CN101552132A - 注射成型稀土类径向磁环的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种注射成型稀土类径向磁环的制造方法，属于稀土磁体制备技术领域。工艺为：将经过偶联剂和抗氧剂包覆处理后的稀土磁粉在负压条件下搅拌干燥直至溶剂及所吸附气体完全脱出，然后与热塑性有机树脂粉末置于混合机中在惰性保护气氛下混合均匀，然后放入具有保护气氛的双螺杆挤出机内，将热塑性有机粘结剂与磁粉充分混炼、造粒，得到稀土类各向异性粘结磁体用粒料，将此粒料置于带有磁场模具的磁场注射机中制作成为沿径向取向的磁环，包括辐向磁环和多极磁环。优点在于，用稀土磁粉与有机树脂所制作的粒料具有良好的抗氧化性、流动性与磁特性。采用永磁体相斥排列组合与导磁材料相配合而成的辐射、四极、多极取向磁场，高于N、S交替排列组合的永磁场，具有节能效果。

Description

注射成型稀土类径向磁环的制造方法

技术领域

本发明属于稀土磁体制备技术领域，特别是提供了一种注射成型稀土类径向磁环的制造方法，包括用于制造该稀土各向异性粘结磁体的稀土类各向异性粘结磁体用粒料的方法，使用该粒料注射成型稀土类各向异性径向取向环形磁体的制造方法，以及为适应本材料成型过程中取向磁场要求所进行的磁场设计。

技术背景

稀土类粘结磁体是使用稀土类磁粉和作为粘结剂的有机树脂按要求组合制造成为磁粉和树脂粒料，再将这种混合物在特定的条件下成型为所需形状的磁体，其成形方法通常采用压缩成形法、注射成形法和挤出成形法。压缩成型法采用的作为粘结剂的树脂为热固性树脂，注射成形法和挤出成形法采用的作为粘结剂的树脂为热塑性树脂。

注射成形法是将上述稀土磁粉和树脂的粒料在注射机的机筒内加热熔化，使之具有良好的流动性，在这种状态下将该稀土磁粉和树脂的粒料以熔融状态注入具有取向磁场的金属模具内，冷却后形成所要求形状磁体的方法。采用注射成形法成型的磁体形状自由度大，特别是可以容易地制成异型的、嵌入其他工件的磁体。但成形时要求该稀土磁粉和树脂的粒料具有较高的流动性，同时这种较高的流动性可以有效地改善各向异性磁体成型时的取向特性。

通常情况下，稀土永磁粉末较容易被氧化，特别是稀土永磁粉末暴露在空气中且150℃温度以上条件下更容易被氧化，粉末被氧化的结果就是其磁性能降低，从而造成了成型后的磁体性能降低。注射成型所需的稀土磁粉和树脂粒料的制作过程必须是在热塑型树脂熔融状态下完成的，并且注射成型磁体时也必须是在树脂具有较好流动性的情况下，也就是说，这些工作必须是在高温条件下完成的，这种高温条件加剧了稀土永磁粉末的氧化行为。要想制造高性能的稀土各向异性注射磁体，必须较好地解决制造过程中的稀土磁粉氧化的问题。

所谓各向异性粘结磁体，是由于磁性粉末在特定的磁场分布状态下实施磁场定向成型所得到，因此对环状磁体而言，就有轴向取向和径向取向之分。轴向取向磁场是在断面中沿轴的方向进行磁场定向，径向磁场取向是从断面中心为始点呈辐射状，即在磁环圆周的法线方向进行磁场取向。当径向磁场取向时，如果圆环的整体内圆周面和整体外圆周面各为磁性的一个极，则称为辐射取向。但多数情况下圆环的圆周面在沿轴向被分割成几个区域，每个相邻的区域被赋予相反的磁极(N、S)，这种情况称为多极径向取向。

为了将各向异性稀土类磁粉通过注射成型的方法制成各向异性粘结磁体，必须在成型模具上施加足够的取向磁场，以使这些稀土类磁性粉末颗粒的易磁化方向沿着外加磁场方向定向排列。由于这些稀土类粉末具有较高的矫顽力，因此需要在模具的成型空间具有较高磁场，否则就不足以使磁粉的易磁化方向充分沿着施加磁场的方向排列，从而形成定向不完全的磁体，而定向不完全的磁体则磁性能低下。

此前技术之中，只有各向异性铁氧体采用磁场注射成型，它的磁场提供方式有两种，即电磁场和永久磁体提供的磁场。采用电励磁的磁场注射机可以提供足够强的两极轴向磁场，能够较好地解决环形磁体轴向两极取向问题，但是在对环形磁体径向辐射取向时，取向磁场强度不能达到轴向取向时的磁场强度水平，也就不能满足稀土类各向异性磁粉的取向要求。另外还由于现有磁场注射机的励磁源是采用两个相对方向安装的两个励磁线圈组成，这种磁场结构不能产生多极径向磁场，也就不能实现对径向多极磁环的磁场取向。

另一种提供磁场的方式是采用烧结钕铁硼磁体或钐钴磁体作为磁场源，这种磁场源结构简便，对各种尺寸磁体的多极径向取向适应性较强，便于生产者采用。但传统的这种永磁取向装置磁体的磁极均是沿磁化方向均呈辐射状组合；相邻磁极极性NS交错排列，其结构见附图10和图11。这种组合及排列方式因受到永磁体剩磁参数的限制，取向磁场不能突破永磁体剩磁的二分之一，也就是说提供的取向磁场最大只能达到6KOe左右，很难满足稀土类各向异性磁粉的取向要求。

本发明的目的是旨在通过一些新颖的设计，使永磁体取向模具能够提供高于传统永磁取向模具所能提供的磁场，以满足各向异性稀土类磁粉在磁场中取向成型的要求。

综上所述，制造优质高性能的各向异性稀土类辐射或多极环形注射磁体所需具备的二个要素是：

1、要有具有良好流动性的高磁特性稀土类各向异性粘结磁体用粒料。

2、满足稀土类各向异性环形磁体注射取向成型所要求的强取向磁场。

发明内容

本发明的目的在于提供一种注射成型稀土类径向磁环的制造方法，解决了稀土类各向异性径向磁环的成型问题，克服了电磁场的局限性和传统永磁场的不足。针对各向异性稀土永磁这种材料的实际情况，提出了制作注射成型辐射、四极、多极各向异性磁环所对应的永磁取向场设计。

本发明包括了注射成型稀土类径向磁环的制造方法以及满足稀土类各向异性径向磁环注射取向成型所要求的强取向磁场的设计。本发明是将经过偶联剂和抗氧剂包覆处理后的稀土磁粉在负压条件下搅拌干燥直至溶剂及所吸附气体完全脱出，与热塑性有机树脂粉末置于混合机中在惰性保护气氛下混合均匀，然后放入具有保护气氛的双螺杆挤出机内，将热塑性有机粘结剂与磁粉充份混炼、造粒，得到稀土类各向异性粘结磁体用组合物(或称为粒料)，将此粒料置于带有磁场模具的磁场注射机中制作成为沿径向取向的磁环，包括辐向磁环和多极磁环，

上述稀土磁粉主要是指各向异性稀土永磁粉末，包括以稀土元素R₁、Fe和B为主要成分的各向异性R₁FeB磁粉，和以R₂、Fe和N为主要成分的R₂FeN各向异性磁粉，也可以是上述R₁FeB和R₂FeN两种磁粉的复合物，其中，R₁、R₂均为稀土元素，其中Nd、Pr为R₁的主要元素，其在全部R₁总量中所占原子比列为50～100at％；Sm为R₂的主要元素，

上述的磁场模具中具有由强磁性永磁体和导磁材料共同构成的取向磁场。

稀土磁粉主要包括以Nd(或Nd、Pr)和Fe及B为主要成分的各向异性NdFeB磁粉，和以Sm、Fe和N为主要成分的各向异性SmFeN磁粉，也可以是NdFeB和SmFeN两种磁粉的复合物，本发明中主要选择Nd、Fe及B为主要成分的各向异性NdFeB磁粉。

制造注射成型稀土类径向磁环首先要制造具有良好流动性的高磁特性稀土类各向异性粘结磁体用粒料：

制造注射磁体所用有机树脂为热塑性树脂，包括尼龙、PPS、橡胶等有机树脂，既可以使用单一的一种热塑性树脂，也可以通过复合使用两种或两种以上的有机树脂，并通过调节这两种或两种以上有机树脂的添加比例，达到调节粒料的流动性和机械强度之目的，本发明采用两种或两种以上种类的尼龙复合使用，以制造具有良好流动性的稀土类各向异性粘结磁体用粒料。这是因为，某些尼龙具有较好的机械强度，但熔融指数较低，导致粒料的流动性不好，不利于注射成型复杂形状的磁体，也不利于多极环形磁体的取向成型，而某些尼龙的熔融指数较高但机械强度又较低，从而导致磁体的机械强度降低。复合使用两种或两种以上的尼龙，并通过调节这两种或两种以上种类尼龙的添加比例，可达到调节粒料的流动性和机械强度，使之达到适合要求特性的目的。

稀土类磁粉在粒料中的的含量是90-94wt％。如果磁粉的含量过少会降低注射磁体的磁性能，反之，磁粉的含量过多时，粘结树脂的含量就相对减少，注射成形时流动性差，难以成形或者根本不能成形，同时也不利于磁场取向，会降低各向异性磁体的磁性能。

众所周知，稀土永磁粉末容易被氧化，特别是稀土永磁粉末暴露在空气中且湿热气氛共存的条件下更容易被氧化，所以在制造粒料的过程中防止各向异性稀土永磁类粉末的氧化，是制造高磁特性的稀土类各向异性粘结磁体用粒料的重要环节。

为了降低在制作这种粒料过程中稀土磁粉的氧化行为，也为了防止尼龙的高温氧化降解，本发明使用了抗氧剂。在<专利96121941.6>中也使用了抗氧剂，但是以粉末状态机械混合加入的，这样将导致在抗氧剂熔融点以上的温度段才开始起到防止尼龙的高温氧化降解的作用，对此时已经处于较高温状态的稀土磁粉而言起不到防氧化作用。

本发明所采用的是在制作粒料的初期使用偶联剂及抗氧剂共同对稀土磁粉进行包覆，在制作粒料的全部过程中偶联剂起到磁粉和尼龙之间的偶联作用，同时也包覆了稀土磁粉，起到了防止稀土粉末氧化的作用。在低中温阶段，也即抗氧剂熔融点以下的温度段，作为有机物的偶联剂及抗氧剂对稀土磁粉进行复合包覆，起到了进一步防止稀土磁粉氧化的作用。在逐渐进入高温，也即抗氧化剂的熔点以上时，尼龙逐渐完成了对稀土磁粉的包覆，起到了防止稀土磁粉氧化的作用，抗氧剂的作用转化为防止尼龙的高温氧化降解。

稀土磁粉进行表面包覆处理，其处理工艺步骤为：

(1)用乙醇或异丙醇等有机溶剂将偶联剂稀释后加入到稀土磁粉中，搅拌至磁粉干燥，偶联剂使用量为所处理磁粉质量的0.1～1％；

(2)用二甲苯等溶剂将抗氧剂溶解稀释后加入到上述已包覆偶联剂的稀土磁粉中，搅拌至磁粉干燥，抗氧剂使用量为所处理磁粉质量的0.1～1％；

(3)将上述经偶联剂和抗氧剂包覆处理的稀土磁粉在温度为40-70℃，负压条件下继续搅拌干燥，直到使溶剂及所吸附气体完全脱出，可有效地防止由于残余水分或气体所造成的造粒及注射成型过程中稀土磁粉的氧化行为；

其中，上述偶联剂可以是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂等，本发明使用的是适合于稀土永磁粉末的硅烷偶联剂，

抗氧剂可以是胺类抗氧剂、酚类抗氧剂、肼化合物等，本发明使用的是亚磷酸酯类抗氧剂。为使这种各向异性粘结磁体用粒料能够在较低温度下具有更好的流动性，本发明使用了具有能够降低熔融粘度、促进熔融流动性、和有助于防止因摩擦产生热量过大而引起稀土磁粉氧化和树脂降解的助剂EBS。

将经过表面包覆处理后的稀土磁粉与热塑性有机树脂在有惰性气氛保护的混合机中混合后，放入具有惰性保护气氛的双螺杆挤出机内，在150～330℃的温度、将熔化的热塑性有机树脂与磁粉充份混炼、造粒，制成粒料，在混炼挤出的初期阶段适当降低混炼温度，使在尽量低的温度下完成有机树脂对磁粉的包覆，进一步降低了稀土磁粉的氧化，而后逐渐提高混炼挤出温度完成造粒，热塑性有机树脂与稀土磁粉的混合比例为：热塑性有机树脂为6～10wt％，稀土磁粉为90～94wt％。

混炼挤出时适当降低混炼初期温度，分别设定双螺杆挤出混炼机的各段机筒温度由170℃至200℃。由于稀土磁粉和尼龙的混合物进入混炼机机筒的初期温度较低，此时作为有机物的偶联剂及抗氧剂对稀土磁粉进行包覆，起到了防止稀土磁粉氧化的作用。随后混合物温度逐渐升高，也即温度升至抗氧化剂的熔点以上至尼龙熔点以上时，尼龙逐渐完成了对稀土磁粉的包覆，抗氧剂的作用转化为防止尼龙的高温氧化降解。在完成尼龙对磁粉的包覆后，提高混炼挤出温度完成稀土类各向异性粘结磁体用粒料的制造，经上述方法处理后的稀土类各向异性粘结磁体用粒料具备了较好的抗氧化特性。

将上述的磁性粒料置于带有特制模具的磁场注射机中，在有惰性气氛保护下，在150～350℃的温度、使热塑性有机树脂处于熔融的状态，在800～2000kgf/cm²的压力条件下射入到施加磁场的模具成型腔内，在9～40KOe的永磁取向场作用下，将复合各向异性稀土永磁粉末颗粒充磁定向排布，定型后制成性能优异的径向取向磁环。为满足磁件成型过程中所需的强取向磁场的要求，本发明对永磁体构成的取向磁场进行了设计。

本发明提供了满足稀土类各向异性径向环形磁体注射取向成型所需的磁场取向设计，解决了电磁取向不能满足要求的异性稀土类材料径向取向问题，以及不能实现径向多极磁环的磁场取向和传统永磁取向场提供的磁场强度较低的问题，实现了使永磁体取向模具能够提供高于传统永磁取向模具所能提供的磁场，以满足各向异性稀土类磁粉在磁场中取向成型的要求。

本发明提供了可用于各向异性稀土永磁体取向的三种取向磁场的组成方法，即：辐射分布磁体的取向方法、4极分布磁体的取向方法、以及多极分布磁体的取向方法。

本发明的第一种取向磁场设计是一种用于注射成型各向异性辐射取向环形磁体的辐射取向磁场：由2组磁化方向相斥排列的轴向磁化环形烧结稀土磁体、1组由多块弧形径向磁化烧结磁体组成的磁环和导磁材料磁极靴组成。轴向磁化和径向磁化烧结钕铁硼磁体的相互应用使它们所产生的磁力线大部分流向工作气隙，工作气隙磁场由多组永磁体共同协调提供，由此构成辐射取向磁场，取向磁场值大于12KOe。磁场组成方法见图4，取向磁场的磁力线分布见图5。

本发明的第二种取向磁场设计是一种用于注射成型各向异性四极取向环形磁体的径向四极取向磁场：由4组导磁极靴、8组稀土烧结磁体、及非导磁材料和导磁芯柱共同组成。与导磁极靴相邻的2组烧结稀土磁体按磁化方向相斥排列，与导磁极靴共同组成4个磁极，相临两个导磁靴之间的两组永磁体形成闭合回路，并辅以导磁芯柱，多组永磁体的相互作用使磁力线聚集于工作气隙且呈四极分布，并减少了漏磁，由此构成4极取向磁场，取向磁场值大于9KOe。磁场组成方法见图6，取向磁场的磁力线分布见图7。

本发明的第三种取向磁场设计是一种用于注射成型各向异性2N(N为≥2的整数)极取向环形磁体的径向2N极取向磁场：由2N块导磁材料极靴、2N块稀土类烧结磁体、2N块辅助磁场稀土烧结磁体、及非导磁材料和导磁芯柱共同组成。与导磁材料相邻的烧结钕铁硼磁体均按磁化方向相斥排列，磁力线被迫经导磁极靴并通过工作气隙与导磁芯柱到相邻磁极靴闭合，组成2N个磁极，并辅以导磁芯柱，由此构成取向磁场。取向磁场值大于12KOe。磁场组成方法见图7，取向磁场的磁力线分布见图8。

本发明的以上三种方式的取向磁场，其永磁取向回路均采用了永磁体磁化方向相斥排列；磁力线聚集于导磁体极靴的方法，所以可较大幅度提高取向磁场。这是因为在本发明的永磁体组合排列方法的情况下，取向磁极所产生的磁场强度更多地依赖于永磁体沿磁化方向的面积，提高永磁体沿磁化方向的面积，就可以提高磁力线的总量，而并不受磁体的剩磁参数的限制，这样就可以采用增大磁体面积的方法来提高取向磁场。

用来产生磁场的永磁体可以是烧结钕铁硼永磁体，也可以是烧结钐钴2:17系列永磁体。采用磁能积高的永磁体有利于取向磁场的提高。

本发明的优点在于，取向磁极所产生的磁场强度更多地依赖于永磁体沿磁化方向的面积，提高永磁体沿磁化方向的面积，就可以提高磁力线的总量，而并不受磁体的剩磁参数的限制，这样就可以采用增大磁体面积的方法来提高取向磁场。解决了电磁取向不能满足要求的异性稀土类材料径向取向问题；以及不能实现径向多极磁环的磁场取向和传统永磁取向场提供的磁场强度较低的问题。实现了使永磁体取向模具能够提供高于传统永磁取向模具所能提供的磁场，满足了各向异性稀土类磁粉在磁场中取向成型的要求。

分别使用了本发明的三种取向磁场的组成方法，即：辐射分布磁体的取向方法；4极分布磁体的取向方法；以及多极分布磁体的取向方法，制造了这三种磁场取向注射模具。将这三种模具分别装在注射机上，分别注射成型了φ22.6×φ18.6×6mm的辐射取向磁场成型磁体、φ36×φ28×25mm的四极取向磁体、φ22×φ15×25mm的12极取向磁体。

注射机参数设定：注射机料筒温度：200-260℃；注射模具温度：80℃；注射压力：1620kg/cm²。

优点在于，采用永磁体相斥排列组合与导磁材料相配合而成的辐射、四极、多极取向磁场，高于传统N、S交替排列组合的永磁场；同时也克服了电磁场的适用局限性，并很好得起到了节能的效果。

附图的说明

图1为，采用本发明的第一种取向磁场方法，辐射取向磁场成型的各向异性稀土类磁体的外圆表面磁通密度分布图。

图2为，采用本发明的第二种取向磁场方法，四极取向磁场成型的各向异性稀土类磁体的外圆表面磁通密度分布图。

图3为，采用本发明的第三种取向磁场方法，多极取向磁场成型的各向异性稀土类磁体的外圆表面磁通密度分布图。

图4为本发明的第一种取向磁场方法，辐射取向磁场的结构示意图。产生磁场的永磁体，由2块按磁化方向相斥排列的轴向磁化烧结钕铁硼环型磁体1和3、一组径向磁化烧结钕铁硼环型磁体2、导磁材料4及10、导磁芯杆7等组成。轴向磁化和径向磁化烧结钕铁硼磁体的联合应用使它们所产生的磁力线大部分流向工作气隙。由于径向磁化的高性能烧结钕铁硼磁体在工艺上难以实现，故2实际上是由多块径向磁化的瓦形体组成。磁路中磁力线的分布为：径向磁化烧结钕铁硼磁体2磁力线的一部分通过导磁材料4、无磁钢模套8流入工作气隙5；经由芯杆7、模冲6、外导磁回路10回到径向磁化磁体2，径向磁化烧结钕铁硼磁体2磁力线的另一部分通过导磁材料4、无磁钢模套8流入工作气隙5；再经芯杆7、流道衬套11、无磁材料环12、外导磁回路10回到径向磁化磁体2。上面一块轴向磁化烧结钕铁硼环型磁体1的磁力线通过导磁材料4、无磁钢模套8流入工作气隙5；经芯杆7、流道衬套11、无磁材料环12、无磁钢模套8、外导磁回路10回到该轴向磁化磁体1形成闭合磁路。下面一组轴向磁化烧结钕铁硼磁体3的磁力线通过导磁材料4、无磁钢模套8流入工作气隙5；经芯杆7、模冲6、无磁钢模套8、外导磁回路10回到该轴向磁化磁体3形成闭合磁路。

图5为，辐射取向磁场的磁力线分布图。

图6为，本发明的第二种取向磁场方法，四极取向磁场的结构示意图。四极取向磁场由4块导磁材料构成的磁极靴23、及8块钕铁硼磁体21和无磁外套28、导磁芯杆25、无磁钢模套26组成。相邻的两块烧结钕铁硼磁体21和22按照磁化方向相同串联排列，提高了永磁体的工作点。N组磁化方向同向串联排列的永磁体与由导磁材料构成的磁极靴共同组成了4极径向取向磁场装置。相邻两组串联排列的永磁体之间磁化方向相斥排列，磁力线被迫经由磁极靴23、无磁钢模套26、磁体型腔24、导磁芯杆25与另一块磁极靴23闭合。磁路中磁力线的分布见图7。

图7为，四极取向磁场的磁力线分布图。

图8为，本发明的第三种取向磁场方法，多极取向磁场的结构示意图。多极取向磁场由12块导磁材料构成的磁极靴34、及12块钕铁硼主励磁体31、12块辅助励磁体32及33和无磁钢模套37以及导磁芯杆36、无磁外套38组成。相邻两块主励磁永磁体之间磁化方向相斥排列，磁力线被迫经由磁极靴34、无磁钢模套37、磁体型腔35、导磁芯杆36、无磁钢模套37回到31构成回路。另一组N块辅助励磁磁体32起到阻止永磁体31边缘漏磁的作用，同时也起到提供部分励磁磁场的作用。其中，永磁体32的磁力线经由磁极靴34、无磁钢模套37、磁体型腔35、导磁芯杆36、无磁钢模套37、另一个导磁极靴、永磁体33、无磁外套38构成回路。磁路中磁力线的分布见图9。

图9为，多极取向磁场的磁力线分布图。

图10为，以前传统的四极取向磁场的结构示意图。其中，4块产生磁场的永磁体41，它的磁化方向沿箭头所示，磁极N、S交替排列，磁体型腔42，由导磁模具钢构成的芯杆43，由无磁模具钢构成的模套44。

图11为，以前传统的多极取向磁场的结构示意图。12块产生磁场的永磁体51，它的磁化方向沿箭头所示，磁极N、S交替排列，磁体型腔52，由导磁模具钢构成的芯杆53，由无磁模具钢构成的模套54。

具体实施方式

一、稀土类各向异性粘结磁体用粒料的制作

本实施例采用了HDDR氢处理各向异性钕铁硼磁粉作为原料磁粉，使用振动样品磁强计测量该磁粉的最大磁能积(BH)max＝36MGOe，内禀矫顽力Hcj＝12.5KOe。

实施例1-5

选用了三种牌号的尼龙12作为粘结剂单独或混合添加作为粘结剂，分别为尼龙A、尼龙B、尼龙C，特性见表一。

表一

实施例1-5的工艺条件的说明：

1、各向异性稀土磁粉含量：92％(重量比)

2、双螺杆挤出机的机筒温度：进料端170℃-出料端200℃

3、注射机料筒温度：200-260℃

4、注射模具温度：80℃

5、注射压力：1080kg/cm²

6、取向磁场：18kOe

7、样品尺寸：直径12mm厚度7mm圆片。

实施例1-5的数据见表二

表二

实施例	尼龙配比％(重量比)	熔融指数(270℃，5kg)(g/10min)	冲击强度J/m	磁能积MGOe	内禀矫顽力kOe
						实施例1	尼龙A 100％	105	45	11.5	11.1
实施例2	尼龙B 100％	170	37	11.7	11.2
						实施例3	尼龙C 100％	290	29	12.2	11.4
实施例4	尼龙C 50％尼龙A 50％	185	37	12.0	11.3
						实施例5	尼龙C 50％尼龙B 50％	230	33	12.2	11.3

实施例6-10

实施例6-10工艺条件的说明：

1、传统的抗氧剂加入方法：将抗氧剂粉末与磁粉和尼龙在高速混合机中机械混合。

2、传统的偶联剂加入方法：将偶联剂用溶剂稀释后与磁粉和尼龙的混合物在高速混合机中；在混合物温度60-80℃条件下机械中混合，边混合边脱除溶剂，直至溶剂完全脱出。

3、EBS量加入量：尼龙重量的0.1％

4、尼龙：磁粉重量的8％，尼龙C与尼龙B各占50％(重量比)

5、偶联剂量：磁粉重量的0.6％

6、注射机料筒温度：200-260℃。

实施例6-10的数据见表三

表三

实施例	真空干燥	EBS加入	高混氮气保护	挤出温度℃	熔融指数(270℃，5kg)(g/10min)	磁能积MGOe	内禀矫顽力kOe
								实施例6	是	是	是	210-230	242	12.9	11.5
实施例7	是	是	是	175-200	245	13.2	11.8
								实施例8	是	否	是	175-200	235	13.0	11.7
实施例9	是	是	否	175-200	243	12.6	11.3
								实施例10	否	是	是	175-200	225	12.4	11.1

二、注射成型稀土类各向异性辐射、多极取向环形磁体。

实施例11

辐射取向磁场成型的各向异性稀土类磁体。

使用通用的无电磁场装置的注射机，采用本发明的第一种取向磁场方法制作了磁场取向模具，实测辐射取向磁场达到14.5KOe。使用该模具注射成型了尺寸为φ22.6×φ18.6×6mm的辐射取向磁场成型的各向异性稀土类磁体。因为辐射取向成型的环形磁体是径向2极的，即内圆表面是N极；外圆表面是S极，或者内圆表面是S极；外圆表面是N极，而实际使用的磁体是多极的，本实施例采用了脉冲磁化电源配以多极磁化装置将注射成型的环形磁体磁化成了12极磁体，该磁环外圆表面磁通密度分布见图1，表面磁通密度的峰值为2500Gs。

实施例12

四极取向磁场成型的各向异性稀土类磁体。

使用通用的无电磁场装置的注射机，采用本发明的第二种取向磁场方法制作了磁场取向模具，实测辐射取向磁场达到9.0KOe。使用该模具注射成型了尺寸为φ36×φ28×25mm的四极取向磁场成型的各向异性稀土类磁体，使用外径4极脉冲磁化装置磁化后，实测表面磁通密度达到3100Gs，该磁环外圆表面磁通密度分布见附图2。

实施例13

四极取向磁场成型的各向异性稀土类磁体。

使用通用的无电磁场装置的注射机，采用本发明的第三种取向磁场方法制作了磁场取向模具，实测12极取向磁场达到9.3KOe。使用该模具注射成型了尺寸为φ22×φ15×25mm的12极取向磁场成型的各向异性稀土类磁体，使用外径12极脉冲磁化装置磁化后，实测表面磁通密度达到3200Gs，该磁环外圆表面磁通密度分布见附图3。

Claims (9)

1、注射成型稀土类径向磁环的制造方法，其特征在于，将经过偶联剂和抗氧剂包覆处理后的稀土磁粉在负压条件下搅拌干燥直至溶剂及所吸附气体完全脱出，与热塑性有机树脂粉末置于混合机中在惰性保护气氛下混合均匀，然后放入具有保护气氛的双螺杆挤出机内，将热塑性有机粘结剂与磁粉充份混炼、造粒，得到稀土类各向异性粘结磁体用粒料，将此粒料置于带有磁场模具的磁场注射机中制作成为沿径向取向的磁环，包括辐向磁环和多极磁环；

上述的稀土磁粉是指各向异性稀土永磁粉末，各向异性稀土永磁粉末包括以稀土元素R₁、Fe和B为成分的各向异性R₁FeB磁粉，以R₂、Fe和N为成分的R₂FeN各向异性磁粉，以是上述R₁FeB和R₂FeN两种磁粉的复合物；其中，R₁、R₂均为稀土元素，其中Nd、Pr为R₁的元素，其在全部R₁总量中所占原子比列为50～100at％；Sm为R₂的元素；

上述的磁场模具中具有由强磁性永磁体和导磁材料共同构成的取向磁场。

2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的稀土磁粉需先经表面包覆处理，工艺步骤为：

(1)用乙醇或异丙醇等有机溶剂将偶联剂稀释后加入到稀土磁粉中，搅拌至磁粉干燥，偶联剂使用量为所处理磁粉质量的0.1～1％；

(2)用二甲苯等溶剂将抗氧剂溶解稀释后加入到上述已包覆偶联剂的稀土磁粉中，搅拌至磁粉干燥，抗氧剂使用量为所处理磁粉质量的0.1～1％；

(3)将上述经偶联剂和抗氧剂包覆处理的稀土磁粉在温度为40-70℃，负压条件下继续搅拌干燥，直到使溶剂及所吸附气体完全脱出，有效地防止由于残余水分或气体所造成的造粒及注射成型过程中稀土磁粉的氧化行为；

所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂；抗氧剂为胺类抗氧剂、酚类抗氧剂、肼化合物。

3、按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所用有机树脂为热塑性树脂，热塑性树脂包括尼龙、PPS或橡胶有机树脂；使用单一的一种热塑性树脂，也可以通过复合使用两种或两种以上的有机树脂，并通过调节这两种或两种以上有机树脂的添加比例，达到调节粒料的流动性和机械强度之目的，本发明使用的主要是尼龙。

4、按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的保护气氛是指惰性保护气氛，所述的混炼、造粒是在150～330℃的温度、将处于熔化的热塑性有机树脂与磁粉充份混炼、造粒，制成粒料，热塑性有机树脂与稀土磁粉的混合比例为：热塑性有机树脂为6～10wt％，稀土磁粉为90～94wt％。

5、按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的将粒料置于带有磁场模具的磁场注射机中，是在有惰性气氛保护下，在150～350℃的温度、使热塑性有机树脂处于熔融的状态，在800～2000kg/cm²的压力条件下射入到施加磁场的模具成型腔内，在9～40kOe的永磁取向场作用下，将复合各向异性稀土永磁粉末颗粒充磁定向排布，定型后制成性能优异的径向取向磁环。

6、按照权利要求1所述方法，其特征在于，所述的取向磁场，以满足磁环的径向取向要求，采用永磁体提供取向磁场，形成辐射取向磁场、四极取向磁场或多极取向磁场。

7、按照权利要求6所述方法，其特征在于，所述的辐射取向磁场由两组磁化方向相斥排列的轴向取向永磁体和一组径向取向永磁体以及导磁材料组成的辐射取向场，多组永磁体的相互作用使磁力线聚集于工作气隙且呈辐射状分布，并减少了漏磁，使工作气隙获得了大于12kOe的磁场。

8、按照权利要求6所述方法，其特征在于，所述的四极取向磁场由八组两极取向的永磁体、4组导磁极靴、非导磁材料及导磁芯柱组成的四极取向磁场，与导磁极靴相邻的2组烧结稀土磁体按磁化方向相斥排列，与导磁极靴共同组成4个磁极，相临两个导磁靴之间的两组永磁体形成闭合回路，并辅以导磁芯柱，多组永磁体的相互作用使磁力线聚集于工作气隙且呈四极分布，并减少了漏磁，使工作气隙获得了大于9kOe的磁场。

9、按照权利要求6所述方法，其特征在于，所述的多极取向磁场由2N组两极取向的永磁体、2N组径向取向的永磁体、2N组导磁材料极靴、导磁芯柱以及非导磁材料组成的多极取向磁场，与导磁材料相邻的永磁体均按磁化方向相斥排列，多组永磁体的相互作用使磁力线聚集于工作气隙且呈多极分布，并减少了漏磁，使工作气隙获得了大于12kOe的磁场，N为≥2的整数。

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