专利名称：金属锡粘结钕铁硼稀土永磁材料的方法
技术领域：
本发明涉及的是一种粘结钕铁硼磁粉的方法，特别是一种金属锡粘结钕铁硼稀土永磁材料的方法，属于无机粘结方法领域。
背景技术：
钕铁硼粘结磁体具有优良的磁性能。目前，其粘结工艺仍局限于有机粘结，特别是环氧树脂粘结。但有机硅具有常温脆性、容易和水结合以及它和无机磁粉粘附力不强等缺点；同时环氧树脂粘结剂容易老化，还存在高温软化和不耐有机溶剂等问题，这些都大大限制了有机粘结钕铁硼磁体的发展和应用。采用无机粘结剂则可以弥补相应的不足之处，具有无老化、一般不和有机溶剂反应、强度较高、使用温度较高等优点，可以适用于更为广泛的应用环境。国外已有用低熔点金属制备粘结钐铁氮磁体的报导。
巴西Unicamp公司的R.C.Araujo等人在Elsevier科学出版社出版的《磁学与磁性材料》杂志(2001年，第226-230卷，1449-1451页)上发表了《锡沉积及等离子烧结工艺对钐铁氮化合物磁性能的影响》一文，尝试了用金属锡做钐铁氮粘结磁体的粘结剂。由于金属粘结剂和钕铁硼粉末的混合很难达到均匀，特别在粘结剂熔点附近压制时金属锡极易溢出，为了避免这一现象，他们采用化学方法在水介质中将3重量百分比的锡沉积在钐铁氮表面，然后等离子烧结，得到矫顽力Hcj＝368(kA/m)的金属锡粘结钐铁氮磁体，但是成本相当高。关于金属粘结钕铁硼磁体的研究目前国内外仍无人涉及到。该工艺之所以没能得到充分的发展，主要是由于金属粘结时需要较高的加热温度，而钕铁硼的居里温度一般在310～340℃左右，且磁性能的温度稳定性差，随着温度的升高，钕铁硼的氧化速度将急速增加，在环境温度250℃以上，矫顽力已经降低到零，因此当实施温度高于200℃时，人们通常倾向于采用热压成型或烧结方法；另外，如上述引证文献中所提及，金属粘结剂和钕铁硼粉末的混合很难达到均匀，特别在粘结剂熔点附近压制时金属粘结剂极易溢出，不利于粘结剂的均匀。文献中所采用的先将金属锡沉积在钐铁氮磁粉表面然后等离子烧结的方法成本非常高，不利于工业应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种金属锡粘结钕铁硼稀土永磁材料的方法。针对钕铁硼磁粉易氧化失效的特点，及现有金属粘结工艺中粘结剂混合不均、且成本高昂的缺陷，本发明的工艺操作简单，成本低廉，能够在较低温度、钕铁硼磁粉极少氧化的情况下实施，解决了混粉问题，得到性能优良的金属粘结钕铁硼永磁块体。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明主要包括如下步骤A.配制钝化还原反应所需的K2Cr2O7水溶液、盐酸水溶液、NaOH水溶液和NaHSO3水溶液，配制自制分散剂溶液。
B.钕铁硼磁粉钝化还原预处理，用K2Cr2O7溶液和NaHSO3溶液对钕铁硼磁粉进行钝化还原处理，并用盐酸溶液和NaOH溶液调节pH值。
C.在经包裹处理的92～98重量百分比钕铁硼磁粉和2～8重量百分比金属锡粉的混合料中加入添加剂，添加剂配比为1～3重量百分比的松香，97～99重量百分比无水酒精，并混合均匀。
D.采用万能材料实验机对钕铁硼磁粉先进行预压，然后再双向施加压力并保载一段时间。
E.将试样和模具一起放入干燥箱中，在稍高于金属粘结剂锡的熔点的温度加热并保温一段时间。
F.再次双向压制并保载一段时间。
G.在室温中经过空冷后脱模。
在步骤B中，将钕铁硼磁粉与配好的K2Cr2O7水溶液混合，充分搅拌并静置，在试样中滴入稀盐酸，调节溶液至合适的pH值，然后加入配好的NaHSO3水溶液，充分搅拌溶液至溶液呈铬绿色，再加入NaOH稀溶液，调节溶液pH，充分搅拌后静置。水洗钕铁硼磁粉至水洗溶液为无色透明，然后在干燥箱内烘干。在步骤D中，将适量的石蜡涂敷在模具内表面以减轻压制时钕铁硼磁粉和模具之间的摩擦。
本发明具有实质性特点和显著进步。本发明采用金属锡粉和经钝化还原方法包裹的钕铁硼磁粉来制作金属锡粘结钕铁硼永磁材料，用自制分散剂解决了金属锡粘结剂在磁粉中分布不均匀的问题，得到性能优良的锡/钕铁硼粘结磁体，填补了这一技术领域的空白。采用钝化还原方法对钕铁硼磁粉进行包裹处理，能够极大提高磁粉的高温抗氧化性能，使其满足金属锡粘结工艺的实施温度。通过加入自制分散剂解决了锡在磁体中分布不均匀、磁体成型差的问题，提高了粘结磁体压制特性，并增加了磁粉颗粒之间的耦合作用，从而改善其剩磁和最大磁能积。较文献中所采用的化学沉积进行锡粘结剂的混粉、然后等离子烧结的工艺，成本大大降低。
具体实施例方式
下面根据本发明的具体实施例进一步说明本发明1)配料配制浓度为1重量百分比的K2Cr2O7水溶液，浓度为1重量百分比的盐酸水溶液，浓度为1重量百分比的NaOH水溶液和浓度为1重量百分比的NaHSO3水溶液。配制成分为松香酒精溶液的自制分散剂。
2)磁粉预处理对需要包裹的MQ-B钕铁硼磁粉进行钝化还原处理将钕铁硼磁粉与配好的K2Cr2O7水溶液混合(质量比3∶1)，充分搅拌并静置30分钟，在试样中滴入1重量百分比稀盐酸，调节溶液至pH＝4，然后加入配好的NaHSO3水溶液(溶液与磁粉的质量比1∶3.5)，充分搅拌溶液至溶液呈铬绿色，再加入1重量百分比的NaOH稀溶液，调节溶液pH＝9。充分搅拌后静置30分钟，水洗钕铁硼磁粉至水洗溶液为无色透明。在干燥箱内50℃烘干。
3)混粉在经包裹处理的钕铁硼磁粉和金属锡粉的混合料中加入添加剂，并混合均匀。
当锡粉含量为2.5重量百分比，磁粉含量为97.5重量百分比，添加剂配方为1重量百分比松香，99重量百分比无水酒精时，性能数据为剩磁Br＝0.691(T)，矫顽力Hcj＝690(kA/m)，磁能积(BH)max＝73.8(kJ/m3)，密度ρ＝6.05×103(kg/m3)，抗压强度σbc＝76.5(MPa)当锡粉含量为5.0重量百分比，磁粉含量为95.0重量百分比，添加剂配方为1重量百分比松香，99重量百分比无水酒精时，性能数据为剩磁Br＝0.701(T)，矫顽力Hcj＝687(kA/m)，磁能积(BH)max＝78(kJ/m3)，密度ρ＝6.42×103(kg/m3)，抗压强度σbc＝98.0(MPa)当锡粉含量为7.5重量百分比，磁粉含量为92.5重量百分比，添加剂配方为1重量百分比松香，99重量百分比无水酒精时，性能数据为剩磁Br＝0.689(T)，矫顽力Hcj＝666(kA/m)，磁能积(BH)max＝73.8(kJ/m3)，密度ρ＝6.50×103(kg/m3)，抗压强度σbc＝104.3(MPa)当锡粉含量为5.0重量百分比，磁粉含量为95.0重量百分比，添加剂配方为2重量百分比松香，98重量百分比无水酒精时，性能数据为剩磁Br＝0.686(T)，矫顽力Hcj＝700(kA/m)，磁能积(BH)max＝75.4(kJ/m3)，密度ρ＝6.29×103(kg/m3)，抗压强度σbc＝94.6(MPa)当锡粉含量为5.0重量百分比，磁粉含量为95.0重量百分比，添加剂配方为3重量百分比松香，97重量百分比无水酒精时，性能数据为剩磁Br＝0.658(T)，矫顽力Hcj＝647(kA/m)，磁能积(BH)max＝67.4(kJ/m3)，密度ρ＝6.04×103(kg/m3)，抗压强度σbc＝87.5(MPa)4)压制成型用60吨万能材料实验机进行压制。将适量的石蜡涂敷在模具内表面以减轻压制时钕铁硼磁粉和模具之间的摩擦。将混合后的物料放入模具，预压至180MPa，再双向压至560MPa，并保载15分钟。
5)加热将试样和模具一起放入干燥箱中加热，在稍高于金属粘结剂锡的熔点温度(232℃+3～8℃)下保温1～1.5小时。
6)二次压制双向压至300MPa，并保载5分钟。
7)固化在室温中经过空冷后脱模。
权利要求
1.一种金属锡粘结钕铁硼稀土永磁材料的方法，主要包括如下步骤A.配制钝化还原反应所需的K2Cr2O7水溶液、盐酸水溶液、NaOH水溶液和NaHSO3水溶液，配制自制分散剂溶液，B.钕铁硼磁粉钝化还原预处理，用K2Cr2O7溶液和NaHSO3溶液对钕铁硼磁粉进行钝化还原处理，并用盐酸溶液和NaOH溶液调节pH值，C.在经包裹处理的92～98重量百分比钕铁硼磁粉和2～8重量百分比金属锡粉的混合料中加入添加剂，添加剂配比为1～3重量百分比的松香，97～99重量百分比无水酒精，并混合均匀，D.采用万能材料实验机对钕铁硼磁粉先进行预压，然后再双向施加压力并保载一段时间，E.将试样和模具一起放入干燥箱中，在稍高于金属粘结剂锡的熔点的温度加热并保温一段时间，F.再次双向压制并保载一段时间，G.在室温中经过空冷后脱模。
2.根据权利要求1所述的金属锡粘结钕铁硼稀土永磁材料的方法，其特征是，在步骤B中，将钕铁硼磁粉与配好的K2Cr2O7水溶液混合，充分搅拌并静置，在试样中滴入稀盐酸，调节溶液的PH值，然后加入配好的NaHSO3水溶液，充分搅拌溶液至溶液呈铬绿色，再加入NaOH稀溶液，调节溶液的PH值，充分搅拌后静置。
3.根据权利要求2所述的金属锡粘结钕铁硼稀土永磁材料的方法，其特征是，水洗磁粉至水洗溶液为无色透明，然后在干燥箱内烘干。
4.根据权利要求1所述的金属锡粘结钕铁硼稀土永磁材料的方法，其特征是，在步骤D中，将适量的石蜡涂敷在模具内表面以减轻压制时钕铁硼磁粉和模具之间的摩擦。
全文摘要
一种金属锡粘结稀土永磁材料的方法属于无机粘结技术领域。配制钝化还原反应所需的K
文档编号H01F1/057GK1438659SQ03115679
公开日2003年8月27日 申请日期2003年3月6日 优先权日2003年3月6日
发明者吴建生, 刘薇, 杨远刚, 曹力军, 孟艳 申请人:上海交通大学