CN115985612A - 一种耐水蚀强力磁铁的配方及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐水蚀强力磁铁的配方及制作方法,属于磁铁技术领域,该耐水蚀强力磁铁的配方及制作方法钕铁硼50%‑70%、防氧化剂5%‑7%、碳纤维5%‑10%、固化液1%‑2%、稀土混合物5%‑8%与活性炭3%‑6%。该耐水蚀强力磁铁的配方及制作方法,在回火烧结前,采用碳纤维作为骨架,可以最大程度在烧结的过程中使得熔融液稳定附着在碳纤维和固化液的外部处,形成致密的磁铁,且采用磷化处理和镍膜保护的磁铁,具备相当高的结构强度,避免致密的膜可以最大程度降低水蚀效果,并且有耐磨损的效果。
Description
技术领域
本发明涉及磁铁技术领域,具体为一种耐水蚀强力磁铁的配方及制作方法。
背景技术
磁铁的成分是铁、钴、镍等原子,其原子的内部结构比较特殊,本身就具有磁矩,磁铁能够产生磁场,具有吸引铁磁性物质如铁、镍、钴等金属的特性。
磁铁种类:形状类磁铁:方块磁铁、瓦形磁铁、异形磁铁、圆柱形磁铁、圆环磁铁、圆片磁铁、磁棒磁铁、磁力架磁铁,属性类磁铁:钐钴磁体、钕铁硼磁铁(强力磁铁)、铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁、铁铬钴磁铁,行业类磁铁:磁性组件、电机磁铁、橡胶磁铁、塑磁等等种类,磁铁分永久磁铁与软磁,永久磁铁是加上强磁,使磁性物质的自旋与电子角动量成固定方向排列,软磁则是加上电,(也是一种加上磁力的方法)等电流去掉软铁会慢慢失去磁性。
现有的强力磁铁,往往会在高湿度工作环境中长期使用,在含有强水流和固体颗粒物的环境中,往往会产生水蚀问题,进一步会造成磁铁的开裂和进一步锈蚀,最终使得磁铁的结构强度下降,最终导致磁铁退磁率上升,直到失效。
发明内容
本发明提供的发明目的在于提供一种耐水蚀强力磁铁的配方及制作方法。该耐水蚀强力磁铁的配方及制作方法,在回火烧结前,采用碳纤维作为骨架,可以最大程度在烧结的过程中使得熔融液稳定附着在碳纤维和固化液的外部处,形成致密的磁铁,且采用磷化处理和镍膜保护的磁铁,具备相当高的结构强度,避免致密的膜可以最大程度降低水蚀效果,并且有耐磨损的效果。
为了实现上述效果,本发明提供如下技术方案:一种耐水蚀强力磁铁的配方,包括如下原料:钕铁硼50%-70%、防氧化剂5%-7%、碳纤维5%-10%、固化液1%-2%、稀土混合物5%-8%与活性炭3%-6%。
进一步的,所述碳纤维强度在3.5GPa以上,长度在5-8毫米之间。
进一步的,所述固化液由树脂、改性环氧树脂与酚醛树脂的一种或多种按照任意比例混合制得。
进一步的,所述稀土混合物包括氧化铈、氟化镓和水合氯化镨的一种或多种按照任意比例混合制得。
制造如上述任意一项所述的一种耐水蚀强力磁铁的配方的制备方式,包括:
步骤一、原料提炼:将原料置于真空炉进行炼化,提取熔融液进行初步成型冷却。
步骤二、粉碎:通过氢破碎制成粉体状原料,过筛后,待用。
步骤三、成型准备:将碳纤维填充到成型模具中,添加固化液进行热压,制得骨架,填充粉体状原料,成型模具在惰性气体保护下在磁场中取向,从而制得生坯磁体。
步骤四、回火成型:在惰性气体保护下振动压实成型模具,进行回火烧结,获得粗坯。
步骤五、镀膜:对粗坯进行清洗和干燥,进行磷化处理,最后离子溅射镍膜。
进一步的,在步骤一中,所述初步成型冷却的尺寸为2毫米厚度的薄片。
进一步的,在步骤二中,所述粉体状原料的颗粒度为1.2~2.5微米之间。
进一步的,在步骤三中,所述固化液进行热压的温度为135~170℃,时间控制在15-25分钟。
进一步的,在步骤四中,所述回火烧结室温起经2小时升温至300摄氏度,然后将成型模具在750摄氏度的真空烧结炉中保温3小时,出炉前1小时将温度提升到1010~1050摄氏度,并在1010~1050摄氏度的真空炉中再保温3小时,即完成烧结。
进一步的,在步骤五中,所述磷化处理的磷化液包括磷酸钾、次硫酸钾、焦磷酸、磷酸二氢钾与磷酸二氢钙的一种或多种按照任意比例混合制得。
本发明提供了一种耐水蚀强力磁铁的配方及制作方法,具备以下有益效果:
该耐水蚀强力磁铁的配方及制作方法,在回火烧结前,采用碳纤维作为骨架,可以最大程度在烧结的过程中使得熔融液稳定附着在碳纤维和固化液的外部处,形成致密的磁铁,且采用磷化处理和镍膜保护的磁铁,具备相当高的结构强度,避免致密的膜可以最大程度降低水蚀效果,并且有耐磨损的效果。
附图说明
图1为本发明的制备方式示意图。
具体实施方式
本发明提供一种技术方案:
实施例1,请参阅图1,一种耐水蚀强力磁铁的配方,包括如下原料:钕铁硼50%-70%、防氧化剂5%-7%、碳纤维5%-10%、固化液1%-2%、稀土混合物5%-8%与活性炭3%-6%。
具体的,碳纤维强度在3.5GPa以上,长度在5-8毫米之间。
具体的,固化液由树脂、改性环氧树脂与酚醛树脂的一种或多种按照任意比例混合制得。
具体的,稀土混合物包括氧化铈、氟化镓和水合氯化镨的一种或多种按照任意比例混合制得。
制造如上述任意一项的一种耐水蚀强力磁铁的配方的制备方式,包括:
步骤一、原料提炼:将原料置于真空炉进行炼化,提取熔融液进行初步成型冷却。
步骤二、粉碎:通过氢破碎制成粉体状原料,过筛后,待用。
步骤三、成型准备:将碳纤维填充到成型模具中,添加固化液进行热压,制得骨架,填充粉体状原料,成型模具在惰性气体保护下在磁场中取向,从而制得生坯磁体。
步骤四、回火成型:在惰性气体保护下振动压实成型模具,进行回火烧结,获得粗坯。
步骤五、镀膜:对粗坯进行清洗和干燥,进行磷化处理,最后离子溅射镍膜。
具体的,在步骤一中,初步成型冷却的尺寸为2毫米厚度的薄片。
具体的,在步骤二中,粉体状原料的颗粒度为1.2~2.5微米之间。
具体的,在步骤三中,固化液进行热压的温度为135~170℃,时间控制在15-25分钟。
具体的,在步骤四中,回火烧结室温起经2小时升温至300摄氏度,然后将成型模具在750摄氏度的真空烧结炉中保温3小时,出炉前1小时将温度提升到1010~1050摄氏度,并在1010~1050摄氏度的真空炉中再保温3小时,即完成烧结。
具体的,在步骤五中,磷化处理的磷化液包括磷酸钾、次硫酸钾、焦磷酸、磷酸二氢钾与磷酸二氢钙的一种或多种按照任意比例混合制得。
实施例2:
盐雾水蚀实验,选用六组强力磁铁,其中两组为本发明制得强力磁铁,其中1-2组,为本发明制得强力磁铁,其余两组采购市面成熟的强力磁铁,其中3-4组,为购买强力磁铁,剩两组作为对照组,其中5-6组,为对照组,其中。
表一:
水流冲刷实验:采用不同流速的水流和水流中含有的固体颗粒物的量进行分别测试,其中抗水蚀性能测试采用一小时内不同流速水量冲刷,水流流速越高,抗水蚀性能越好,固体含量是指水流中含有的固体颗粒物,为保持变量,实验过程中,采用颗粒度为1毫米的沙粒作为固体颗粒物添加到水流中,采用单一流速和压力,对材料进行冲刷,高固体含量可以优选出耐磨损的材料,冲刷时间控制在15分钟内。
表二:
实施例的方法进行检测分析,并与现有技术进行对照,得出如下数据:
表三检测分析
耐水蚀 | 结构强度 | 耐磨效果 | |
实施例 | 较高 | 较高 | 较高 |
现有技术 | 较低 | 较低 | 较低 |
根据上述表格数据可以得出,当实施实施例时,通过本发明一种耐水蚀强力磁铁的配方及制作方法,该耐水蚀强力磁铁的配方及制作方法,在回火烧结前,采用碳纤维作为骨架,可以最大程度在烧结的过程中使得熔融液稳定附着在碳纤维和固化液的外部处,形成致密的磁铁,且采用磷化处理和镍膜保护的磁铁,具备相当高的结构强度,避免致密的膜可以最大程度降低水蚀效果,并且有耐磨损的效果。
本发明提供了一种耐水蚀强力磁铁的配方,包括如下原料:钕铁硼50%-70%、防氧化剂5%-7%、碳纤维5%-10%、固化液1%-2%、稀土混合物5%-8%与活性炭3%-6%,碳纤维强度在3.5GPa以上,长度在5-8毫米之间,固化液由树脂、改性环氧树脂与酚醛树脂的一种或多种按照任意比例混合制得,稀土混合物包括氧化铈、氟化镓和水合氯化镨的一种或多种按照任意比例混合制得,镓在干燥空气中较稳定并生成氧化物薄膜阻止继续氧化,在潮湿空气中失去光泽,与碱反应放出氢气,生成镓酸盐,能被冷浓盐酸浸蚀,对热硝酸显钝性,高温时能与多数非金属反应;溶于酸和碱中,镓在化学反应中存在+1、+2和+3化合价,其中+3为其主要化合价,镓的活动性与锌相似,却比铝低,镓是两性金属,既能溶于酸(产生Ga)也能溶于碱,镓在常温下,表面产生致密的氧化膜阻止进一步氧化,加热时和卤素、硫迅速反应,和硫的反应按计量比不同产生不同的硫化物,镨单独用作永磁材料性能并不突出,但它却是一个能改善磁性能的优秀协同元素,无论是第一代稀土永磁材料钐钴永磁合金,还是第三代稀土永磁材料钕铁硼,加入适量的镨都能有效地提高和改善永磁材料性能,如在SmCo5中加入部分Pr取代Sm可以提高永磁材料的磁能积,两者的比例一般为80%Sm-20%Pr,若镨加入过多反而会降低材料的矫顽力和稳定性,在第三代稀土永磁材料钕铁硼中,添加镨可以提高材料的矫顽力,德国、日本等国在生产高矫顽力钕铁硼磁体时,均加入部分镨,镨的加入量为5%~8%,最高达10%,可取代1/3的钕,磁性材料对镨质量要求较高,至少应达到钕的同等质量,加入镨还能提高磁体抗氧化性能(耐空气腐蚀)和机械性能,已被广泛应用于各类电子器件和马达上。
制造如上述任意一项的一种耐水蚀强力磁铁的配方的制备方式,包括:步骤一、原料提炼:将原料置于真空炉进行炼化,提取熔融液进行初步成型冷却,初步成型冷却的尺寸为2毫米厚度的薄片,步骤二、粉碎:通过氢破碎制成粉体状原料,过筛后,待用,粉体状原料的颗粒度为1.2~2.5微米之间,步骤三、成型准备:将碳纤维填充到成型模具中,添加固化液进行热压,制得骨架,填充粉体状原料,成型模具在惰性气体保护下在磁场中取向,从而制得生坯磁体,固化液进行热压的温度为135~170℃,时间控制在15-25分钟,步骤四、回火成型:在惰性气体保护下振动压实成型模具,进行回火烧结,获得粗坯,回火烧结室温起经2小时升温至300摄氏度,然后将成型模具在750摄氏度的真空烧结炉中保温3小时,出炉前1小时将温度提升到1010~1050摄氏度,并在1010~1050摄氏度的真空炉中再保温3小时,即完成烧结,步骤五、镀膜:对粗坯进行清洗和干燥,进行磷化处理,最后离子溅射镍膜,磷化处理的磷化液包括磷酸钾、次硫酸钾、焦磷酸、磷酸二氢钾与磷酸二氢钙的一种或多种按照任意比例混合制得。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种耐水蚀强力磁铁的配方,其特征在于,包括如下原料:钕铁硼50%-70%、防氧化剂5%-7%、碳纤维5%-10%、固化液1%-2%、稀土混合物5%-8%与活性炭3%-6%。
2.根据权利要求1所述的一种耐水蚀强力磁铁的配方,其特征在于,所述碳纤维强度在3.5GPa以上,长度在5-8毫米之间。
3.根据权利要求1所述的一种耐水蚀强力磁铁的配方,其特征在于,所述固化液由树脂、改性环氧树脂与酚醛树脂的一种或多种按照任意比例混合制得。
4.根据权利要求1所述的一种耐水蚀强力磁铁的配方,其特征在于,所述稀土混合物包括氧化铈、氟化镓和水合氯化镨的一种或多种按照任意比例混合制得。
5.制造如权利要求1-4所述的一种耐水蚀强力磁铁的配方的制备方式,其特征在于,包括:
S1、原料提炼:将原料置于真空炉进行炼化,提取熔融液进行初步成型冷却;
S2、粉碎:通过氢破碎制成粉体状原料,过筛后,待用;
S3、成型准备:将碳纤维填充到成型模具中,添加固化液进行热压,制得骨架,填充粉体状原料,成型模具在惰性气体保护下在磁场中取向,从而制得生坯磁体;
S4、回火成型:在惰性气体保护下振动压实成型模具,进行回火烧结,获得粗坯;
S5、镀膜:对粗坯进行清洗和干燥,进行磷化处理,最后离子溅射镍膜。
6.根据权利要求5所述的一种耐水蚀强力磁铁的配方的制备方式,其特征在于,在步骤S1中,所述初步成型冷却的尺寸为2毫米厚度的薄片。
7.根据权利要求5所述的一种耐水蚀强力磁铁的配方的制备方式,其特征在于,在步骤S2中,所述粉体状原料的颗粒度为1.2~2.5微米之间。
8.根据权利要求5所述的一种耐水蚀强力磁铁的配方的制备方式,其特征在于,在步骤S3中,所述固化液进行热压的温度为135~170℃,时间控制在15-25分钟。
9.根据权利要求5所述的一种耐水蚀强力磁铁的配方的制备方式,其特征在于,在步骤S4中,所述回火烧结室温起经2小时升温至300摄氏度,然后将成型模具在750摄氏度的真空烧结炉中保温3小时,出炉前1小时将温度提升到1010~1050摄氏度,并在1010~1050摄氏度的真空炉中再保温3小时,即完成烧结。
10.根据权利要求5所述的一种耐水蚀强力磁铁的配方的制备方式,其特征在于,在步骤S5中,所述磷化处理的磷化液包括磷酸钾、次硫酸钾、焦磷酸、磷酸二氢钾与磷酸二氢钙的一种或多种按照任意比例混合制得。
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