一种高韧性的稀土柔性磁条及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁性材料技术领域，特别涉及一种高韧性的稀土柔性磁条及其生产方法。
【背景技术】
[0002]稀土柔性永磁材料虽然问世时间短，产量也少于烧结永磁材料，但因其具有烧结、铸造、热变形等制造方法所不具备的优点，使得粘结永磁材料发展迅速，在各个领域的应用前景广阔，倍受各国永磁行业的重视。
[0003]稀土柔性永磁材料是重要的金属功能材料，利用其能量转换功能和磁的各种物理效应可以制成多种形式的功能器件。制成的稀土柔性磁条可以广泛应用于航天航海、信息电子、能源、交通、通讯和磁疗保健众多领域，特别是，近年来，由于稀土柔性磁条特有的促进血液循环、改善睡眠等方面的保健作用，市场上对柔性磁条的需求越来越多。
[0004]稀土磁性材料的抗拉、抗弯强度均较低，且其断裂韧性比普通金属材料低1-2个数量级，与陶瓷材料的断裂韧性值相当。韧性差使稀土磁体在生产、加工、运输、装配等过程中容易掉边掉角，甚至断裂；韧性差，也使得材料韧性差，降低了材料的抗冲击振动能力，影响材料在使用过程中的稳定性和安全性。韧性差的永磁体不仅增加了稀土永磁材料的生产成本，而且严重制约了稀土永磁材料的应用发展。
[0005]现有技术中，通过在磁粉中添加适量的纤维状金属丝来提高材料的断裂韧性。然而，实验表明，铁纤维的添加不但会使磁性材料的磁性降低，而且会使矫顽力和方形度降低，并且添加铁纤维没有任何的增加韧性的作用，反而使磁性材料的力度下降。现有技术还通过添加Cu元素提高NdFeB永磁材料的韧性的技术方案，然而，随着Cu元素的加入，在烧结过程中形成了三角态的金属间化合物NdFeCoCu进入到晶界中，提高了烧结体的强度，但是随着Cu含量的增加，烧结体中三角态相增多而导致应力集中，进而使得NdFeB永磁材料的冲击韧性下降。
[0006]现有技术还提出了向稀土永磁材料中添加其他金属来提高材料的韧性的方法，例如，中国发明专利CN1217551A为“一种高性能稀土永磁材料及其制备方法”，是将占基本组成总重量0.05?2.0 %的添加剂D (D = Al2O3或TiN)加入到R-Fe-M-B合金粉末中，将混合粉末压制成型、烧结、热处理制得含添加剂D的稀土永磁材料。该材料主要是为了降低磁体成本而采用Al2O3或TiN添加的办法，添加的这两种颗粒虽然在一定程度上可以代替重稀土元素或重稀土元素氧化物提高磁体矫顽力，但这两种颗粒都属于高硬度、高脆性颗粒，它们的加入并不能提尚磁体的强初性。
[0007]另外，现有技术还通过双合金法提高材料的断裂韧性，但是该方法的工艺复杂、并且对材料的韧性改进效果有限。
[0008]为此，需要开发一种新的高韧性的稀土柔性磁条及其生产方法。
【发明内容】
[0009]本发明解决了的技术问题是:现有技术中的稀土永磁材料韧性差、增韧改性过程中改性效果有限且工艺复杂。为此，本发明提出一种高韧性的稀土柔性磁条及其生产方法，可充分地消除由于现有技术的限制和缺陷导致的一个或多个问题。
[0010]本发明另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本发明的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本发明目的和优点。
[0011]本发明提供了一种高韧性的稀土柔性磁条的生产方法，所述方法包括以下步骤:
[0012]步骤I，向NdFeB中添加Dy元素或Tb元素，形成NdFeB合金；
[0013]步骤2，制备平均粒径为3-4 μ m的NdFeB合金粉末；具体的，首先利用激冷甩带工艺制备NdFeB合金薄片，然后经破碎、研磨得到NdFeB合金粉末；
[0014]步骤3，利用偶联剂和涂层剂对NdFeB合金粉末进行表面处理，所述偶联剂为钛酸醋，所述涂层剂为芳香族二羧酸；具体包括:将NdFeB合金粉末与浓度为0.1wt%的钛酸醋甲苯溶液、浓度为0.2wt%的芳香族二羧酸混合，并在100°C下用磁力搅拌器以400转/分搅拌半个小时；
[0015]步骤4，在捏炼机中，将表面处理后的NdFeB合金粉末与粘结剂和加工助剂混炼均匀，混炼温度为90-110°C，混炼时间为10-15分钟，其中所述粘结剂为F48热固性酚醛环氧树脂；
[0016]步骤5，将混炼均匀的物料压延成厚度为2-3_的片材；
[0017]步骤6，将片材在破碎机中进行破碎，得到通过12目的筛网的粒料；
[0018]步骤7，通过挤出机将粒料挤出成型，得到稀土柔性磁条，其中，在挤出成型过程中施加1.5T的取向磁场。
[0019]优选的，所述Dy元素或Tb元素在NdFeB合金中的重量百分比含量分别为6%和
[0020]优选的，在步骤2中，通过氢碎的方法将NdFeB合金薄片破碎。
[0021]优选的，所述研磨的方法为气流磨或球磨。
[0022]优选的，步骤4中的加工助剂为润滑剂、固化剂、增塑剂。
[0023]优选的，所述润滑剂为聚乙烯醇缩丁醛，所述固化剂为间苯二胺，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类化合物或环氧类化合物。
[0024]本发明还提供了一种高韧性的稀土柔性磁条，所述高韧性的稀土柔性磁条的组份包括:NdFeB合金磁粉92wt% -97wt%,粘结剂2_3wt%，加工助剂l_5wt%，其中，所述NdFeB合金磁粉包含Dy元素或Tb元素，所述粘结剂为F48热固性酚醛环氧树脂，所述加工助剂为偶联剂、涂层剂、润滑剂、固化剂和增塑剂，所述偶联剂为钛酸酯，所述涂层剂为浓度为0.2wt %的芳香族二羧酸。
[0025]优选的，所述Dy元素或Tb元素在NdFeB合金中的重量百分比含量分别为6%和
[0026]优选的，所述润滑剂为聚乙烯醇缩丁醛，所述固化剂为间苯二胺，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类化合物或环氧类化合物。
[0027]本发明提供的高韧度的稀土柔性磁条生产方法工艺简单，成本低，所生产的稀土柔性磁条机械性能好，具有很高的韧性，不易开裂和爆角，可实现大规模的自动化生产，经济效益高。
【附图说明】
[0028]图1为根据本发明实施例的、高韧性的稀土柔性磁条的生产方法的流程图。
【具体实施方式】
[0029]下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。
[0030]发明人在实际生产结合大量的实验研宄工作的基础上，发现稀土柔性磁条的韧性和材料的成分、颗粒的大小以及添加的助剂都有紧密的关系，为此，本发明着重通过上述几个方面来改进稀土柔性磁条的韧性。
[0031]本发明提出了一种高韧性的稀土柔性磁条的生产方法，本发明的稀土磁性材料采用NdFeB，所述方法包括以下步骤:
[0032]步骤I，向NdFeB中添加附加元素，形成NdFeB合金；
[0033]优选的，所述附加元素为Dy元素或Tb元素，并且所述Dy元素或Tb元素在NdFeB合金中的重量百分比含量分别为6%和4%。
[0034]NdFeB磁体主要有3中组成相:(I)多边形形状的基体相Nd2Fe14B,它是磁性相，为金属间化合物，为各向异性四方晶体结构；(2)富钕相，一般以3种存在形式存在:第一种是镶嵌在主相边界上的块状富钕相，第二种是连续分布在晶粒边界和晶界交隅处的薄层状富钕相，第三种是分布在主相晶粒内部的弥散的富钕相。(3)富硼相，往往以孤立的块(角)状或颗粒状存在于晶界上。合金的这种结构有助于提高磁体的磁性性能，但是对力学方面却有负面影响，其中的富钕相对晶粒主要起到磁隔绝的作用，能够提高NdFeB永磁材料的磁性能，但是富钕相的硬度较低，微裂纹在其中扩展相对容易，这些薄片状的富钕相是使NdFeB永磁材料产生沿晶断裂的重要原因。因此在NdFeB永磁材料中添加适当的元素，改善富钕相的成分和结构，提高富钕相的强度，从而可以提高NdFeB永磁材料的力学性能。
[0035]本发明通过大量的实验，发现当Dy元素或Tb元素在所述NdFeB合金中的含量为4%时，可以显著提高磁体的韧性。添加Dy元素或Tb元素可以显著提高NdFeB永磁材料的韧性，是因为添加Dy元素或Tb元素改善了材料的晶界微结构，增强了局部结合强度。
[0036]步骤2，制备NdFeB合金粉末；
[0037]具体的，首先利用激冷用带工艺制备NdFeB合金薄片，然后经破碎、研磨得到NdFeB合金粉末。
[0038]优选的，本发明