CN102982995A - 一种粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺 - Google Patents

一种粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺 Download PDF

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曹二斌
周飞
彭锦波
张刚
刘坤
孙友元
赵彦
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Abstract

本发明公开了一种粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺，为了解决现有的电加热固化工艺效率低，耗能高的问题，所述微波固化工艺包括如下步骤：1）将粘结钕铁硼磁体生坯放置于陶瓷基板上，并放入微波窑炉内；2）开启微波窑炉的排气系统，以15℃/min~20℃/min的加热速度升温至135℃~145℃，然后保温10min~15min；3）保温结束后关闭排气系统，取出粘结钕铁硼磁体。本发明固化时间短、能耗低、固化变形率小、产品质量均匀，且较大幅度地提高了粘结钕铁硼的固化强度和产量。

Description

一种粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺
技术领域
本发明涉及粘结钕铁硼磁体的固化领域，具体为一种粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺。
背景技术
加热固化是粘结钕铁硼磁体的重要生产环节，现有技术主要是在电热鼓风干燥箱或远红外干燥箱中，经特定的升温、保温工艺，将磁体加热固化并获得所要求的力学强度，最高固化温度通常在180℃以上，电炉热固化周期为2小时左右。现有固化工艺的不足是产量小、周期长，固化后钕铁硼磁体的机械强度不高，且固化变形问题较为严重，已不能适应大规模生产的需要。
发明内容
为了克服现有的电加热固化工艺效率低，耗能高的不足，本发明旨在提供一种粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺，该微波固化工艺可缩短固化时间、降低能耗、降低固化变形率，较大幅度地提高粘结钕铁硼的固化强度和产量。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺，其特点是，包括如下步骤：
1）将粘结钕铁硼磁体生坯放置于陶瓷基板上，并放入微波窑炉内；
2）开启微波窑炉的排气系统，以15℃/min~20℃/min的加热速度升温至135℃~145℃，然后保温10min~15min；
3）保温结束后关闭排气系统，取出粘结钕铁硼磁体。
以下为本发明优选的技术方案：
粘结剂的添加量，一方面要满足固化强度，一方面添加量的多少对钕铁硼基体的磁性能会产生影响,因为粘结剂是非磁性的，本发明经过长期大量的试验，得出所述粘结钕铁硼磁体采用钕铁硼磁粉与粘结剂按质量比为1：2%~3%混合而成，所述粘结剂为环氧树脂、酚醛、聚氟树脂和醛酮树脂中的一种或几种。
为了调节钕铁硼磁体的磁性能，所述粘结钕铁硼磁体内添加有金属填料，其中粘结钕铁硼磁体与金属填料的质量比:1：0.0095%~0.0105%，所述金属填料为Cu、Al、Fe和铁氧体材料粉末颗粒中的一种或几种。
本发明所述微波窑炉的结构为，包括设在炉体两侧的微波源，包绕在炉体外的冷却夹层，炉体上端设有与炉腔连通的排气系统，炉体下端设有与炉腔连通的进气管，该进气管另一端设有多个气氛入口，各气氛入口分别与不同的气氛供给装置对应相连；所述炉体上设有检测炉腔温度的测温装置。进一步地，所述测温装置为热电偶测温器，该热电偶测温器的测温段位于炉腔内。发明的技术原理是，微波作为一种电磁波，它在穿透物质时，微波利用物质的微观极化作用造成介质损耗，将微波能转化为热能，形成独特的体加热方式，并具备发热快速、均匀以及节能等明显优势，尤其对于那些在微波电磁场中介质损耗很大的材料，微波加热更是表现出了无可比拟的优越性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1）、固化周期短，生产效率高：本发明固化周期最短缩减至20分钟以内，同时产品可采取多层堆放的方式，大大提高了粘结钕铁硼的固化效率和产量；
2）、降低能耗：本工艺固化温度低，固化周期短，降低了能耗。以固化单位质量的钕铁硼磁体计算，本发明相较于电热固化或远红外固化工艺可节能50%以上；
3）、固化效果好：经本工艺固化的钕铁硼磁体，其力学性能得到明显改善，尤其是平均抗压强度提高了15%以上。同时，固化成品外观一致性好，基本无固化变形现象。以308规格的粘结钕铁硼磁体为例，采用红外线加热或电加热常规固化时，其力学强度平均在80N左右(弧面受力)，而采用本发明的微波固化工艺后力学强度平均在93左右(弧面受力)。
4）、产品力学强度均匀：以308规格的粘结钕铁硼磁体为例，采用红外线加热或电加热常规固化时，其平均强度在80N，但是固化后的实测值是分布在70 N ~110 N不等，产品强度不均匀；而采用本发明的微波固化工艺后，其平均强度在93N，而且实测值分布范围就较小，在85N~100 N之间。这说明微波固化改善了产品力学性能的一致性和均匀性。
 
以下结合实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施方式
实施例1
一种粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺，首先将粘结剂钕铁硼磁体生坯放置在陶瓷基板之上，单层摆放，然后整体置于微波窑炉炉体中，封闭炉门。设定升温速度为20℃/min，设定固化温度为140℃，设定固化保温时间为15min。设置完成后，开启排气系统、微波源系统及水冷系统。保温结束后，关闭微波源及水冷系统，使样品随炉冷却，保持排气系统继续工作5min后关闭，即可得到固化效果优良的粘结钕铁硼产品。所述微波窑炉的结构为，包括设在炉体两侧的微波源，包绕在炉体外的冷却夹层，炉体上端设有与炉腔连通的排气系统，炉体下端设有与炉腔连通的进气管，该进气管另一端设有多个气氛入口，各气氛入口分别与不同的气氛供给装置对应相连；所述炉体上设有检测炉腔温度的热电偶测温器，该热电偶测温器的测温段位于炉腔内。
实施例2
一种粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺，首先将粘结剂钕铁硼磁体生坯放置在陶瓷基板之上，多层摆放(平均3层)，然后整体置于微波窑炉炉体中，封闭炉门。设定升温速度为15℃/min，设定固化温度为145℃，设定固化保温时间为15min。设置完成后，开启排气系统、微波源系统及水冷系统。保温结束后，关闭微波源及水冷系统，使样品随炉冷却，保持排气系统继续工作10min后关闭，即可得到固化效果优良的粘结钕铁硼产品。
微波窑炉的具体结构同实施例1。
实施例3 
一种粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺，首先将粘结剂钕铁硼磁体生坯放置在陶瓷基板之上，单层摆放，然后整体置于微波窑炉炉体中，封闭炉门。设定升温速度为15℃/min，设定固化温度为135℃，设定固化保温时间为10min。微波窑炉和其余操作步骤同实施例1。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1. 一种粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1）将粘结钕铁硼磁体生坯放置于陶瓷基板上，并放入微波窑炉内；
2）开启微波窑炉的排气系统，以15℃/min~20℃/min的加热速度升温至135℃~145℃，然后保温10min~15min；
3）保温结束后关闭排气系统，取出粘结钕铁硼磁体。
2. 根据权利要求1所述的粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺，其特征在于，所述粘结钕铁硼磁体采用钕铁硼磁粉与粘结剂按质量比为1：2%~3%混合而成，所述粘结剂为环氧树脂、酚醛、聚氟树脂和醛酮树脂中的一种或几种。
3. 根据权利要求1所述的粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺，其特征在于，所述粘结钕铁硼磁体内添加有金属填料，其中粘结钕铁硼磁体与金属填料的质量比为1：0.0095%~0.0105%，所述金属填料为Cu、Al、Fe和铁氧体材料粉末颗粒中的一种或几种。
4. 根据权利要求1所述的粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺，其特征在于，所述微波窑炉的结构为，包括设在炉体两侧的微波源，包绕在炉体外的冷却夹层，炉体上端设有与炉腔连通的排气系统，炉体下端设有与炉腔连通的进气管，该进气管另一端设有多个气氛入口，各气氛入口分别与不同的气氛供给装置对应相连；所述炉体上设有检测炉腔温度的测温装置。
5. 根据权利要求4所述的粘结钕铁硼磁体的微波固化工艺，其特征在于，所述测温装置为热电偶测温器，该热电偶测温器的测温段位于炉腔内。
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