CN102005278B - 一种微型粘结永磁体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种微型粘结永磁体及其制备方法，是由一次成型的圆筒形磁体压坯和磁体压坯表面的防腐蚀涂层构成的圆筒形，所述圆筒形磁体压坯的圆筒内径为0.2~1.2mm、圆筒外径为0.8~3.8mm、高度为0.3~10mm，所述防腐蚀涂层的厚度为0.1~25μm，本发明的最大磁能积(BH)max可达76~216kJ/m3。与现有微型粘结永磁体比较其磁性能大大提高，尺寸大大缩小，精度远高于现有磁体，经实验能够满足数码相机/摄像机的轻型、薄型化的最新需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种微型粘结永磁体及其制备方法。 尤其涉及一种用于数码相机/摄像机的快门电机、自动变焦电机等精密微型电机中使用的粘结永磁体及其制备方法。
背景技术
随着某些终端产品如数码相机/摄像机的轻型、薄型化发展，对微型磁体的磁性能和精度的要求越来越高，对微型磁体尺寸的要求则越来越小。现有制备微型粘结永磁体的方法之一是注射成型法，这种注射成型法中粘结剂的填充量达15wt%以上，造成磁体磁性能偏低，其最大磁能积(BH)max仅有48~72kJ/m3，而且注射时需留有浇道口，影响磁体的尺寸精度；还有一种是模压方法，模压方法对于孔径≤1.2mm的微孔粉冶金制品的模压成型时，通常要进行二次加工，其尺寸精度、同心度和一致性难以保证，一次冲压则粉末极易粘附在成型模冲内孔上，当粉末堵塞模冲后，再次进行冲压即会导致模具损坏；因此现有模压方法制备的微型粘结永磁体的尺寸均较大，精度也不高。现有在磁体表面涂防腐蚀涂层是采用喷涂或电泳方法，喷涂方法较麻烦，电泳方法会造成圆筒内孔堵塞，因此现有方法制备的微型粘结永磁体均无法满足数码相机/摄像机的快门电机、自动变焦电机等精密微型电机中使用的粘结永磁体的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微型粘结永磁体及其制备方法，以实现磁体的尺寸更小、精度更高，并具有很高的磁性能，以满足轻型、薄型化数码相机/摄像机等对微型磁体的磁性能和尺寸及精度的要求。
本发明的微型粘结永磁体，是由一次成型的圆筒形磁体压坯和磁体压坯表面的防腐蚀涂层构成的圆筒形，所述圆筒形磁体压坯的圆筒内径为0.2~1.2mm、圆筒外径为0.8~3.8mm、高度为0.3~10mm，所述防腐蚀涂层的厚度为0.1~25μm，磁体的最大磁能积(BH)max为76~216kJ/m3。
所述圆筒外径和圆筒内径的公差为±0.01mm，圆筒高度的公差为±0.03mm；所述圆筒外径和圆筒内径的圆度小于0.01mm，同轴度小于0.02mm。
本发明的微型粘结永磁体的制备方法，包括以下步骤：
（1）将原料永磁性粉末、粘结剂、防氧化剂、润滑剂均匀混合，原料中各组分的重量百分比为：永磁性粉末95~99，粘结剂0.8~4.8，防氧化剂0.1~2，润滑剂0.1~1.5；将混合原料装入成型模具内，成型模具的精度≤0.1μm，模具定位精度≤0.2μm，填料时芯棒振动频率为1-8次/秒，送料时抖动频率为4-20次/秒，采取2-6次送料，，在700~1800MPa的压力下一次压制成生压坯，生压坯用机械手取出；
（2）将生压坯放入干燥箱在120~220℃下固化5~90分钟制成熟压坯；
（3）将熟压坯放入表面处理设备中，采用真空沉积法或滚涂法在磁体表面涂上防腐蚀涂层。
所述粉末冶金一次成型模冲防堵塞装置本申请人已另申请专利，参见ZL200820159522.6。
所述模具为无磁硬质合金，需要外加磁场使磁粉充分取向。
所述永磁性粉末是钕铁硼磁粉、钕铁氮磁粉、钐钴磁粉中的一种或几种的混合物。
所述防氧化剂为受阻酚类、仲芳胺类、有机亚磷酸酯、酞麟类防氧化剂的一种或几种的混合物。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或二硫化钼的一种或几种的混合物。
所述粘结剂为现有技术中的热固性环氧树脂、聚酯树脂或酚醛树脂的一种或几种的混合物。
所述防腐蚀涂层为高分子聚合物，所述高分子聚合物为聚对二甲苯、丙烯酸树脂、环氧树脂或酚醛树脂中的一种或几种的混合物。
本发明在原料配方中加入防氧化剂和润滑剂，加入防氧化剂可大幅度减少在固化处理时由于磁粉氧化导致的磁性能损失，加入润滑剂可以提高成型磁体密度并减少脱模阻力，使磁体的磁性能更高，脱模更加容易；成型时，采用模冲防堵塞技术实现了小尺寸磁体的一次冲压成型；又通过高精度模具、芯棒振动填料、高频抖动多次送料和机械手拿取压坯等方法，实现了理想的尺寸精度和同心度、圆度形位公差及产品的一致性；又通过真空沉积法或滚涂法在磁体表面涂上防腐蚀涂层，实现了操作简单，不会堵塞，使产品耐湿热和耐溶剂性良好，与现有磁体比较其磁性能大大提高；尺寸大大缩小，尺寸精度远高于现有磁体，并提高了磁体的抗腐蚀性，能够满足某些终端产品如数码相机/摄像机的轻型、薄型化的最新需求。
附图说明
图1为磁体结构示意图；
图2为图1的A-A剖示图。
具体实施方式
实施例1：数码相机快门电机用磁体
参照附图：本实施例的数码相机快门电机用磁体要求的形状为圆筒形，它由圆筒形磁体压坯1和磁体压坯外面的防腐蚀涂层2构成，圆筒形中间空筒的内径d为Φ0.4mm，圆筒外径D为Φ2.1mm，高度H为2.5mm，最大磁能积(BH)max 192~200kJ/m3。
磁粉原料选用MQA-38-14各向异性钕铁硼磁粉，粘结剂选用CYD-010环氧树脂，防氧化剂选用酚类1010抗氧剂，润滑剂选用二硫化钼。
制备方法为：
（1）按照磁粉97.4wt%，粘结剂2.1wt%，防氧化剂0.2wt%，润滑剂0.3wt%配料，并将以上四种组份混合均匀；
（2）将混合粉末放入带有一次成型模冲防堵塞装置的圆筒形无磁硬质合金模具内，所选用模具的规格是控制生压坯的圆筒外径D为Φ2.1mm，内径d为Φ0.4mm，高度H为2.5mm，在1600MPa的压力下模压成型，同时施加4Telsa的取向磁场使磁粉充分取向，成型模具精度为≤0.1μm，模具定位精度为≤0.2μm，填料时芯棒振动频率为2-3次/秒，送料时抖动频率为8-9次/秒，采取2次送料，制成生压坯1，生压坯使用机械手取出；
（3）将生压坯1置于真空干燥箱内，在真空度达到小于-0.08MPa后加温到180℃，固化80分钟制成熟压坯1，熟压坯1磁性能为最大磁能积(BH)max192~200kJ/m3，
（4）将熟压坯1放入滚涂机内，加温到160℃，开始滚涂环氧树脂涂料，待涂覆于熟压坯1上涂料层2厚度达到15~18μm即为成品。
通过以上方法制备的数码相机快门电机用磁体，经测量的技术参数；外径D为Φ2.1mm，公差为±0.01mm，内径d为Φ0.4mm，公差为±0.01mm，高度H为2.5mm，公差为±0.02mm，外径和内径圆度均小于0.010mm，同轴度小于0.020mm，最大磁能积(BH)max 192~200kJ/m3。
经实验本实施例可满足轻型、薄型化的数码相机快门电机对高磁性能及高精度粘结永磁体的要求。
实施例2：数码摄像机自动变焦电机用磁体
磁粉原料选用MQP-B+各向同性钕铁硼磁粉，粘结剂选用2402#酚醛树脂，防氧化剂选用硫代二丙酸二月桂酯，润滑剂选用硬脂酸锌。
制备方法为：
（1）按照磁粉96.8wt%，粘结剂2.4wt%，防氧化剂0.6wt%，润滑剂0.2wt%配料，并将以上四种组份混合均匀；
（2）将混合物放入圆筒形磁体压坯的模具内，本实施例的模具为硬质合金模具，所选用模具的规格是控制生压坯的圆筒外径D为Φ3.5mm，内径d为Φ0.9mm，高度H为6.2mm，在1000MPa的压力下成型，制成生压坯1，成型模具精度为≤0.1μm，模具定位精度为≤0.2μm，填料时芯棒振动频率为4-5次/秒，送料时抖动频率为14-15次/秒，采取4次送料，压坯用机械手取出；
（3）将生压坯1置于干燥箱内，在180℃下固化50分钟制成熟压坯1，熟压坯1磁性能为最大磁能积(BH)max80~84kJ/m3；
（4）将熟压坯1放入真空沉积室内，保持真空度小于-0.1MPa，温度200℃，开始投入聚对二甲苯涂料，待涂覆于熟压坯1上涂料层2厚度达到1.0~2.0μm即可。
通过以上方法制备的微型粘结永磁体，经测量的技术参数为：外径D为Φ3.5mm，公差为±0.01mm，内径d为Φ0.9mm，公差为±0.01mm，高度H为6.2mm，公差为±0.03mm，外径和内径圆度均小于0.01mm，同轴度小于0.015mm，最大磁能积(BH)max80-84kJ/m3。经实验可满足数码摄像机自动变焦电机要求。
Claims (6)
1.一种圆筒形微型粘结永磁体的制备方法，所述圆筒形微型粘结永磁体是由圆筒形磁体压坯和磁体压坯表面的防腐蚀涂层构成，所述圆筒形磁体压坯的圆筒内径为0.2~1.2mm、圆筒外径为0.8~3.8mm、高度为0.3~10mm，所述圆筒外径和圆筒内径的公差为±0.01mm，圆筒高度的公差为±0.03mm，圆筒外径和圆筒内径的圆度小于0.01mm，同轴度小于0.02mm；磁体的最大磁能积(BH)max达76~216kJ/m3，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将原料永磁性粉末、粘结剂、防氧化剂、润滑剂均匀混合，原料中各组分的重量百分比为：永磁性粉末95~99%，粘结剂0.8~4.8%，防氧化剂0.1~2%，润滑剂0.1~1.5%；将混合原料装入成型模具内，成型模具的精度≤0.1μm，模具定位精度≤0.2μm，填料时芯棒振动频率为1-8次/秒，送料时抖动频率为4-20次/秒，采取2-6次送料，在700~1800MPa的压力下一次压制成生压坯，生压坯用机械手取出；
（2）将生压坯放入干燥箱在120~220℃下固化5~90分钟制成熟压坯；
（3）将熟压坯放入表面处理设备中，采用真空沉积法或滚涂法在磁体表面涂上防腐蚀涂层。
2.根据权利要求1所述的一种微型粘结永磁体的制备方法，其特征在于，所述防腐蚀涂层的厚度为0.1~25μm。
3.根据权利要求1所述的一种微型粘结永磁体的制备方法，其特征在于，所述模具为无磁硬质合金，需要外加磁场使磁粉充分取向。
4.根据权利要求3所述的一种微型粘结永磁体的制备方法，其特征在于，所述永磁性粉末是钕铁硼磁粉、钕铁氮磁粉、钐钴磁粉中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求3所述的一种微型粘结永磁体的制备方法，其特征在于，所述防氧化剂为受阻酚类、仲芳胺类、有机亚磷酸酯的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求3所述的一种微型粘结永磁体的制备方法，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或二硫化钼的一种或几种的混合物。
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