CN109158594A - 一种保健磁条的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种保健磁条的制作工艺，先将磁铁原材料破碎成粗粉，然后通过物理方法挤压成块，通过煅烧、烧结、回火得到粗磁铁块，然厚将其破碎成颗粒，通过挤出机挤成磁条。其工艺简单，生产效率高，采用合理的工艺方法，参数优化制得的磁铁其具备良好的耐高温性和抗腐蚀性，在机械性能和磁性能上均具有显著的改进，所得产品经过电镀锌过程和电镀镍过程具有锌镀层和镍镀层，耐腐蚀性能优异持久，利用该方法制备的磁条，在柔性磁条应用领域尤其是保健磁条领域具有广阔的发展前景。

Description

一种保健磁条的制作工艺

技术领域

本发明涉及家居用品及家纺技术领域，特别涉及一种用于保健功能的永磁铁的制造工艺，具体涉及一种保健磁条的制作工艺。

背景技术

随着人们生活节奏的加快和物质文化生活水平的提高，磁疗保健的意识逐渐深入到人们的日常生活中。磁疗保健磁条是在橡塑磁体房展中为满足市场需求而出现的一种橡塑磁条，且具有特殊的用途，经过多极充磁的橡胶磁条发射的磁力线具有促进人体血液循环，缓解身体疲劳，改善人体微循环，促进新陈代谢，改善睡眠，延缓衰老的功效。

目前，市场上生活用磁产品一般做法是通过磁石的N极和S极的相互吸引作用，在磁石底部添加弹簧导磁片，使底部的磁力线通过导磁片直接传导进入相邻的磁石，减少磁场损失，从而使上面的磁力线场强增加，变密硬质金属导磁片的硬度高，但是所用的金属导磁片一般都为硬质导磁片，与磁石之间采用铆钉或粘合的方式连接。由于这种结构硬度较高，自身结构的限制使其应用的范围大都限制在床垫上，其上部的缓冲材料和纺织品填充物大大减弱了磁场的场强，影响了使用效果。市面上的磁石一般采用的是铁氧体磁铁，这种磁铁是一种弱磁铁，要想达到生活用磁产品的 5000GS 要求，必须增大体积及厚度， 直径一般 15mm 以上，厚度 5mm 以上。

钕铁硼磁铁是也称为钕铁硼磁铁，其化学式为 Nd2Fe14B，是一种人造的永久磁铁，为至目前为止具有最强磁力的永久磁铁。钕铁硼磁铁的制作材料为稀土，由于稀土资源的不可再生性，钕铁硼磁铁的价格也越来越高昂，限制了钕铁硼磁铁在磁保健产品上的应用。

因此，上述问题是在磁保健产品中对永磁铁的制备工艺应当予以考虑并解决的问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明针对克服现有技术中的缺陷，提供一种保健磁条的制作工艺。

本发明的技术解决方案是：一种保健磁条的制作工艺，包括以下步骤：

步骤一：将磁铁原材料破碎成粗粉，将粗粉进行气流磨制，制得磁铁粉末，所述粉末粒度为2-4μm，并将得到的磁铁粉末与粘结剂混合形成磁粉混合物；

步骤二：将磁粉混合物通过物理方法挤压成块，将磁粉混合物在氩气保护气的作用下放入磁场强度为2w-2w5Gs的磁场中取向定型，然后将磁粉混合物放入模具中，将模具放在压机上，通过高速压实制程对磁铁粉末进行加压，使该磁粉混合物移动速度达到150-300m/s，使模具中的磁粉混合物达到99%以上的压实密度，并保证所述磁粉混合物完成高速压实制程后形成一个磁性粉块，高速压实制程后通过压力静压工艺提高磁性粉块密度；

步骤三：将所述磁性粉块置于高于大气压的非氧化性条件下的煅烧炉中进行煅烧，并在粘结剂分解温度下保持一定时间直至除去所述磁性粉块中的粘结剂；

步骤四：将煅烧后的磁性粉块在氮气的保护下投入烧结炉并将所述烧结炉抽真空，压力为0.4-0.6Pa进行烧结，使磁性粉块致密化，烧结处理的温度为450-1100℃；

步骤五：进行回火以优化磁性能，将磁性粉块放入800-900℃真空环境中进行一次回火，持续2-3h，再进入400-700℃环境下进行二次回火，持续1-2h，得到粗磁铁块；

步骤六：将得到的粗磁铁块破碎成颗粒，然后通过挤出机挤成磁条，随后将得到的磁条经切割、磨削等机械加工修整至所需的几何形状与尺寸，再置于打磨机中进行打磨处理，再对其做倒角处理，得到磁条粗品；

步骤七：电镀和充磁，对步骤六得到的磁条粗品进行电镀处理，电镀处理完成后再对磁条粗品进行充磁处理，得到成品磁条，其中电镀处理过程依次包括电镀锌过程和电镀镍过程；

步骤八：检验，将所得成品磁条冷却至室温后放入磁性检测仪中检测其磁性；

本发明通过打磨机打磨粗磁铁块，从而有效控制产品的尺寸，所得产品 尺寸精度高 ；所得产品经过电镀锌过程和电镀镍过程具有锌镀层和镍镀层，锌镀层和镍镀层结合使用，保护层的结构致密，气孔率低，所得产品的耐腐蚀性能优异持久。打磨处理的产品尺寸精度控制在±0.02-0.03mm，粗磁铁块经打磨处理后，尺寸精度高，质量好。

本发明采用镀锌工艺，而不采用镀铜工艺，由此避免了由氰化镀铜带来的有毒、污染高的组分的产生，使得镀覆工艺环保安全，并且制备的镀层耐腐蚀高，外观美观，基体和锌镀层的结合力高；

本发明的进一步改进在于：所述粘结剂为聚异丁烯或者苯乙烯与异戊二烯的共聚物。

通过使用聚异丁烯或者苯乙烯与异戊二烯的共聚物作为粘结剂，可以减少磁铁内所含的氧量以减少磁铁内所含的氧量。

本发明的进一步改进在于：所述模具的内表面预先涂敷或散布石墨系润滑剂。

在模具的内表面预先涂敷或散布石墨系润滑剂，使得制成的磁性粉块表面形成石墨系润滑剂被膜，能够尽可能地阻断与空气中氧的接触，从而抑制氧化的效果高，因此能够制造氧浓度低、磁性能优异的稀土磁铁。所述石墨系润滑剂采用包含鳞片状的石墨粉末或球状的碳粒子的润滑剂。其中，通过使用鳞片状的石墨粉末，在将表面形成有石墨系润滑剂被膜的冷成型体进行热成型，鳞片状的石墨的各鳞片彼此互相重叠，带来成型模或冲模内的良好的润滑性。

本发明的进一步改进在于：所述步骤三中，将所述磁性粉块在氢气或者氢气与惰性气体的混合气体条件下，温度控制在200℃～ 900℃进行煅烧，并保持一定时间直至除去所述磁性粉块中的粘结剂。

通过将磁性粉块在烧结前在加压到高于大气压的压力的氢气或者氢气与惰性气体的混合气体条件下进行煅烧，可以预先减少磁铁粒子所含的碳量，结果，在烧结后的磁铁的主相与晶粒间界相之间不产生空隙，并且可以将磁铁整体致密地烧结，可以防止矫顽力下降，且不会明显降低磁铁特性。

将磁性粉块在非氧化性气氛条件下在粘结剂分解温度保持一定时间，可以促进粘结剂的分解和除去，因此，即使在磁铁粉末中混合有粘结剂的情况下，也可以减少磁铁所含的碳量。

本发明的进一步改进在于：所述步骤一中，首先需要对磁铁原材料进预处理，将覆盖在原材料表面的氧化物清理干净；

本发明的进一步改进在于：所述步骤七中的电镀锌过程中，采用的镀液组成包括硫酸锌 30-35g/L、硼酸10-20g/L、十二烷基苯磺酸钠 40-50 g/L、磷酸钾 100-150g/L、氯化氨25-35g/L ，余量为水。

本发明的电镀锌过程中氯化氨会与其它化合物发生化学反应生成氨水，生成的氨水在电镀过程中作为络合剂，其与十二烷基苯磺酸钠相配合使用，络合性能优异，使得锌镀层的结晶更为细致，有效地降低了锌镀层的气孔率，提高了锌镀层的耐腐蚀性能；

本发明的进一步改进在于：所述步骤七的电镀锌过程中，电镀温度为30-45℃，电镀时间为40-50min，电流密度为 10-15mA/cm2，pH 为4.5-5.5，锌镀层的厚度为 6-10μm。

在本发明中当粗磁铁块电流密度过高时，将析出大量氢气，造成电流效率下降，镀层性能降低的现象，当电流密度较低时，将出现锌镀层沉积异常现象。

本发明的进一步改进在于：所述步骤七的电镀镍过程中，采用的镀液组成包括硫酸镍150-250 g/L、硼酸30-40 g/L、正辛基硫酸钠1-1.5 g/L、纳米二氧化硅0.1-1 g/L、磷酸氢二钾30-40g/L、柠檬酸氢二铵70-120 g/L、余量为水。

在电镀镍过程中采用的镀液添加了正辛基硫酸钠，能够有效防止镀层产生针孔，正辛基硫酸钠的加入量过多或过少都会使镍镀层表面发花，影响镍镀层的厚度均匀性，进而减低磁铁的耐腐蚀性能；硼酸在本申请中作为缓冲剂，具有稳定 pH 值的作用，硼酸的量过多会造成毛刺和粗糙；在镀镍过程中，纳米二氧化硅的加入，能够有效抑制金属镍晶 体沿其晶枝方向长大，不断生产新的晶核，有效提高了镍镀层致密性，降低了镍镀层的气孔率，提高了磁体的防腐能力。

本发明的进一步改进在于：所述步骤七的电镀镍过程中，电镀温度为45-55℃，电镀时间为 45-55min，电流密度为8-12mA/cm2, pH 为4.5-5.5，镍镀层的厚度为 5-9μm。

本发明的进一步改进在于：所述步骤七的电镀处理步骤之前还包括磁条粗品去油污清洁步骤，用弱酸洗去磁条粗品表面的油污，再用清水将磁条粗品进行清洗。使用弱酸去除磁条粗品表面的油污，除污彻底。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种保健磁条的制作工艺，其工艺简单，生产效率高，采用合理的工艺方法，参数优化制得的磁铁其具备良好的耐高温性和抗腐蚀性，在机械性能和磁性能上均具有显著的改进，所得产品经过电镀锌过程和电镀镍过程具有锌镀层和镍镀层，耐腐蚀性能优异持久，利用该方法制备的磁条，在柔性磁条应用领域尤其是保健磁条领域具有广阔的发展前景。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

实施例1：

本实施例提供本发明的技术解决方案是：一种保健磁条的制作工艺，包括以下步骤：

步骤一：首先需要对磁铁原材料进预处理，将覆盖在原材料表面的氧化物清理干净，然后将磁铁原材料破碎成粗粉，将粗粉进行气流磨制，制得磁铁粉末，所述粉末粒度为2-4μm，并将得到的磁铁粉末与粘结剂混合形成磁粉混合物，所述粘结剂为聚异丁烯与异戊二烯的共聚物；

步骤二：将磁粉混合物通过物理方法挤压成块，将磁粉混合物在氩气保护气的作用下放入磁场强度为2wGs的磁场中取向定型，然后将磁粉混合物放入模具中，所述模具的内表面预先涂敷或散布石墨系润滑剂，所述石墨系润滑剂采用包含鳞片状的石墨粉末，将模具放在压机上，通过高速压实制程对磁铁粉末进行加压，使该磁粉混合物移动速度达到200m/s，使模具中的磁粉混合物达到99%以上的压实密度，并保证所述磁粉混合物完成高速压实制程后形成一个表面覆有石墨系润滑剂被膜的磁性粉块，高速压实制程后再通过压力静压工艺提高磁性粉块密度；

步骤三：将所述磁性粉块置于高于大气压的氢气条件下的煅烧炉中进行煅烧，温度控制在200℃-900℃进行煅烧，并在粘结剂分解温度下保持一定时间直至除去所述磁性粉块中的粘结剂；

步骤四：将煅烧后的磁性粉块在氮气的保护下投入烧结炉并将所述烧结炉抽真空，压力为0.5Pa进行烧结，使磁性粉块致密化，烧结处理的温度为450-1100℃；

步骤五：进行回火以优化磁性能，将磁性粉块放入850℃真空环境中进行一次回火，持续2.5h，再进入550℃环境下进行二次回火，持续1.5h，得到粗磁铁块；

步骤六：将得到的粗磁铁块破碎成颗粒，然后通过挤出机挤成磁条，随后将得到的磁条经切割、磨削等机械加工修整至所需的几何形状与尺寸，再置于打磨机中进行打磨处理，再对其做倒角处理，得到磁条粗品，然后用弱酸洗去磁条粗品表面的油污，再用清水将磁条粗品进行清洗；

步骤七：电镀和充磁，对步骤六得到的磁条粗品进行电镀处理，电镀处理完成后再对磁条粗品进行充磁处理，得到成品磁条，其中电镀处理过程依次包括电镀锌过程和电镀镍过程；

步骤八：检验，将所得成品磁条冷却至室温后放入磁性检测仪中检测其磁性。

所述步骤七中的电镀锌过程中，采用的镀液组成包括硫酸锌 32g/L、硼酸15g/L、十二烷基苯磺酸钠 45 g/L、磷酸钾 125g/L、氯化氨30g/L ，余量为水，电镀温度为35℃，电镀时间为45min，电流密度为 12mA/cm2，pH 为5，锌镀层的厚度为 8μm。电镀镍过程中，采用的镀液组成包括硫酸镍200 g/L、硼酸35 g/L、正辛基硫酸钠1.3 g/L、纳米二氧化硅0.5g/L、磷酸氢二钾35g/L、柠檬酸氢二铵100 g/L、余量为水，电镀温度为50℃，电镀时间为50min，电流密度为10mA/cm2，pH为5，镍镀层的厚度为7μm。

本发明提供一种保健磁条的制作工艺，通过使用聚异丁烯或者苯乙烯与异戊二烯的共聚物作为粘结剂，可以减少磁铁内所含的氧量以减少磁铁内所含的氧量，将磁性粉块在非氧化性气氛条件下在粘结剂分解温度保持一定时间，可以促进粘结剂的分解和除去，因此，即使在磁铁粉末中混合有粘结剂的情况下，也可以减少磁铁所含的碳量。

在模具的内表面预先涂敷或散布石墨系润滑剂，使得制成的磁性粉块表面形成石墨系润滑剂被膜，能够尽可能地阻断与空气中氧的接触，从而抑制氧化的效果高，因此能够制造氧浓度低、磁性能优异的稀土磁铁。

通过将磁性粉块在烧结前在加压到高于大气压的压力的氢气或者氢气与惰性气体的混合气体条件下进行煅烧，可以预先减少磁铁粒子所含的碳量，结果，在烧结后的磁铁的主相与晶粒间界相之间不产生空隙，并且可以将磁铁整体致密地烧结，可以防止矫顽力下降，且不会明显降低磁铁特性。

通过打磨机打磨粗磁铁块，从而有效控制产品的尺寸，所得产品 尺寸精度高 ；所得产品经过电镀锌过程和电镀镍过程具有锌镀层和镍镀层，锌镀层和镍镀层结合使用，保护层的结构致密，气孔率低，所得产品的耐腐蚀性能优异持久。打磨处理的产品尺寸精度控制在±0.02-0.03mm，粗磁铁块经打磨处理后，尺寸精度高，质量好。

本发明采用镀锌工艺，而不采用镀铜工艺，由此避免了由氰化镀铜带来的有毒、污染高的组分的产生，使得镀覆工艺环保安全，并且制备的镀层耐腐蚀高，外观美观，基体和锌镀层的结合力高；本发明的电镀锌过程中氯化氨会与其它化合物发生化学反应生成氨水，生成的氨水在电镀过程中作为络合剂，其与十二烷基苯磺酸钠相配合使用，络合性能优异，使得锌镀层的结晶更为细致，有效地降低了锌镀层的气孔率，提高了锌镀层的耐腐蚀性能；当粗磁铁块电流密度过高时，将析出大量氢气，造成电流效率下降，镀层性能降低的现象，当电流密度较低时，将出现锌镀层沉积异常现象。在电镀镍过程中采用的镀液添加了正辛基硫酸钠，能够有效防止镀层产生针孔，正辛基硫酸钠的加入量过多或过少都会使镍镀层表面发花，影响镍镀层的厚度均匀性，进而减低磁铁的耐腐蚀性能；硼酸在本申请中作为缓冲剂，具有稳定 pH 值的作用，硼酸的量过多会造成毛刺和粗糙；在镀镍过程中，纳米二氧化硅的加入，能够有效抑制金属镍晶 体沿其晶枝方向长大，不断生产新的晶核，有效提高了镍镀层致密性，降低了镍镀层的气孔率，提高了磁体的防腐能力。

将该工艺方法得到的磁条融入到白鼠生活的牢笼里，经过测验没有不适应现象；对于那种受伤的白鼠，其反应也比在平常牢笼里相对平稳舒缓，不适现象周期大大降低了。

目前，高节奏高压力的生活节奏，使得很多人过早拥有了颈椎炎肩周炎等一系列骨骼酸痛问题，在以该磁条为保健成分制作的家纺用品中，能够舒缓人体的疼痛感，并且能够改善微循环，对人体的血液流通有很好的促进作用。

本实施例的有益效果是：本发明提供的一种保健磁条的制作工艺，其工艺简单，生产效率高，采用合理的工艺方法，参数优化制得的磁铁其具备良好的耐高温性和抗腐蚀性，在机械性能和磁性能上均具有显著的改进，所得产品经过电镀锌过程和电镀镍过程具有锌镀层和镍镀层，耐腐蚀性能优异持久，利用该方法制备的磁条，在柔性磁条应用领域尤其是保健磁条领域具有广阔的发展前景。

行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种保健磁条的制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将磁铁原材料破碎成粗粉，将粗粉进行气流磨制，制得磁铁粉末，所述粉末粒度为2-4μm，并将得到的磁铁粉末与粘结剂混合形成磁粉混合物；

步骤二：将磁粉混合物通过物理方法挤压成块，将磁粉混合物在氩气保护气的作用下放入磁场强度为2w-2w5Gs的磁场中取向定型，然后将磁粉混合物放入模具中，将模具放在压机上，通过高速压实制程对磁铁粉末进行加压，使该磁粉混合物移动速度达到150-300m/s，使模具中的磁粉混合物达到99%以上的压实密度，并保证所述磁粉混合物完成高速压实制程后形成一个磁性粉块，高速压实制程后通过压力静压工艺提高磁性粉块密度；

步骤三：将所述磁性粉块置于高于大气压的非氧化性条件下的煅烧炉中进行煅烧，并在粘结剂分解温度下保持一定时间直至除去所述磁性粉块中的粘结剂；

步骤四：将煅烧后的磁性粉块在氮气的保护下投入烧结炉并将所述烧结炉抽真空，压力为0.4-0.6Pa进行烧结，使磁性粉块致密化，烧结处理的温度为450-1100℃；

步骤五：进行回火以优化磁性能，将磁性粉块放入800-900℃真空环境中进行一次回火，持续2-3h，再进入400-700℃环境下进行二次回火，持续1-2h，得到粗磁铁块；

步骤六：将得到的粗磁铁块破碎成颗粒，然后通过挤出机挤成磁条，随后将得到的磁条经切割、磨削等机械加工修整至所需的几何形状与尺寸，再置于打磨机中进行打磨处理，再对其做倒角处理，得到磁条粗品；

步骤七：电镀和充磁，对步骤六得到的磁条粗品进行电镀处理，电镀处理完成后再对磁条粗品进行充磁处理，得到成品磁条，其中电镀处理过程依次包括电镀锌过程和电镀镍过程；

步骤八：检验，将所得成品磁条冷却至室温后放入磁性检测仪中检测其磁性。

2.根据权利要求1所述的一种保健磁条的制作工艺，其特征在于：所述粘结剂为聚异丁烯或者苯乙烯与异戊二烯的共聚物。

3.根据权利要求1所述的一种保健磁条的制作工艺，其特征在于：所述模具的内表面预先涂敷或散布石墨系润滑剂。

4.根据权利要求1所述的一种保健磁条的制作工艺，其特征在于：所述步骤三中，将所述磁性粉块在氢气或者氢气与惰性气体的混合气体条件下，温度控制在200℃～ 900℃进行煅烧，并保持一定时间直至除去所述磁性粉块中的粘结剂。

5.根据权利要求1所述的一种保健磁条的制作工艺，其特征在于：所述步骤一中，首先需要对磁铁原材料进预处理，将覆盖在原材料表面的氧化物清理干净。

6.根据权利要求1所述的一种保健磁条的制作工艺，其特征在于：所述步骤七中的电镀锌过程中，采用的镀液组成包括硫酸锌 30-35g/L、硼酸10-20g/L、十二烷基苯磺酸钠 40-50 g/L、磷酸钾 100-150g/L、氯化氨 25-35g/L ，余量为水。

7.根据权利要求1所述的一种保健磁条的制作工艺，其特征在于：所述步骤七的电镀锌过程中，电镀温度为30-45℃，电镀时间为40-50min，电流密度为 10-15mA/cm2，pH 为4.5-5.5，锌镀层的厚度为 6-10μm。

8.根据权利要求4所述的一种保健磁条的制作工艺，其特征在于：所述步骤七的电镀镍过程中，采用的镀液组成包括硫酸镍150-250 g/L、硼酸30-40 g/L、正辛基硫酸钠1-1.5 g/L、纳米二氧化硅0.1-1 g/L、磷酸氢二钾30-40g/L、柠檬酸氢二铵70-120 g/L、余量为水。

9.根据权利要求4所述的一种保健磁条的制作工艺，其特征在于：所述步骤七的电镀镍过程中，电镀温度为45-55℃，电镀时间为 45-55min，电流密度为8-12mA/cm2, pH 为4.5-5.5，镍镀层的厚度为 5-9μm。

10.根据权利要求1所述的一种保健磁条的制作工艺，其特征在于：所述步骤七的电镀处理步骤之前还包括磁条粗品去油污清洁步骤，用弱酸洗去磁条粗品表面的油污，再用清水将磁条粗品进行清洗。