CN112071551A - 一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体及其制备方法，永磁体包括有本体、铝合金外壳、磷化层以及环氧树脂层；该本体的中心上下表面贯穿形成有中心通孔，本体包括有以下重量份原料：120‑150份的Fe、25‑28份的Nd、7‑8份的Pr、8‑10份的Sm、3‑5份的Gd、5‑7份的La、3‑4份的Co、2‑3份的B、1‑2份的Al、0.2‑0.5份的Zr、2‑5份的抗氧化剂、10‑15份的纳米碳管和5‑6份的纳米铝粉；该磷化层完全覆盖住铝合金外壳的外表面，该环氧树脂层完全包覆住磷化层的外表面。通过采用本发明配方制得本体，并配合浇铸铝合金外壳，同时设置有磷化层以及环氧树脂层，使得本产品具有高矫顽力，高剩磁和高磁能积，并且具有高防腐蚀性，非常适用于点火线圈。

Description

一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体及其制备方法
技术领域
本发明涉及钕铁硼领域技术，尤其是指一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体及其制备方法。
背景技术
随着汽车汽油发动机向高转速、高压缩比、大功率、低油耗和低排放的方向发展，传统的点火装置已经不适应使用要求。点火装置的核心部件是点火线圈和开关装置，提高点火线圈的能量，火花塞就能产生足够能量的火花，这是点火装置适应现代发动机运行的基本条件。
通常的点火线圈里面有两组线圈，初级线圈和次级线圈。初级线圈用较粗的漆包线，通常用0.5-1毫米左右的漆包线绕200-500匝左右；次级线圈用较细的漆包线，通常用0.1毫米左右的漆包线绕15000-25000匝左右。初级线圈一端与车上低压电源(+)联接，另一端与开关装置(断电器)联接。次级线圈一端与初级线圈联接，另一端与高压线输出端联接输出高压电。
目前点火线圈使用的此题，抗高低温性能普遍较差，减磁率达到20％，不能适应点火线圈工作条件比较恶劣、湿度较大、要求具有耐高低温(-40℃～140℃)性能的要求。因此，有必要研究一种方案以解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体及其制备方法，其具有高矫顽力、高剩磁和高磁能积，并且具有高防腐蚀性。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体、铝合金外壳、磷化层以及环氧树脂层；该本体的中心上下表面贯穿形成有中心通孔，本体包括有以下重量份原料：120-150份的Fe、25-28份的Nd、7-8份的Pr、8-10份的Sm、3-5份的Gd、5-7份的La、3-4份的Co、2-3份的B、1-2份的Al、0.2-0.5份的Zr、2-5份的抗氧化剂、10-15份的纳米碳管和5-6份的纳米铝粉；该铝合金外壳通过浇铸的方式成型在本体上，铝合金外壳完全包覆住本体的外表面并完全填充中心通孔；该磷化层完全覆盖住铝合金外壳的外表面，该环氧树脂层完全包覆住磷化层的外表面。
优选的，所述铝合金外壳的厚度为80-100μm，该磷化层的厚度为40-50μm，该环氧树脂层的厚度为20-30μm。
优选的，所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
优选的，所述本体包括有以下重量份原料：140份的Fe、26份的Nd、8份的Pr、9份的Sm、4份的Gd、6份的La、4份的Co、3份的B、2份的Al、0.4份的Zr、4份的抗氧化剂、13份的纳米碳管和6份的纳米铝粉。
一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体的制备方法，包括有以下步骤：
(1)按比例取原料Fe、Nd、Pr、Sm、Gd、La、Co、B、Al和Zr，熔炼铸锭，将铸锭进行热处理，用氢爆破碎将经过热处理的铸锭进行粉碎后吸氢脱氢，然后采用气流磨制粉，制得钕铁硼合金粉末；
(2)按比例取抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉与步骤(1)中制备得到的钕铁硼合金粉末共振声混合，在真空或惰性气体保护下使抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉和钕铁硼合金粉末混合均匀；
(3)将步骤(2)所获得的混合物放入一模具中，在磁场中取向，压型制成第一生坯，第一生坯形成有中心通孔；
(4)将第一生坯经等静压处理后进行放电等离子烧结，进行三级回火热处理，制得本体；
(5)将本体放入浇铸模具中，以在本体外直接浇铸成型铝合金外壳，从而得到半成品；
(6)对半成品的外表面进行磷化处理，以形成磷化层；
(7)磷化层涂覆环氧树脂，以形成环氧树脂层，从而得到成品。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
通过采用本发明配方制得本体，并配合浇铸铝合金外壳，同时设置有磷化层以及环氧树脂层，使得本产品具有高矫顽力，高剩磁和高磁能积，并且具有高防腐蚀性，非常适用于点火线圈。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明：
附图说明
图1是本发明之较佳实施例的截面图。
附图标识说明：
10、本体 11、中心通孔
20、铝合金外壳 30、磷化层
40、环氧树脂层
具体实施方式
请参照图1所示，其显示出了本发明之较佳实施例一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体的具体结构，包括有本体10、铝合金外壳20、磷化层30以及环氧树脂层40。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，本体10包括有以下重量份原料：120-150份的Fe、25-28份的Nd、7-8份的Pr、8-10份的Sm、3-5份的Gd、5-7份的La、3-4份的Co、2-3份的B、1-2份的Al、0.2-0.5份的Zr、2-5份的抗氧化剂、10-15份的纳米碳管和5-6份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该磷化层30完全覆盖住铝合金外壳20的外表面，该环氧树脂层40完全包覆住磷化层30的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为80-100μm，该UV涂层30的厚度为40-50μm，该环氧树脂层40的厚度为20-30μm。
本发明还公开了一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体的制备方法，包括有以下步骤：
(1)按比例取原料Fe、Nd、Pr、Sm、Gd、La、Co、B、Al和Zr，熔炼铸锭，将铸锭进行热处理，用氢爆破碎将经过热处理的铸锭进行粉碎后吸氢脱氢，然后采用气流磨制粉，制得钕铁硼合金粉末；铸锭的热处理温度为680℃。
(2)按比例取抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉与步骤(1)中制备得到的钕铁硼合金粉末共振声混合，在真空或惰性气体保护下使抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉和钕铁硼合金粉末混合均匀。
(3)将步骤(2)所获得的混合物放入一模具中，在磁场中取向，压型制成第一生坯，第一生坯形成有中心通孔11。
(4)将第一生坯经等静压处理后进行放电等离子烧结，进行三级回火热处理，制得本体10，等静压处理的压力250MPa,处理时间为80s，第一级回火热处理的温度为900℃，保温时间为2.5h，第二级回火热处理的温度为650℃，保温时间为2h，第三级回火热处理的温度为600℃，保温时间为1.5h。
(5)将本体10放入浇铸模具中，以在本体10外直接浇铸成型铝合金外壳20，从而得到半成品。
(6)对半成品的外表面进行磷化处理，以形成磷化层30。
(7)磷化层涂覆环氧树脂，以形成环氧树脂层40，从而得到成品。
下面以多个实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1：
一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体10、铝合金外壳20、磷化层30以及环氧树脂层40。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，所述本体10包括有以下重量份原料：140份的Fe、26份的Nd、8份的Pr、9份的Sm、4份的Gd、6份的La、4份的Co、3份的B、2份的Al、0.4份的Zr、4份的抗氧化剂、13份的纳米碳管和6份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该磷化层30完全覆盖住铝合金外壳20的外表面，该环氧树脂层40完全包覆住磷化层30的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为80μm，该UV涂层30的厚度为50μm，该环氧树脂层40的厚度为20μm。
一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体的制备方法，包括有以下步骤：
(1)按比例取原料Fe、Nd、Pr、Sm、Gd、La、Co、B、Al和Zr，熔炼铸锭，将铸锭进行热处理，用氢爆破碎将经过热处理的铸锭进行粉碎后吸氢脱氢，然后采用气流磨制粉，制得钕铁硼合金粉末；铸锭的热处理温度为680℃。
(2)按比例取抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉与步骤(1)中制备得到的钕铁硼合金粉末共振声混合，在真空或惰性气体保护下使抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉和钕铁硼合金粉末混合均匀。
(3)将步骤(2)所获得的混合物放入一模具中，在磁场中取向，压型制成第一生坯，第一生坯形成有中心通孔11。
(4)将第一生坯经等静压处理后进行放电等离子烧结，进行三级回火热处理，制得本体10，等静压处理的压力250MPa,处理时间为80s，第一级回火热处理的温度为900℃，保温时间为2.5h，第二级回火热处理的温度为650℃，保温时间为2h，第三级回火热处理的温度为600℃，保温时间为1.5h。
(5)将本体10放入浇铸模具中，以在本体10外直接浇铸成型铝合金外壳20，从而得到半成品。
(6)对半成品的外表面进行磷化处理，以形成磷化层30。
(7)磷化层涂覆环氧树脂，以形成环氧树脂层40，从而得到成品。
经测试，本实施例制备得到的点火线圈用烧结钕铁硼永磁体其剩磁为16.4kGs，磁能积为52MGOe，矫顽力为49000Oe，并且，在200℃下放置1小时后其高温减磁率在0.04％。
实施例2：
一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体10、铝合金外壳20、磷化层30以及环氧树脂层40。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，所述本体10包括有以下重量份原料：120份的Fe、25份的Nd、7份的Pr、8份的Sm、3份的Gd、5份的La、3份的Co、2份的B、1份的Al、0.2份的Zr、2份的抗氧化剂、10份的纳米碳管和5份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该磷化层30完全覆盖住铝合金外壳20的外表面，该环氧树脂层40完全包覆住磷化层30的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为100μm，该UV涂层30的厚度为40μm，该环氧树脂层40的厚度为30μm。
本实施例的制备方法与前述实施例1的制备方法相同，在此对本实施例的制备方法不做详细叙述。
经测试，本实施例制备得到的点火线圈用烧结钕铁硼永磁体其剩磁为15.5kGs，磁能积为50MGOe，矫顽力为47500Oe，并且，在200℃下放置1小时后其高温减磁率在0.06％。
实施例3：
一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体10、铝合金外壳20、磷化层30以及环氧树脂层40。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，所述本体10包括有以下重量份原料：150份的Fe、28份的Nd、7份的Pr、10份的Sm、5份的Gd、7份的La、4份的Co、3份的B、2份的Al、0.5份的Zr、5份的抗氧化剂、15份的纳米碳管和6份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该磷化层30完全覆盖住铝合金外壳20的外表面，该环氧树脂层40完全包覆住磷化层30的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为90μm，该UV涂层30的厚度为45μm，该环氧树脂层40的厚度为25μm。
本实施例的制备方法与前述实施例1的制备方法相同，在此对本实施例的制备方法不做详细叙述。
经测试，本实施例制备得到的点火线圈用烧结钕铁硼永磁体其剩磁为15.6kGs，磁能积为46MGOe，矫顽力为47800Oe，并且，在200℃下放置1小时后其高温减磁率在0.05％。
实施例4：
一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体10、铝合金外壳20、磷化层30以及环氧树脂层40。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，所述本体10包括有以下重量份原料：130份的Fe、26份的Nd、7.5份的Pr、8.5份的Sm、3.5份的Gd、5.5份的La、3.5份的Co、2.5份的B、1.5份的Al、0.3份的Zr、3份的抗氧化剂、12份的纳米碳管和5.5份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该磷化层30完全覆盖住铝合金外壳20的外表面，该环氧树脂层40完全包覆住磷化层30的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为85μm，该UV涂层30的厚度为43μm，该环氧树脂层40的厚度为22μm。
本实施例的制备方法与前述实施例1的制备方法相同，在此对本实施例的制备方法不做详细叙述。
经测试，本实施例制备得到的点火线圈用烧结钕铁硼永磁体其剩磁为15.1kGs，磁能积为45MGOe，矫顽力为46200Oe，并且，在200℃下放置1小时后其高温减磁率在0.06％。
实施例5：
一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体10、铝合金外壳20、磷化层30以及环氧树脂层40。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，所述本体10包括有以下重量份原料：145份的Fe、27份的Nd、7.8份的Pr、9.5份的Sm、4.5份的Gd、6.5份的La、3.8份的Co、2.8份的B、1.4份的Al、0.45份的Zr、4.5份的抗氧化剂、14份的纳米碳管和5.6份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该磷化层30完全覆盖住铝合金外壳20的外表面，该环氧树脂层40完全包覆住磷化层30的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为88μm，该UV涂层30的厚度为44μm，该环氧树脂层40的厚度为26μm。
本实施例的制备方法与前述实施例1的制备方法相同，在此对本实施例的制备方法不做详细叙述。
经测试，本实施例制备得到的点火线圈用烧结钕铁硼永磁体其剩磁为15.7kGs，磁能积为48MGOe，矫顽力为47300Oe，并且，在200℃下放置1小时后其高温减磁率在0.05％。
实施例6：
一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体10、铝合金外壳20、磷化层30以及环氧树脂层40。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，所述本体10包括有以下重量份原料：138份的Fe、27.5份的Nd、7.6份的Pr、8.8份的Sm、4.3份的Gd、6.5份的La、3.4份的Co、2.6份的B、1.7份的Al、0.35份的Zr、3.4份的抗氧化剂、14份的纳米碳管和5.3份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该磷化层30完全覆盖住铝合金外壳20的外表面，该环氧树脂层40完全包覆住磷化层30的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为95μm，该UV涂层30的厚度为48μm，该环氧树脂层40的厚度为28μm。
本实施例的制备方法与前述实施例1的制备方法相同，在此对本实施例的制备方法不做详细叙述。
经测试，本实施例制备得到的点火线圈用烧结钕铁硼永磁体其剩磁为15.3kGs，磁能积为45MGOe，矫顽力为48200Oe，并且，在200℃下放置1小时后其高温减磁率在0.05％。
本发明的设计重点是：通过采用本发明配方制得本体，并配合浇铸铝合金外壳，同时设置有磷化层以及环氧树脂层，使得本产品具有高矫顽力，高剩磁和高磁能积，并且具有高防腐蚀性，非常适用于点火线圈。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体，其特征在于：包括有本体、铝合金外壳、磷化层以及环氧树脂层；该本体的中心上下表面贯穿形成有中心通孔，本体包括有以下重量份原料：120-150份的Fe、25-28份的Nd、7-8份的Pr、8-10份的Sm、3-5份的Gd、5-7份的La、3-4份的Co、2-3份的B、1-2份的Al、0.2-0.5份的Zr、2-5份的抗氧化剂、10-15份的纳米碳管和5-6份的纳米铝粉；该铝合金外壳通过浇铸的方式成型在本体上，铝合金外壳完全包覆住本体的外表面并完全填充中心通孔；该磷化层完全覆盖住铝合金外壳的外表面，该环氧树脂层完全包覆住磷化层的外表面。
2.如权利要求1所述的一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体，其特征在于：所述铝合金外壳的厚度为80-100μm，该磷化层的厚度为40-50μm，该环氧树脂层的厚度为20-30μm。
3.如权利要求1所述的一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体，其特征在于：所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
4.如权利要求1所述的一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体，其特征在于：所述本体包括有以下重量份原料：140份的Fe、26份的Nd、8份的Pr、9份的Sm、4份的Gd、6份的La、4份的Co、3份的B、2份的Al、0.4份的Zr、4份的抗氧化剂、13份的纳米碳管和6份的纳米铝粉。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的一种点火线圈用烧结钕铁硼永磁体的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：
(1)按比例取原料Fe、Nd、Pr、Sm、Gd、La、Co、B、Al和Zr，熔炼铸锭，将铸锭进行热处理，用氢爆破碎将经过热处理的铸锭进行粉碎后吸氢脱氢，然后采用气流磨制粉，制得钕铁硼合金粉末；
(2)按比例取抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉与步骤(1)中制备得到的钕铁硼合金粉末共振声混合，在真空或惰性气体保护下使抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉和钕铁硼合金粉末混合均匀；
(3)将步骤(2)所获得的混合物放入一模具中，在磁场中取向，压型制成第一生坯，第一生坯形成有中心通孔；
(4)将第一生坯经等静压处理后进行放电等离子烧结，进行三级回火热处理，制得本体；
(5)将本体放入浇铸模具中，以在本体外直接浇铸成型铝合金外壳，从而得到半成品；
(6)对半成品的外表面进行磷化处理，以形成磷化层；
(7)磷化层涂覆环氧树脂，以形成环氧树脂层，从而得到成品。
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