一种高致密度粘结稀土永磁体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高致密度粘结稀土永磁体及其制备方法，属于永磁体技术领域。稀土永磁体的原料按质量百分比计，包括：热固性树脂、润滑剂、偶联剂，余量为稀土永磁粉。其制备方法包括：将稀土永磁粉与含有热固性树脂的有机溶液混合，得到磁粉络合物；将所述磁粉络合物与润滑剂混合，填入模具中，在压制力为12

【技术实现步骤摘要】
一种高致密度粘结稀土永磁体及其制备方法


[0001]本专利技术属于永磁体
，具体涉及一种高致密度粘结稀土永磁体及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年以来，以镨/钕铁硼及其镧铈替代品、钐钴等为代表的稀土永磁体因其具有极高磁性能与相对稳定性而获得了广泛应用，从航空航天到风力发电，从家用电器、精密机床到新能源汽车，伴随以电机领域为代表的高功率密度、高稳定性要求，越来越多的应用领域采用了以镨/钕铁硼及其镧铈替代品、钐钴为代表的稀土永磁体作为磁能部件。
[0003]自上世纪70年代问世以来，稀土永磁体制备技术得到了快速发展，以其工艺不同分为烧结稀土永磁体与粘结稀土永磁体，其中以树脂、塑料、橡胶等有机物作为稀土永磁粉体络合介质（亦可称粘结剂）的统称为粘结稀土永磁体（以下称粘结磁体）。粘结磁体自上世纪80年代在日本问世以来，依据粘结介质与工艺的不同，先后衍生发展出模压粘结磁体（一般适用于树脂络合磁体），注射粘结磁体（一般以尼龙、聚甲醛、聚苯硫醚等等热塑性塑料作为络合介质）以及压延粘结磁体（一般以改性橡胶作为络合介质）；由于采用了有机介质络合压缩成型，无需高温烧结以及因高温导致产生的变形以及后加工，因此其具有产品一次成型尺寸精度高、适于大批量产等特点，自20世纪90年代量产以来得到了快速的发展，伴随信息技术在上世纪90年代末突飞猛进的发展，粘结稀土永磁广泛应用于计算机存储驱动器、计算机外设、车辆精准控制、车辆舒适性配置等领域。
[0004]虽然粘结稀土磁体实现了大规模量产，但自2010年全球用量达到6000吨后，需求增长速度缓慢；相较于全球烧结稀土永磁体的发展来说，粘结稀土永磁一直难于成长为永磁材料主流。截至目前全球烧结稀土永磁体目前存量市场规模已达每年20万吨以上，而粘结稀土永磁体用量仅为每年1万吨，从2010年不足烧结市场十分之一逐步退化到2021年不足烧结稀土永磁二十分之一。
[0005]烧结镨/钕铁硼磁体近年来的出货量的快速稳步提升，说明以高性能及高功率密度应用为代表的稀土永磁应用需求在快速增加；而粘结稀土永磁未能很好满足这一需求特点，以最常用的钕铁硼磁体为例，量产最高性能的各向同性模压粘结钕铁硼磁体BHmax实测值最高12MGOe左右，量产最高性能的各向异性模压HDDR磁体取向条件下BHmax最高实测值20MGOe左右，而量产最高性能的烧结钕铁硼磁体在良好的晶化条件下取向后则可达到实测值52MGOe左右，磁性能的巨大落差使得粘结钕铁硼难于满足对性能有更高要求应用场合。
[0006]另外材料利用率及成本方面：对比含钕21%的烧结钕铁硼磁体和同样钕含量的快淬法制备的钕铁硼磁粉后制得的模压粘结镨和/或钕铁硼，不取向条件下烧结钕铁硼磁体BHmax实测值可达24MGOe左右，而粘结磁体实测仅能达到9MGOe左右。由此得出在性能应用中，粘结稀土永磁实际性价比远低于同等稀土含量的烧结磁体；也即稀土实际利用率差成为制约粘结稀土永磁体应用扩展的瓶颈；很好地说明了近年来粘结稀土永磁体发展所面临的困境。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种高致密度粘结稀土永磁体及其制备方法。
[0008]本专利技术通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术提供一种高致密度粘结稀土永磁体的制备方法，所述稀土永磁体的原料按质量百分比计，包括：热固性树脂0.1~1.6 wt%，润滑剂0.05~0.8wt%，偶联剂0
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1.0 wt%，余量为稀土永磁粉；所述制备方法包括：将晶化处理后的稀土永磁粉与溶解有所述热固性树脂与偶联剂的溶液混合，密封搅拌后干燥，粉碎后得到磁粉络合物；将所述磁粉络合物与所述润滑剂混合，得到熟料；以及将所述熟料填入温度为40~120℃的模具中，预热、压制成型，脱模后得到生坯料，将所述生坯料置于120~200℃下保温2~3h，得到熟坯，进行精加工。
[0009]进一步地，所述稀土永磁粉包括快淬镨和/或钕铁硼磁粉及其含镝/铽/钴/铝的改性粉末、快淬镧铁硼粉末、快淬铈铁硼粉末、HDDR永磁粉、钐钴永磁粉、永磁铁氧体粉、钐铁氮永磁粉和铁三硼永磁粉中的至少一种。
[0010]进一步地，本专利技术较佳的实施例中，所述偶联剂包括硅烷和/或钛酸酯中的至少一种或两种混合。
[0011]进一步地，本专利技术较佳的实施例中，所述润滑剂包括石墨和/或硬脂酸盐；优选地，所述硬脂酸盐包括硬脂酸锌和/或硬脂酸钙。
[0012]进一步地，本专利技术较佳的实施例中，所述晶化处理的条件为：在高纯度氩气氛围中，于670~730℃下晶化10~20min。
[0013]进一步地，本专利技术较佳的实施例中，所述稀土永磁粉的粒度为60~200目。
[0014]进一步地，本专利技术较佳的实施例中，在制备所述磁粉络合物的步骤中：密封搅拌的时间为40~60min。
[0015]进一步地，本专利技术较佳的实施例中，所述生坯料的密度为6.2~7.1 g/cm3。
[0016]进一步地，本专利技术较佳的实施例中，所述压制成型过程中，压制力为12
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50T/cm2，保压时间为0.3~10s。
[0017]进一步地，本专利技术较佳的实施例中，为进一步提高熟坯料的密度，所述将所述生坯料加热得到熟坯的步骤包括：将所述生坯料加热至环氧软化点后，抽真空，使环境中的气压低于0.2个大气压，继续于120~200℃下保温2~3h。
[0018]进一步地，本专利技术较佳的实施例中，还包括将所述熟坯进行精加工后在表面制备保护涂层的步骤；所述保护涂层是通过以下方式中的至少一种来制备的：涂抹防锈油，电泳、喷涂环氧，镀锌、镀镍、镀铬，喷塑和聚对二甲苯。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种上述制备方法制得的高致密度粘结稀土永磁体，所述稀土永磁体的密度为6.2~7.0 g/cm3；优选地，所述稀土永磁体还包括保护涂层，所述保护涂层包括表面涂抹防锈油、电
泳、喷涂环氧，镀锌、镀镍、镀铬，喷塑和聚对二甲苯中的至少一种。
[0020]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下技术效果：1. 本申请采用模压成型方式制备，由此所得的这种模压粘结稀土永磁体对稀土永磁粉的利用率高，更易于对外显示高的磁性能。由此相比于现有技术，这种模压粘结稀土永磁体的经济效益和资源利用率也进一步得到提升。
[0021]2. 本申请提供的这种粘结稀土永磁体，具有较大的畴间作用力，由此该永磁体整体对外体现出较高的性能。
[0022]3. 通常，对于粘结磁体中的模压粘结永磁体来说，为保证粘结永磁体必要的结构强度以及顺利脱模，必须保证络合介质
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热固性树脂（以下简称树脂）质量百分比在1.8
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4.0wt%，否则产品将无法成型，但树脂的存在会极大限制粘结永磁体中微观结构里微粉距离的进一步压缩。以目前最常用的W
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6C环氧树脂为例，由于树脂密度仅为1.1g/cm2左右，树脂络合物在磁体体积占比高达12
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30%，因此自本世纪初以来全球模压粘结钕铁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高致密度粘结稀土永磁体的制备方法，其特征在于，所述稀土永磁体的原料按质量百分比计，包括：热固性树脂0.1~1.6 wt%，润滑剂0.05~0.8 wt%，偶联剂0~1 wt%，余量为稀土永磁粉；所述制备方法包括：将晶化处理后的稀土永磁粉与溶解有所述热固性树脂及偶联剂的溶液混合，密封搅拌后干燥，粉碎后得到磁粉络合物；将所述磁粉络合物与所述润滑剂混合，得到熟料；以及将所述熟料填入温度为40~120℃的模具中，预热、压制成型，脱模后得到生坯料，将所述生坯料置于120~200℃下保温1~3h，得到熟坯，进行精加工。2.根据权利要求1所述的高致密度粘结稀土永磁体的制备方法，其特征在于，所述稀土永磁粉包括快淬镨和/或钕铁硼磁粉及其含镝/铽/钴/铝的改性粉末、快淬镧铁硼粉末、快淬铈铁硼粉末、HDDR永磁粉、钐钴永磁粉、永磁铁氧体粉、钐铁氮永磁粉和铁三硼永磁粉中的至少一种。3.根据权利要求1所述的高致密度粘结稀土永磁体的制备方法，其特征在于，所述润滑剂包括石墨和/或硬脂酸及其盐化合物；优选地，硬脂酸盐包括硬脂酸锌和/或硬脂酸钙。4.根据权利要求1所述的高致密度粘结稀土永磁体的制备方法，其特征在于，所述晶化处理的条件为：在氩气氛围中，于670~730℃下晶化10~20min。5.根据权利要求1所述的高致密度粘结稀土永磁体的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈传龙，
申请(专利权)人：成都图南电子有限公司，
类型：发明
国别省市：