一型磁体，它还在直径方向具有径向异向性。此外，本发明专利技术是树脂粘合型磁体及其生产方法，该方法用磁场中的模具使所述磁体挤出成型，其中磁粉的平均粒度γ满足γ＜０．１ｔ（ｔ＜１毫米），其中ｔ是包含所述磁粉和树脂的各向异性树脂粘合型磁体成型件的厚度。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于电子仪器等的微型电机、编码器、线性驱动装置等的某种树脂粘合型磁体及其生产方法，特别是圆筒形或薄板形的树脂粘合型磁体及其应用挤出成型法的生产方法。树脂粘合型磁体通常可用三种方法生产：（1）注入成型法;（2）冲压成型法;（3）挤出成型法。在这些成型方法中，注入成型法是通过把含有磁粉和热塑性树脂的磁体组合物装填到模具中并把模具加热到能达到足够的流动性的温度而做成预定的形状。冲压成型法是一种将某种含有磁粉和热固性树脂的磁体组合物装填入冲压机的模具后通过冲压而成型的方法。挤出成型法是把磁粉和树脂的混合物加热熔融而形成的流化态磁性组合物用螺杆、撞锤或者柱塞充入模具，并在其中凝聚。在这些成型方法中，注入成型法和冲压成型法能够通过在成型步骤向模具施加磁场而使得成型的磁体具有各向异性。可是，由于注入成型法不能在模槽里装填磁体组合物，也不能取出成型件，冲压成型法的成型件的长度是由成型冲床的冲程而决定的，所以，对于近来需要量日益增加的长度较长的磁体的成型，注入成型法和冲压成型法都有缺陷，即成型件的长度受到限制。特别是在成型径向各向异性的圆筒形磁体时，成型件的长度受到限制，只有其外径（以后称为D）、内径（以后称为d）和长度（以后称为L）满足下列式子的磁体才能-->被成型：2DL/d2＜1（参考文献：正昭滨野，第九届高性能塑料磁体注入成型技术及其应用开发会议摘要文集，塑料工业技术委员会，1986）所以，对于满足2DL/d2≥1的圆筒形磁体，只有两类磁体可得到，一类是具有各向同性的或者磁性能很差的单一成型磁体，另一类是通过粘接几个具有径向异性的磁体而制成的磁体。可是，上述的圆筒形树脂粘合型磁体及其生产方法有下列问题。（1）为了利用各向同性磁体或具有接近各向同性磁体性能的磁体制得高性能的电机或驱动装置，所用的磁体的体积必须很大，这就不能满足这些仪器的小型化和重量轻的要求。（2）在粘接几个具有径向异性的磁体的情况下，存在下述问题：〔1〕粘接力弱，不足以防止脱落。同时，重复的加热和冷却循环也会造成破坏粘合的危险。它的可靠性很差，如粘接强度的变化等。〔2〕由于在生产过程中要有粘接步骤，生产成本就要上升。而且，所粘接的磁体在完工前必须经切削等工序以保证成型件的尺寸精度，因而又增加了生产成本。〔3〕在成型件经切削工序而最后完成的情形下，这最后一步有可能降低磁体的性能。（3）至于注入成型法和冲压成型法，在成型过程中都需要有一个向模具中装填磁体组合物、成型和从模具中取出磁体成品的固定循环过程。由于它基本上是间歇式生产体系，生产率要受到限制，所以，-->要降低生产成本是很困难的。（4）常规的挤出成型法是在成型步骤不加磁场的一种主要方法。可是用这种成型方法只能得到各向同性的磁体。由于挤出成型法从原料供应到获得成型件可以连续操作从而具有很高的生产率，同时，又能容易地模塑出长磁体，所以，该方法变得很普及。特别是，为了改善一直被认为是很差的磁性质，已有许多改善磁体性能的研究，尤其是在磁场中的挤出成型方法的研究。关于在成型步骤施加磁场的方法，对于柱形磁体，R.E.约翰逊有一篇报导（“生产粘合型稀土-钴磁体的进展”，第五届稀土-钴磁体及其应用国际会议，1981），对于圆筒形磁体，在日本专利公开昭和58-219705和日本专利公开昭和61-121307中都阐述了一些方法。这两种方法都是在磁体组合物通过模具时，将一磁场加到挤出机的模具中，通过将磁性粉末容易磁化的轴定向到磁场的方向而形成磁体。可是，例如在日本专利公开昭和61-121307中所描述的一种方法中，在模具中磁化定向的圆筒形磁体被安装在模具外面的冷却装置冷却后，仅在一个方向形成异向性，并不能得到在直径方向上具有径向异向性的成型件。而且，当成型件由模具中挤压出来时，它的温度仍然很高，因而会产生磁粉定向的无序而使得磁体的性能恶化。结果，即使采用了这种方法，也得不到具有径向异向性的高磁性能的圆筒形磁体。而且，在上述的生产方法中，还存在下列问题：（1）常规的磁场中挤出成型方法只是在模具上安装了一个电磁线圈，并没有考虑所生产出的成型件的退磁。如果成型件中有残磁，-->在后续工艺过程中就很难处理，比如，在切削步骤，要粘附到切削刀具或其他磁性材料上。而且，当对磁体实施预定的磁化作用时，残留的磁性就会对磁化作用的平衡造成不利影响。（2）日本专利公开昭和60-217617公开了成型方法的一个实例，它考虑了挤出成型件的退磁问题。可是，在这种情况下，退磁线圈是安装在模具的前端，这使得模具非常大，成型能力也很差。特别是由于原料复合体在模具中的通路很长，成型速度也就很低，成型本身也困难。（3）当一个具有径向异向性的圆筒形磁体被成型时，因形成磁路而充磁的定向区的长度是由成型件的内径决定的，然而，因为要使稀土磁粉定向，通常需要有一个相当强的磁场，所以为了在定向区充上足够的磁场，定向区的长度就不得不相对地短一些。结果，要成型出一个具有很小的内径而又有很高的磁体性能的圆筒形磁体基本上是不可能的。（4）当成型一个柱形或薄片形磁体时，在一定程度上定向区的长度可以做得比较长。可是，由于模具的机械强度，极片间的缝隙不能做得太窄，所以也就不能使定向区施加的磁场强度增加太多。成型件的磁性能因此而下降。在上述的挤出成型方法中，当使用热塑性树脂时，成型是在定向后通过在模具前端使熔融混合物冷却固化而进行的。当使用热固性树脂时，有两种成型方法，一种是定向后在模具前端通过冷却固化而成型，如同热塑性树脂的情形;另一种是在定向后通过加热而硬化成型。在使用热固性树脂并冷却固化的方法中，成型后必须加热树脂以使树脂硬化。无论如何，不管用哪一种方法成型，成型的磁体都是连-->续地被挤压出来的，同时，必须将成型的磁体切割成预定的长度。传统的方法是利用机械切割方法，即闸刀式剪切机系统或旋转式锯齿系统。但传统的切割方法有下列问题：在采用诸如闸刀式剪切机系统或旋转式锯齿系统的机械切割方法时，被切割的磁体要受力和受振动。当切割未硬化的用热固性树脂冷却固化成型的树脂粘合型磁体和挤出成型的薄磁体时，由于被切割的磁体很脆弱，在切割过程中会产生裂缝、破损和/或变形。特别是，在为了改善磁体的性能而增加磁性粉末在树脂粘合型磁体中的体积比例时，树脂的体积比例减少了，上述问题就更容易发生，这是因为树脂和磁粉的粘接力减弱了。而且，用机械切割方法不可避免要产生切割粉尘。对稀土磁体，特别是对稀土-钴型磁体，对切割粉尘的处理极为重要，因为钴对人体有害，因而需要回收切割粉尘的装置。而且，在使用热固性树脂的传统成型方法中，经常使用冲压成型，而注入成型和挤出成型用得并不多。后两种成型方法通常用热塑性树脂。相应地，只有几种方法可用来硬化用注入成型法和挤出成型法加热成型的未硬化的磁体，该挤出成型法由于在将圆筒形磁体的外径固定到某一模筒上后再转动模筒，产生的离心力保证了磁体的圆筒形状。上述的传统工艺的问题归纳如下。首先，它是用热塑性树脂用注入成型法和挤出成型法成型磁体。为了使用热塑性树脂成型的磁体即使在150℃左右的温度也可使用，它的成型温度必须在200℃或更高些。所以，和树脂混合的磁粉也要-->经受这样高的温度。当稀土磁体特别是稀土-铁-硼型磁体作为磁粉使用时，由于磁粉易氧化而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含磁粉和有机树脂的树脂粘合型磁体，其中它被成型为外径（Ｄ）、内径（ｄ）和长度（Ｌ）之间满足关系式２ＤＬ／ｄ↑［２］≥１的圆筒形单一型磁体，同时，它在直径方向具有径向异向性。

【技术特征摘要】
1、一种包含磁粉和有机树脂的树脂粘合型磁体，其中它被成型为外径(D)、内径(d)和长度(L)之间满足关系式2DL/d2≥1的圆筒形单一型磁体，同时，它在直径方向具有径向异向性。2、一种包含磁粉、有机树脂和添加剂的树脂粘合型磁体，其中它被成型为外径（D）、内径（d）和长度（L）之间满足关系式2DL/d2≥1的圆筒形单一型磁体，同时，它在直径方向具有径向异向性。3、一种树脂粘合型磁体的生产方法，其中成型原料包含磁粉和有机树脂，它在硬化时通过加有磁场的模具经挤出而成型为外径（D）、内径（d）和长度（L）之间满足关系式2DL/d2≥1的圆筒形单一型磁体，同时，它在直径方向具有径向异向性。4、一种树脂粘合型磁体的生产方法，其中成型原料包含磁粉、有机树脂和添加剂，它在硬化时通过加有磁场的模具经挤出而成型为外外径（D）、内径（d）和长度（L）之间满足关系式2DL/d2≥1的圆筒形单一型磁体，同时，它在直径方向具有径向异向性。5、一种将包含磁粉和有机树脂的成型原料进行挤出成型的树脂粘合型磁体的生产方法，其中用于成型的模具构造为：芯轴区的前端伸出到外模具一个端面的前方。磁路在所述芯轴区、外模具和安装在所述模具外周的电磁线圈之间形成，原料靠电磁线圈在模具内施加磁场而被成型为圆筒形，被挤出的成型件在芯轴的前端进行去磁。6、一种将包含磁粉有机树脂和添加剂的成型原料进行挤出成型的树脂粘合型磁体的生产方法，其中用于成型的模具构造为：芯轴区的前端伸出到外模具一个端面的前方，磁路在所述芯轴区、外模具和安装在所述模具外周的电磁线圈之间形成，原料靠电磁线圈在模具内施加磁场而被成型为圆筒状。被挤出的成型件在芯轴的前端进行去磁。7、一种将包含磁粉和有机树脂的成型原料进行挤出成型的树脂粘合型磁体的生产方法，其中电磁线圈安装在模具的外周，原料靠在模具中施加磁场而被成型为圆筒形，在上述电磁线圈的前方还安装一空心线圈，以便在所述电磁线圈中产生一个去磁磁场，再使挤压出的成型件去磁。8、一种将包含磁粉、有机树脂和添加剂的成型原料进行挤出成型的树脂粘合型磁体的生产方法，其中电磁线圈安装在模具的外周，原料靠在模具中施加磁场而被成型为圆筒形，在上述电磁线圈的前方还安装一空心线圈，以便在所述电磁线圈中产生一个去磁磁场，再使挤压出的成型件去磁。9、一种树脂粘合型磁体的生产方法，它包括：使磁粉和有机树脂的熔融混合物中的磁粉在模具前端加有磁场的区域定向，将其成型为圆筒形，经冷却固化而挤出，其中当磁体被切割时，通过使磁体和热丝接触使树脂熔化而被切割。10、一种树脂粘合型磁体的生产方法，它包括：使磁粉、有机树脂和添加剂的熔融混合物中的磁粉在模具前端加有磁场的区域定向，将其成型为圆筒形，经冷却固化而挤出，其中当磁体被切割时，通过使磁体和热丝接触使树脂熔化而被切割。11、权利要求（9）或（10）的树脂粘合型磁体的生产方法，其特征在于，树脂粘合型磁体是未经定向而挤出成型为圆筒形的各向同性磁体。12、一种用注入成型或挤出成型法将磁粉和热固性树脂成型为圆筒形树脂粘合型磁体的生产方法，其中为了使磁粉和热固性树脂的熔融混合物通过加热而硬化，硬化时圆筒形磁体的外周用模筒固定，内周用充气膨胀的弹性材料固定。13、一种用注入成型或挤出成型法将磁粉、热固性树脂和添加剂成型为圆筒形树脂粘合型磁体的生产方法，其中为了使磁粉、热固性树脂和添加剂的熔融混合物通过加热而硬化，硬化时圆筒形磁体的外周用模筒固定，内周用充气膨胀的弹性材料固定。14、权利要求（12）或（13）的树脂粘合型磁体的生产方法，其中所述弹性材料是硅橡胶。15、一种包含磁粉和有机树脂的树脂粘合型磁体的生产方法，其中稀土磁粉先在强于磁粉矫顽磁力的磁场中进行预磁化，然后捏合磁粉和有机树脂的混合物，再在磁场中将捏合后的混合物挤出成型。16、一种包含磁粉、有机树脂和添加剂的树脂粘合型磁体的生产方法，其中稀土磁粉先在强于磁粉的矫顽磁力的磁场中进行预磁化，然后捏合磁粉、有机树脂和添加剂的混合物，再在磁场中将捏合后的混合物挤出成型。17、一种用挤出成型法将包含磁粉和有机树脂的成型原料用模具在磁场中成型为树脂粘合型磁体的生产方法，其中在成型时对模具施加一个轻微的振动。18、一种用挤出成型法将包含磁粉、有机树脂和添加剂的成型原料用模具在磁场中成型为树脂粘合型磁体的生产方法，其中在成型时对模具施加一个轻微的振动。19、一种包含磁粉和有机树脂的树脂粘合型磁体，其中所述磁粉的平均粒度γ满足γ≤0.1t（t≤1毫米）其中t为包含所述磁粉和树脂的各向异性树脂粘合型磁体成型件的厚度。20、...

【专利技术属性】
技术研发人员：井熊勇，阪田昌明，秋冈博晴，下田达也，
申请(专利权)人：帝国化学工业公司，精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：GB[英国]