CN101937769B - 一种各向异性无粘结剂钕铁硼磁体的高速压制成形方法 - Google Patents
一种各向异性无粘结剂钕铁硼磁体的高速压制成形方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种各向异性无粘结剂钕铁硼磁体的高速压制成形方法，其步骤及工艺条件如下：(1)模壁润滑；(2)将磁粉填充于模具型腔，再放在磁场强度为1.0～1.5T，频率为0.02～0.1赫兹的脉冲磁场中取向，同时施加20～30MPa的压力预压；(3)将模具加热至130～150℃后高速压制成形，压制速度为10～17m/s。本发明实现了低成本短流程近净成形，工艺简单，实用性好，成本低；制得的钕铁硼磁体与粘结磁体相比其生坯密度提高了0.43～0.93g/cm3，剩磁提高了0.2～0.54T，最大磁能积提高了20～60kJ/m3，矫顽力Hcb提高了73～348kA/m，Hci提高了80～387kA/m。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域，具体是指一种各向异性无粘结剂钕铁硼磁体的高速压制成形方法。
背景技术
永磁材料的生产和开发应用程度是现代国家经济发展程度的标志之一。以钕铁硼为代表的稀土永磁材料是磁性能最高、应用最广、发展速度最快的新一代永磁材料。有“磁王”之称的钕铁硼永磁材料具有非常高的饱和磁化强度、各向异性和矫顽力，广泛应用于电子信息、机电、仪表及家用电器等领域，已经成为高新技术的基础材料。目前钕铁硼永磁材料成形主要有两种形式，即烧结钕铁硼磁体和粘结钕铁硼磁体。烧结钕铁硼磁体成型性差，生产工艺较为复杂，特别是加工难度大，成本也较高。而粘结钕铁硼磁体是将钕铁硼粉末与粘结剂和其它添加剂按一定比例均匀混合，然后再压制成形。由这些非磁性试剂的加入势必会降低磁体的密度(一般相当于该磁粉的致密材料密度的50％～80％)，而密度的降低又将降低磁体的磁性能，导致其无法应用于对磁性要求较高的领域。如何得到密度更高，性能更好的钕铁硼永磁材料一直是研究的热点。而目前不添加粘结剂直接成形铁硼磁磁体还未见报道。
粉末高速压制技术是瑞典的
AB公司在2001年基于Hydro-pulsor公司生产的高速压制成形机而推介的一项新技术。基本原理是通过运动的锤头冲击上模冲，在瞬间产生强烈的应力波，在0.02s内将冲击能量传递给粉末进行致密化。由于粉末高速压制技术具有高密度、高力学性能、低弹性后效、低脱模力、低成本、高效率成形大型零件等优点，该技术在铁制品生产中获得广泛应用。目前，国内外对高速压制技术的研究有许多进展，但是这种技术主要应用于钢铁基、钛基、铜基等结构材料成形，而对于永磁材料的成形未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种各向异性无粘结剂钕铁硼磁体的高速压制成形方法。
本发明的目的通过采取下述措施实现：
一种各向异性无粘结剂钕铁硼磁体的高速压制成形方法，包括模壁润滑、温高速压制，其特征在于：该成形方法还包括磁场取向、预压，其步骤及其工艺条件如下：
(1)选择熔点在150℃以上的润滑剂，对模具型腔内壁进行模壁润滑；
(2)将各向异性钕铁硼磁粉填充于模具型腔，再将装有磁粉的模具放在取向磁场中进行取向，并在取向的同时采用液压机预压；
所述取向磁场为脉冲磁场，磁场强度为1.0～1.5T，频率为0.02～0.1赫兹；
所述预压压力为20～30MPa；
(3)将模具加热至130～150℃后，进行高速压制成形，压制速度为10～17m/s。
所述各向异性钕铁硼磁粉末粒度＜200μm。
所述模壁润滑剂选用硬脂酸锂酒精悬浮液。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、通常粘结磁体中需要添加占磁粉质量分数2％～20％的粘结剂、偶联剂，而本发明无需添加，可直接成形，从而避免了因粘结剂的添加而对磁性材料密度造成的影响，同时对环境友好无污染。
2、本发明制得的各向异性钕铁硼磁体与粘结磁体相比，提高了磁体的密度和磁性能，其生坯密度提高了0.43～0.93g/cm3，剩磁提高了0.2～0.54T，最大磁能积提高了20～60kJ/m3，矫顽力Hcb提高了73～348kA/m，Hci提高了80～387kA/m，扩大了其应用领域，可应用于对磁性能要求更高的产品，如微型电机等，因而大大扩大了其应用领域。
3、本发明实现了低成本短流程生产高密度、高性能钕铁硼磁体的近净成形，工艺简单，实用性好，成本低。
具体实施方式
下面结合实施例进一步详细描述本发明，但本发明实施方式不限于此。
实施例1
一种各向异性无粘结剂钕铁硼磁体的高速压制成形方法可以采用市售的各向异性钕铁硼粉末，优选粒度＜200μm，成形步骤及其工艺条件如下：
(1)用硬脂酸锂酒精悬浮液作为模壁润滑剂，对模具型腔内壁进行模壁润滑；
(2)将各向异性钕铁硼磁粉填充于模具型腔，再将装入上述磁粉的模具放在型号为NS3000的脉冲磁场取向机的取向台上进行取向，磁场强度为1.0T，频率为0.1赫兹；并在取向的同时采用YAW4106液压机预压，预压压力为20MPa，保压时间20s；
(3)将模具加热至130℃后，用中国专利201020027160.2公开的一种温粉末高速压制成形装置进行高速压制成形，压制速度为10m/s。
制得的各向异性钕铁硼磁体主要性能如下：生坯密度为6.43g/cm3，剩磁Br为0.81T，最大磁能积(BH)max为103kJ/m3，矫顽力Hcb为510kA/m，Hci为823kA/m。与温压成形的粘结磁体相比，生坯密度提高了0.43g/cm3，剩磁提高了0.2T，最大磁能积提高了20kJ/m3，矫顽力Hcb提高了73kA/m，Hci提高了80kA/m。
实施例2
一种各向异性无粘结剂钕铁硼磁体的高速压制成形方法可以采用市售的各向异性钕铁硼粉末，优选粒度＜200μm。成形步骤及其工艺条件如下：
(1)用硬脂酸锂酒精悬浮液作为模壁润滑剂，对模具型腔内壁进行模壁润滑；
(2)将各向异性钕铁硼磁粉填充于模具型腔，再将装入上述磁粉的模具放在型号为NS3000的脉冲磁场取向机的取向台上进行取向，磁场强度为1.5T，频率为0.02赫兹，并在取向的同时采用YAW4106液压机预压；预压压力为30MPa，保压时间20s；
(3)将模具加热至150℃后，用中国专利201020027160.2公开的一种温粉末高速压制成形装置进行高速压制成形，压制速度为17m/s。
制得的各向异性钕铁硼磁体主要性能如下：生坯密度为6.93g/cm3，剩磁Br为1.15T，最大磁能积(BH)max为143kJ/m3，矫顽力Hcb为785kA/m，Hci为1130kA/m。与温压成形的粘结磁体相比，生坯密度提高了0.93g/cm3，剩磁提高了0.54T，最大磁能积提高了60kJ/m3，矫顽力Hcb提高了348kA/m，Hci提高了387kA/m。
Claims (1)
1.一种各向异性无粘结剂钕铁硼磁体的高速压制成形方法，包括模壁润滑、温粉末高速压制，其特征在于：该成形方法还包括磁场取向、预压，其步骤及其工艺条件如下：
（1）选择熔点在150℃以上的润滑剂，对模具型腔内壁进行模壁润滑，模壁润滑剂选用硬脂酸锂酒精悬浮液；
（2）将各向异性钕铁硼磁粉填充于模具型腔，再将装有磁粉的模具放在取向磁场中进行取向，并在取向的同时采用液压机预压，其各向异性钕铁硼磁粉末粒度＜200μm；
所述取向磁场为脉冲磁场，磁场强度为1.0～1.5T，频率为0.02～0.1赫兹；
预压压力为20～30MPa；
（3）将模具加热至130～150℃后，进行高速压制成形，压制速度为10～17m/s。
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