CN101866733B - 一种弹性粘结型钕铁硼磁性材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种弹性粘结型钕铁硼磁性材料，其是由下述步骤制造的：配料：原料由下述组分组成：10-95重量份的钕铁硼磁粉；1-50重量份的铁氧体磁粉，其选自锶铁氧体和/或钡铁氧体；2-20重量份的粘结剂，其选自CPE塑料、PE塑料，NBR橡胶中的至少一种；0.1-3重量份的偶联剂，0.2-3重量份的增塑剂；以及0.1-3重量份的粘合剂，其中配料时，先将钕铁硼磁粉经过40目或更大目数的筛选，接着将所述筛选后的钕铁硼磁粉与偶联剂共混，使偶联剂完全浸渍到金属磁粉中，然后再加入其他原料；以及将配好的粉料经过混合物炼制、压延、热处理、成型，即得弹性粘结型钕铁硼磁性材料。本发明还公开了该弹性粘结型钕铁硼磁性材料的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种钕铁硼磁性材料及其制造方法，尤其涉及一种弹性粘结型钕铁硼磁性材料及其制造方法。
背景技术
自从日本大同电子公司于2002年向市场推出了NF系列NdFeB橡胶磁体后，该类磁体很快就以优异的柔软性、弯曲性、耐寒性和耐热性而享誉市场，并开始广泛用于音响上的DC马达，超小直径马达、CD、DVD-ROM、DC无刷风扇马达、薄型平板扬声器中以及在苛刻条件下使用的磁体。近年来，NdFeB粘结磁体的总产值已高达约2亿美元，而且，随着橡胶NdFeB永磁体的问世、成本的降低，粘结NdFeB的市场增长率将会越来越高。
目前磁性材料的磁性能在粘结体系内只有铁氧体和NdFeB，传统的粘结型铁氧体的(BH)m≤1.6MGOe，而传统的粘结钕铁硼的(BH)m≥3.6MGOe，介于两者之间的性能是没有的；而且粘结NdFeB的材料成本远远大于粘结铁氧体，这样微特电机的设计者们，在材料选择和成本控制方面就受到限制。因此，需要一种改进的粘结型磁性材料来填补铁氧体与钕铁硼之间的性能真空带，并为微特电机的设计提供新的思路。
此外，目前制造粘结型NdFeB磁性材料的方法中，钕铁硼磁粉易发生氧化；而且，现有工艺中的炼制温度高也加快了钕铁硼磁粉的氧化，而氧化会不利于粘结型NdFeB磁性材料的磁特性的控制。为了解决此问题，有人提出添加抗氧化剂，也有人提出用偶联剂浸渍钕铁硼磁粉来防止其氧化，但是这些方法都未能完全解决氧化问题，如偶联剂无法形成完全浸渍的效果，不能形成均匀的涂敷层而导致防氧化效果不佳。
发明内容
本发明的发明人通过将钕铁硼磁粉等金属磁粉经过40目(或更大目数)的筛选，从而对钕铁硼磁粉等金属磁粉的粒度精心控制，增大了其比表面积，使偶联剂更加均匀地分散在钕铁硼磁粉等金属磁粉的表面上，浸渍效果极佳，从而得到了一种磁特性易受控制的弹性粘结型钕铁硼磁性材料。
本发明的一个目的是提供一种弹性粘结型钕铁硼磁性材料。
本发明提供的弹性粘结型钕铁硼磁性材料是由下述步骤制造的：配料：原料由下述组分组成：10-95重量份的钕铁硼磁粉；1-50重量份的铁氧体磁粉；3-20重量份的粘结剂；0.1-3重量份的偶联剂，0.2-3重量份的增塑剂；以及0.1-3重量份的粘合剂，其中配料时，先将钕铁硼磁粉经过40目或更大目数的筛选，接着将所述筛选后的钕铁硼磁粉与偶联剂共混，使偶联剂完全浸渍到钕铁硼磁粉中，然后再加入其他原料；以及将配好的粉料经过混合物炼制、压延、热处理、成型，即得弹性粘结型钕铁硼磁性材料。
本发明的另一个目的是提供一种弹性粘结型钕铁硼磁性材料的制造方法。
本发明提供的弹性钕铁硼粘结型磁性材料的制造方法包括以下步骤：
配料：原料由下述组分组成：10-95重量份的钕铁硼磁粉；1-50重量份的铁氧体磁粉；2-20重量份的粘结剂；0.1-3重量份的偶联剂，0.2-3重量份的增塑剂；以及0.1-3重量份的粘合剂，其中配料时，先将钕铁硼磁粉经过40目或更大目数的筛选，接着将所述筛选后的钕铁硼磁粉与偶联剂共混，使偶联剂完全浸渍到钕铁硼磁粉中，然后再加入其他原料；以及将配好的粉料经过混合物炼制、压延、热处理、成型，即得弹性粘结型钕铁硼磁性材料。
本发明提供的方法中，所述原料中的10％-90％的钕铁硼磁粉还可以被选自钕铁氮、钐钴、铝镍钴中的一种或多种替换，以达到改善磁体磁性能，调整材料物化特性的效果。
所述铁氧体磁粉选自锶铁氧体和/或钡铁氧体；所述粘结剂选自CPE塑料、PE塑料，NBR橡胶及T.P.E中的至少一种。
本发明中使用的偶联剂、增塑剂和粘合剂可以是本领域中常用的偶联剂、增塑剂和粘合剂，如偶联剂可以选用硅烷偶联剂、钛酯偶联剂、铝酯偶联剂中的任意一种；增塑剂可以选用邻苯二甲酸盐类、环氧类、复合型的硬脂酸盐类中的任意一种；粘合剂可以选用树脂类粘合剂。
优选地，在所述混合物炼制步骤中，炼制方式是开炼方式或密炼方式，炼制步骤分成熔炼和炼胶两个工步，熔炼工步温度是80℃-140℃，熔炼10-45分钟；炼胶工步温度40℃-70℃，炼胶厚度为1mm-5mm。
所述压延步骤分粗压和精压两个工步。
优选地，在所述压延步骤中，压延温度是25℃-60℃。
优选地，在所述热处理步骤中，热处理温度是30℃-60℃，进行热处理至少30分钟，优选30分钟-2小时。
优选地，在热处理过的材料自然冷却之后，在成型机上成型。
本发明提供的方法在配料时先将钕铁硼磁粉等金属磁粉经过40目或更大目数的筛选，然后再用筛选后的钕铁硼磁粉等金属磁粉与偶联剂共混，通过筛分使钕铁硼磁粉等金属磁粉的粒度得到控制，从而使偶联剂能够完全浸渍到钕铁硼磁粉等金属磁粉，从而在钕铁硼磁粉等金属磁粉的表面形成一层均匀的涂敷层，之后再进行炼制，这样可以在炼制过程中防止钕铁硼磁粉等金属磁粉氧化，并且增强了钕铁硼磁粉等金属磁粉与粘结剂的结合强度。
本发明方法中的炼制温度设定在80℃-140℃，比传统的炼制温度要低20℃左右，这样可以进一步防止钕铁硼磁粉等金属磁粉氧化，从而比传统的易于出现氧化现象的制造工艺更有利于控制所制造的磁性材料的磁特性。
此外，与传统的制造工艺相比，本发明的粘结型磁性材料的制造方法使用橡胶和塑料等粘结剂将钕铁硼磁粉等金属磁粉在压力和剪切等作用下实现二次包裹，从而可以制成具有一定韧性，可以弯曲变形，以及能够适应不同使用环境的弹性钕铁硼制品，并且性能涵盖了粘结铁氧体和粘结钕铁硼之间的性能空位，即本发明的磁性材料的磁能积(BH)m能达到1.5-6.2MGOe，从而填补了铁氧体与钕铁硼之间的性能真空带，并为微特电机的设计提供了新的思路。因此，本发明制得的弹性粘结型钕铁硼磁性材料正是目前市场需求的粘结型磁性材料，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
以下各实施例中用到的物质，如果未具体说明，都可以从市场上购得。
实施例1：
先将经过了40目以上目数的筛子筛选的500克的钕铁硼磁粉(市购)与8克的偶联剂(NDZ-105)混合，使偶联剂完全浸渍钕铁硼磁粉，然后再加入30克的锶铁氧体磁粉(北矿4D磁粉)、60克的CPE塑料(星火130)、7克的增塑剂(环氧大豆油，市购)和5克的粘合剂(市购)，配好的粉料在开炼机中熔炼30分钟左右，当辊筒温度下降到40℃-70℃时，进行炼胶工步，当炼胶胶片温度下降到室温时进行压延，先进行粗压，接着再进行精压，精压(即精整)的辊温控制在室温，精压厚度控制在2.1mm左右，表面平整光滑，然后在30℃下进行热处理2小时，接着冷却到室温，成型即得。
将所得到的磁性材料切割成20mm×10mm×2.1mm，三片叠起测试磁性能：剩余磁感应强度Br、磁感矫顽力Hcb、内禀矫顽力Hcj、最大磁能积(BH)max，结果具体为：Br＝3500Gs左右、Hcb＝2500Oe左右、Hcj＝6000Oe左右、(BH)max＝1.7MGOe左右。
实施例2：
先将经过了40目以上目数的筛子筛选的300克的钕铁硼磁粉与2克的偶联剂混合，使偶联剂完全浸渍钕铁硼磁粉，然后再加入10克的钡铁氧体磁粉、25克的PE塑料、3克的增塑剂、3克的粘合剂以及前述物质总重量的50％的回收料，将配好的粉料在开炼机中熔炼30分钟左右，当辊筒温度下降到40℃-70℃时，进行炼胶工步，当炼胶胶片温度下降到室温时进行压延，先进行粗压，接着再进行精压，精压的辊温控制在室温，精压厚度控制在2.1mm左右，表面平整光滑，然后在30℃下进行热处理2小时。接着，冷却到室温，成型即得。
将所得到的磁性材料切割成20mm×10mm×2.1mm，三片叠起测试磁性能，结果具体为：Br＝3000Gs以上、Hcb＝2000Oe以上、Hcj＝5000Oe以上、(BH)max＝1.5MGOe以上。
实施例3：
先将经过了40目以上目数的筛子筛选的300克的钕铁硼磁粉和100克的钕铁氮磁粉与5克的偶联剂混合，使偶联剂完全浸渍钕铁硼磁粉和钕铁氮磁粉，然后再加入50克的锶铁氧体磁粉、50克的CPE塑料、5克的增塑剂和3克的粘合剂，将配好的粉料在开炼机中熔炼30分钟左右，当辊筒温度下降到40℃-70℃时，进行炼胶工步，当炼胶胶片温度下降到室温时进行压延，先进行粗压，接着再进行精压，精压的辊温控制在室温，精压厚度控制在2.1mm左右，表面平整光滑，然后在30℃下进行热处理2小时，接着冷却到室温，成型即得。
将所得到的磁性材料切割成20mm×10mm×2.1mm，三片叠起测试磁性能，结果具体为：Br＝3300Gs左右、Hcb＝2500Oe左右、Hcj＝4000Oe左右、(BH)max＝1.7MGOe左右。
上面已经通过优选的实施例描述了本发明，但是，应该理解这些优选的实施例并非用于限定本发明的保护范围。相反，在本发明的主旨和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在由所附权利要求限定的本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种弹性粘结型钕铁硼磁性材料，其是由下述步骤制造的：
配料：原料由下述组分组成：10-95重量份的钕铁硼磁粉；1-50重量份的铁氧体磁粉；2-20重量份的粘结剂；0.1-3重量份的偶联剂，0.2-3重量份的增塑剂；以及0.1-3重量份的树脂类粘合剂，其中配料时，先将钕铁硼磁粉经过40目或更大目数的筛选，接着将所述筛选后的钕铁硼磁粉与偶联剂共混，使偶联剂完全浸渍到所述钕铁硼磁粉中，然后再加入其他原料；以及
将配好的粉料经过混合物炼制、压延、热处理、成型，即得弹性粘结型钕铁硼磁性材料；
其中所述粘结剂选自CPE塑料、PE塑料，NBR橡胶中的至少一种；
在所述混合物炼制步骤中，炼制方式是开炼方式或密炼方式，所述炼制步骤包括熔炼和炼胶，熔炼温度是80℃-140℃，熔炼10-45分钟，炼胶温度为40℃-70℃，炼胶厚度为1mm-5mm。
2.一种弹性粘结型钕铁硼磁性材料的制造方法，其包括以下步骤：
配料：原料由下述组分组成：10-95重量份的钕铁硼磁粉；1-50重量份的铁氧体磁粉；2-20重量份的粘结剂；0.1-3重量份的偶联剂，0.2-3重量份的增塑剂；以及0.1-3重量份的树脂类粘合剂，其中配料时，先将钕铁硼磁粉经过40目或更大目数的筛选，接着将所述筛选后的钕铁硼磁粉与偶联剂共混，使偶联剂完全浸渍到所述钕铁硼磁粉中，然后再加入其他原料；以及
将配好的粉料经过混合物炼制、压延、热处理、成型，即得弹性粘结型钕铁硼磁性材料；
其中所述粘结剂选自CPE塑料、PE塑料，NBR橡胶中的至少一种；
在所述混合物炼制步骤中，炼制方式是开炼方式或密炼方式，所述炼制步骤包括熔炼和炼胶，熔炼温度是80℃-140℃，熔炼10-45分钟，炼胶温度为40℃-70℃，炼胶厚度为1mm-5mm。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述原料中的10％-90％的钕铁硼磁粉被选自钕铁氮、钐钴、铝镍钴中的一种或多种替换。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述铁氧体磁粉选自锶铁氧体和/或钡铁氧体。
5.根据权利要求2所述的方法，其中在所述压延步骤中，压延温度是25℃-60℃。
6.根据权利要求2所述的方法，其中在所述热处理步骤中，热处理温度是30℃-60℃，进行热处理至少30分钟。
7.根据权利要求2所述的方法，其中在所述成型步骤中，在热处理过的材料自然冷却之后，在成型机上成型。
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