含有钕铁氮的粘结复合永磁材料及其制备方法

专利名称：含有钕铁氮的粘结复合永磁材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及永磁材料，具体地说，是一种柔性粘结磁体类材料，尤其是一种新型的含有钕铁氮的粘结复合永磁体及其制造工艺，该产品具有磁性能高，以及拉伸强度、抗氧化性、柔韧性、可挠性均好的特点。
背景技术：
粘结永磁体自问世以来，已广泛应用于家电、电脑、汽车、加工及工厂的自动化领域；随着全球信息、电子、交通等产业的飞速发展以及我国的IT产业的迅速崛起，计算机、汽车工业和消费类电子市场也将对高性能的磁性材料的需求呈现迅猛增长趋势，制造各种微特电机及磁吸装置等的需求量也越来越大，粘结永磁体每年以30％左右的比例在增长。在现有的粘结永磁体中，普遍是采用钕铁硼(NdFeB)磁性粉末，从NdFeB永磁粉末的性能上，它具有易于腐蚀、易于氧化等多种缺点，在制成各种磁体的时候在制作工艺的最后还要加上防腐蚀、防氧化等的工艺流程；而且该磁粉价格一直处于一种垄断的状态，从而导致制成的粘结NdFeB系列复合永磁体价格相应较高，这样在高成本上也就增加了一定的由于增加防腐蚀、防氧化等的工艺而增加的附加成本，况且在防腐蚀防氧化等的工艺流程中会存在许多技术和环保问题，这样整个制作磁体的过程中就会出现较多的问题，从而使制做的磁体往往存在许多技术缺陷；另外，由于NdFeB永磁粉末颗粒粗大，制成的产品柔韧性和可挠性差。
北京大学教授、中科院院士杨应昌等发明了1:12型钕-铁-氮化合物系列，申请号90109166.9，该1:12型钕-铁-氮化合物系列其分子式为NdFe12-xMxNy，其中M为Ti(钛)，Mo(钼)或W(钨)；X＝1～2；y＝3～7，从发明所披露的产品(即磁粉)的性能上看，该磁粉克服了NdFeB系列复合永磁体的种种缺陷，具有下列特点①因稀土相对含量少，且不掺杂钴等昂贵的金属，且由我国自己研发的具有我国自主知识产权，所以成本低；②抗腐蚀能力、抗氧化能力强，通过氮化避免了一般以稀土-铁为基的永磁材料容易腐蚀、易氧化的弱点；③与钕铁硼相比，粉末颗粒细小、粒度分布均匀；④不仅在常温下，而且在低温下也显示出优异的磁性能。
因此，开发一种新的永磁体从而替代钕铁硼的永磁材料，是本领域一直期待解决的课题。从某种意义上来说，钕铁氮永磁材料是唯一有望与钕铁硼相竞争的永磁化合物。

发明内容
为了解决现有磁体存在的一些缺陷，发明人提供了一种新型的含有钕铁氮(表示为NdFeN，优选分子式为NdFe12-xMxNy，其中M为Ti、Mo或W；X＝1～2；y＝3～7)的粘结复合永磁体及其制造工艺，通过采用含有NdFeN的永磁粉末与粘结剂复合压制而成，具有磁性能高，以及拉伸强度、抗氧化性、柔韧性、可挠性均好的特点。
本发明的目的在于提供一种含有钕铁氮的粘结复合永磁材料，该材料利用NdFeN完全或部分替代NdFeB作为原料，使产品具有磁性能高，以及拉伸强度、抗氧化性、柔韧性、可挠性均好的特点。
本发明的目的还在于提供一种含有钕铁氮的粘结复合永磁材料的制备方法，通过采用含有NdFeN的永磁粉末与粘结剂(橡胶或氯化聚乙烯)复合压制而成，使产品具有良好的磁性能，以及优良的拉伸强度、抗氧化性、柔韧性和可挠性均好的特点。
本发明提供一种含有钕铁氮的粘结复合永磁材料，其中重量比为85～97％的永磁粉末，其至少含有10％的钕铁氮(系)永磁粉末；2～12％的粘结剂和1～3％的配合剂，所述粘结剂为橡胶或氯化聚乙烯，配合剂包括偶联剂、补强填充剂、防老剂和增塑润滑剂。
本发明还提供了上述含有钕铁氮的粘结复合永磁材料的制备方法，其步骤包括将重量比85～97％的钕铁氮系永磁粉末和0.1～0.8％的偶联剂与醇、酮类有机溶剂(如酒精、丙酮等)混合进行包覆处理，干燥；将包覆好的永磁粉末和粘结剂以及其他配合剂送入密炼机中进行混炼，混炼均匀之后，再用双辊炼胶机混炼；压成薄片，叠成所需的成品厚度。
本发明采用含有NdFeN的永磁粉末和粘结剂作为原料，经过复合压制，开发出一种含有NdFeN的复合永磁体，其为一种柔性粘结磁体，该产品耐腐蚀、抗氧化、耐热、耐油、耐溶剂性好且机械性能、物理性能、磁性能和表观性能等综合性能均良好。
上述步骤所需的温度可以为常规温度，例如，密炼机的温度优选为80～120℃，辊温为50～100℃，优选开炼机的辊温略低于密炼机的辊温，例如密炼机辊温为60～100℃，开炼机的辊温是50～90℃；薄片的厚度优选为1～3mm。
当粘结剂为橡胶时，在压成薄片，叠成所需的成品厚度之后还可包括硫化的步骤，所述的硫化包括热空气硫化或有框硫化，硫化温度优选为140～170℃。
上述的含有钕铁氮的粘结复合永磁材料，其中含有的永磁粉末中至少含有10％钕铁氮(系)的永磁粉末，该永磁粉末可以是100％的NdFeN；也可以是NdFeN系和铁氧体系复合永磁粉末；还可以是NdFeN系、铁氧体系和NdFeB系复合永磁粉末。当使用复合永磁粉末时，各成分之间可以较宽比例组配而成，但NdFeN系永磁粉末至少为永磁粉末总重量的10％，优选50％以上。
在优选实施例中，本发明所提及的含有NdFeN的永磁粉末可以是自制或市售的任一种NdFeN永磁粉末，优选1:12型钕-铁-氮化合物系列，分子式为NdFe12-xMxNy，其中M为Ti(钛)，Mo(钼)，W(钨)；X＝1～2；y＝3～7，例如可以优选采用90109166.9中所披露的1:12型钕-铁-氮化合物系列；铁氧体系永磁为锶铁氧体或钡铁氧体，其分子式分别为SrO·6Fe2O3和BaO·6Fe2O3；NdFeB系永磁粉末为2:14型钕-铁-硼化合物系列，其分子式为Nd2(Fe1-xMx)14B，其中，M为Co(钴)、Ni(镍)、Si(硅)、Cr(铬)、Al(铝)、Mn(锰)或Ru(钌)，X＝0～1。本发明的复合永磁体中含有NdFeN系的永磁粉末的总重量含量在85～97％，当该永磁粉末为两种或三种永磁粉末的复合时，该两种或三种粉末组份的含量在上述比例范围内可调，但要求NdFeN不得少于10％。
本发明的原料中的NdFeN(系)永磁粉末具有下列特点①稀土相对含量少，且不掺杂钴等昂贵的金属，成本低；②通过氮化避免了一般以稀土-铁为基的永磁材料容易腐蚀、易氧化的弱点，抗腐蚀能力、抗氧化能力强；③粉末颗粒细小、且粒度分布均匀，制成的永磁体表观性能好，光滑、平整不掉渣，力学性能好，挠曲度大，可随意弯折和卷曲而表面不产生裂纹和皲裂现象，拉伸强度高，延伸率大。④不仅在常温下，而且在低温下也显示出优异的磁性能。
上述的含有钕铁氮的粘结复合永磁材料，其中粘结剂为橡胶或氯化聚乙烯，所述的橡胶包括选自天然橡胶(NR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、硅橡胶(MVQ)、乙丙橡胶(EPDM)、氯磺化聚乙烯(CSM)、丁苯橡胶(SBR)、丁基橡胶(ACM)、聚异戊烯橡胶(IR)和氟橡胶(FPM)中的至少一种。
配合剂在含有NdFeN的粘结复合永磁体的制备与性能上都起到至关重要的作用，本发明所述的配合剂包括偶联剂、补强填充剂、防老剂、增塑润滑剂等。
其中当粘结剂为橡胶时，配合剂优选为偶联剂、硫化剂、硫化助剂、补强填充剂、防老剂和增塑润滑剂；粘结剂为氯化聚乙烯时，配合剂优选为偶联剂、防老剂、增塑润滑剂和补强填充剂。
偶联剂主要是硅烷类或钛酸脂类，占永磁体总重量比的0.1～0.8％；硫化剂又称交链剂，种类很多，可选自硫及其同族元素(如硫磺、硒和碲等)、过氧化物(尤其是有机过氧化物，如过氧化甲苯酰(BPO)和过氧化二异丙苯(DCP)等)、金属氧化物(如氧化锌和氧化镁等)，优选硫、硒、碲或过氧化二异丙苯(DCP)等，更优选硫或过氧化二异丙苯(DCP)；硫化助剂是指有助于硫化工艺的配合剂，它的加入能大大地促进磁性橡胶的硫化反应、提高硫化速度、降低硫化温度和缩短硫化时间，同时改善磁性橡胶的物理机械性能，一般有噻唑类(如2-巯基苯并噻唑(M)或二硫化苯并噻唑(DM)等)、秋兰姆类(如二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)，一硫化四甲基秋兰姆(TMTM)等)、次磺酰胺类(如N-环乙基-2-苯并噻唑基次硫酰胺(CZ)，N，N-二环己基-2-苯并噻唑次硫酰胺(DZ))等，补强填充剂主要是提高产品的拉伸强度、硬度和降低成本的功能，粘结橡胶磁体用的补强填充剂主要是炭黑和白炭黑、陶土、滑石粉和碳酸钙等，炭黑是最重要的补强剂，主要由碳元素组成、结构稳定、粒径小、比表面积大、具有很好的补强作用，白炭黑属于无机填料，补强效果近似于炭黑；防老剂是指防止产品在加工制造、长期储存和使用过程中，由于受到氧、臭氧、变价金属离子、热和光等作用而使产品改性，主要有胺类(如2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体(RD))、酚类(如苯乙烯化苯酚(SPH))等；增塑润滑剂是指在加工工艺过程中的混炼、压延、压出和成型时能改善其可塑度性、润滑性的配合剂，使产品具有良好的加工性能，一般包括矿物油类、动植物油类和合成物类三种，矿物油有石蜡、凡士林、石油树脂等，动植物油类有松焦油、脂肪酸和脂肪油等，合成物类有环氧类化合物(有脂肪油系、硬脂酸系和四氢邻苯二甲酸脂类)和聚酯类化合物(如邻笨二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP))。上述硫化剂、硫化助剂、补强填充剂、防老剂、增塑润滑剂等配合剂的总和占永磁体总重量比的0.9～2.2％。
本发明所述的含有钕铁氮的粘结复合永磁体，其具有优良的磁性能，其剩磁Br为0.30～0.70T，磁感矫顽力Hcb为200～500kA/m，内禀矫顽力Hcj为300～800kA/m，最大磁能积(BH)max为15～56kJ/m3。
本发明的技术方案是通过以下步骤实现的1.将重量比为85～97％的钕铁氮系列永磁粉末和0.1～0.8％的偶联剂与有机溶剂(例如酒精、丙酮等)混合进行包覆处理、干燥；2.将包覆好的永磁粉末和粘结剂以及其他配合剂送入密炼机中进行混炼，混炼均匀之后，再用双辊炼胶机混炼；或者将包覆好的永磁粉末和粘结剂以及其他配合剂送入开炼机中进行开炼，开炼均匀之后，再用双辊炼胶机混炼；3.压成薄片，叠成所需的成品厚度，即可。
其中步骤(2)密炼机的混合温度80～120℃，辊温60～100℃，开炼机的辊温50～90℃，步骤(3)薄片的厚度为1～3mm，辊温为50～80℃。
本发明的上述制备方法中，当粘结剂为橡胶时，还需要在步骤(3)之后增加硫化的步骤。硫化使线性状态的橡胶大分子变为立体网状的橡胶分子链，从而使粘结橡胶磁体获得极佳的物理、机械性能。硫化方法很多，本发明优选采用的硫化方法可以是热空气硫化或有框硫化。当选用热空气或有框硫化时，硫化时间一般为20～40分钟，硫化温度一般为140～170℃。
上述工艺制得的产品形状自由度大，根据需要可加工成板状、片状、条状、环状、棒状及多种异型状等，表观性能好，操作方面产品尺寸易于控制、精度高且生产工艺简单。
本发明的上述工艺优选为1.包覆工序按NdFeN永磁粉末的比例85～97％(总重量比)称好重量，按比例称好偶联剂(偶联剂占总重量的0.1～0.8％，其为硅烷类或酞酸脂类)，将称好的偶联剂和有机溶剂均匀混合，然后放入复合永磁粉末在搅拌机中均匀混合进行包覆处理，待均匀后将其送至到真空容器中干燥。这样的处理工序不但提高了磁粉的和橡胶的亲和力而且还提高了磁粉的最终的各种综合性能。
2.制造工序称好粘结剂(按永磁体总重量的2～12％)、其它配合剂(当粘结剂为橡胶时，还包括硫化剂，采用硫、硒、碲及其他硫化物等；硫化助剂，硫化助剂有噻唑类、秋兰姆类、次磺酰胺类等；除偶联剂以外的这些配合剂共占永磁体总重量比的0.9～2.2％)，将包覆好的磁性粉末、粘结剂和所述配合剂送入密炼机中进行混炼，混炼均匀之后，将其与按要求含量准确称量的橡胶或氯化聚乙烯、配合剂在密炼机(80～120℃)中混合均匀，再用双辊炼胶机(辊温控制在60～100℃)混炼，混炼上片后采用双辊压延机(辊温控制在50～80℃)压成1～3mm厚度的薄片，然后根据成品厚度采用压延机(辊温控制在50～80℃)叠成所需的成品厚度；或者将包覆好的永磁粉末和粘结剂以及上述配合剂送入开炼机中进行开炼，辊温优选为50～90℃，开炼均匀之后，再用双辊炼胶机混炼；压成薄片，叠成成品所需厚度。
当选用橡胶作为粘结剂时最后还需进行硫化的步骤。
本发明的这种新型的含有钕铁氮的粘结复合永磁体(也称钕铁氮系复合永磁体)首先具有橡胶材料优良的机械性能、物理性能和化学特性，拉伸强度高，拉伸强度≥5.0MPa，延伸率大，δ值在20～200％之间，柔韧性好，可挠性好，制品可做随意地弯折和卷曲，弯折和卷曲之后表面不会出现裂纹和皲裂现象；耐油，耐老化，耐溶剂，耐腐蚀和抗氧化，在一般的有机油和有机溶剂中放置30天尺寸和表观状态都不发生变化，盐雾实验、高温耐湿实验和耐水锈实验后表面均未出现锈蚀的斑点，是目前粘结NdFeB所无法比拟的(见附上的实验结果)；其次具有较高的磁性能，其剩磁Br为0.30～0.70T，磁感矫顽力Hcb为200～500kA/m，内禀矫顽力Hcj为300～800kA/m，最大磁能积(BH)max为15～56kJ/m3，大大优于现在所有的铁氧体材料；最后还具有柔性粘结磁体的优点；表观上表面平整、光洁，不掉渣；产品尺寸范围最小厚度可达0.25mm，最大宽度可达2000mm，最长长度可达30000mm，最小尺寸精度达±0.05mm。
综上所述，本发明的含有钕铁氮的粘结复合永磁体具有NdFeB永磁体所无法比拟的性价比、化学性能、物理性能和机械性能，制成的永磁体表观性能好，光滑、平整不掉渣，可随意弯折卷曲，拉伸强度高，延伸率大，这些决定了NdFeN可适用于更多更广的场合。


图1和图2分别为柔性钕铁硼和柔性钕铁氮耐盐雾实验后表面数码照片。
图3和图4分别为柔性钕铁硼和柔性钕铁氮高温耐湿实验后表面数码照片。
图5和图6分别为柔性钕铁硼和柔性钕铁氮耐水锈实验后表面数码照片。
具体实施例方式
下面结合实施实验对本发明的一种新型含有钕铁氮的粘结复合永磁体及其制造工艺进一步说明。
以下标明文中出现的符号中文和缩写对照。其中Br为剩余磁感应强度，简称剩磁；Hcb为磁感矫顽力；Hcj为内禀矫顽力； (BH)max为最大磁能积；NdFeN为钕铁氮；NdFeB为钕铁硼；
kGs和T是Br的单位；前者是高斯单位制(CGS)，千高斯；后者是国际单位制(SI)，特斯拉；kOe和kA/m是Hcb的单位；前者是高斯单位制(CGS)，千奥；后者是国际单位制(SI)，千安/米；kOe和kA/m是Hcj的单位；前者是高斯单位制(CGS)，千奥；后者是国际单位制(SI)，千安/米；MGsOe和kj/m3是(BH)max的单位；前者是高斯单位制(CGS)，兆高斯.奥；后者是国际单位制(SI)，千安/米3；MPa为拉伸强度单位，兆帕；SHD为邵氏D硬度；g/cm3为密度单位，克/厘米3。
实施例1称NdFeN磁粉10公斤，硅烷类偶联剂0.06公斤，将称好的偶联剂和适量酒精均匀混合(酒精的量足以使之混合均匀即可)，然后加入NdFeN磁粉在搅拌机中均匀混合进行包覆处理，待均匀后将其送至到真空容器中干燥。
称丁腈橡胶0.68公斤，增塑润滑剂DOP0.06公斤、白石蜡0.012公斤，硫磺0.006公斤，硫化助剂TMTD为0.001公斤，防老剂RD为0.021公斤，补强填充剂白炭黑为0.03公斤。将上述包覆好的NdFeN磁性粉末和丁腈橡胶、配合剂等送入密炼机中(100～110℃)进行混炼，混炼均匀之后再用双辊炼胶机(辊温控制在70～80℃)混炼，混炼上片后采用双辊压延机(辊温控制在60～70℃)压成1～3mm厚度的薄片，然后根据成品厚度采用压延机(辊温控制在60～70℃)叠成所需的成品厚度，最后将成品采用热空气硫化工艺进行硫化，硫化温度为170℃，硫化时间为20分钟。性能参数见表1和表2。
表1磁性能

表2物理机械性能

实施例2称NdFeN磁粉10公斤，硅烷类偶联剂0.04公斤，将称好的偶联剂和适量乙醇均匀混合，然后加入NdFeN磁粉在搅拌机中均匀混合进行包覆处理，待均匀后将其送至到真空容器中干燥。
称氯化聚乙烯(CPE)0.45公斤，增塑润滑剂DBP 0.015公斤、黄石蜡0.13公斤，防老剂RD为0.009公斤。将上述包覆好的NdFeN磁性粉末和氯化聚乙烯、配合剂等送入密炼机中100～110℃进行混炼，混炼均匀之后再用双辊炼胶机混炼，辊温控制在80～90℃，混炼上片后采用双辊压延机(辊温控制在70～80℃)压成1～3mm厚度的薄片，然后根据成品厚度采用压延机(辊温控制在70～80℃)叠成所需的成品厚度。
成品所测的性能参数见表3和表4。
表3磁性能

表4物理机械性能

实施例3称NdFeN磁粉5公斤，锶铁氧体永磁粉(其分子式为SrO·6Fe2O3)3公斤，酞酸酯偶联剂0.03公斤，将称好的偶联剂和适量丙酮均匀混合，加入NdFeN磁粉和锶铁氧体永磁粉末，在搅拌机中均匀混合进行包覆处理，均匀后送至到真空容器中干燥。
称氯化聚乙烯(CPE)0.45公斤，增塑润滑剂硬脂酸0.015公斤、松焦油0.13公斤，防老剂RD为0.009公斤。将上述包覆好的NdFeN磁粉和锶铁氧体永磁粉末和氯化聚乙烯、配合剂等送入密炼机中(90～100℃)进行混炼，混炼均匀之后再用双辊炼胶机(辊温控制在60～70℃)混炼，混炼上片后采用双辊压延机(辊温控制在50～60℃)压成1～3mm厚度的薄片，然后根据成品厚度采用压延机(辊温控制在50～60℃)叠成所需的成品厚度。
成品所测的性能参数见表5。
表5磁性能

实施例4称NdFeN磁粉1.5公斤，NdFeB磁粉13.5公斤，酞酸酯类偶联剂0.07公斤，将称好的偶联剂和适量丙酮均匀混合，然后加入NdFeN磁粉、NdFeB磁粉，在搅拌机中均匀混合进行包覆处理，待均匀后将其送至到真空容器中干燥。
称天然橡胶2.07公斤，增塑润滑剂脂肪油0.080公斤、工业凡士林0.07公斤，硒0.06公斤，硫化助剂DM为0.04公斤，防老剂SPH为0.03公斤，补强填充剂炭黑为0.05公斤。将上述包覆好的NdFeN磁粉、NdFeB磁粉和天然橡胶、配合剂等送入密炼机中(80～90℃)进行混炼，混炼均匀之后再用双辊炼胶机(辊温控制在90～100℃)混炼，混炼上片后采用双辊压延机(辊温控制在70～80℃)压成1～3mm厚度的薄片，然后根据成品厚度采用压延机(辊温控制在70～80℃)叠成所需的成品厚度，最后将成品采用有框硫化工艺进行硫化，硫化温度为160℃，硫化时间为25分钟。成品的性能参数见表6。
表6磁性能

实施例5称NdFeN磁粉1.55公斤，钡铁氧体永磁粉(其分子式为BaO·6Fe2O3)13.95公斤，酞酸酯偶联剂0.09公斤，将称好的偶联剂和适量酒精均匀混合，加入NdFeN磁粉和钡铁氧体永磁粉末，在搅拌机中均匀混合进行包覆处理，均匀后送至到真空容器中干燥。
称丁苯橡胶(NR)1.2公斤，增塑润滑剂DBP 0.13公斤、脂肪油0.05公斤，硫磺0.06公斤，硫化助剂TMTM为0.07公斤，防老剂RD为0.02公斤，补强填充剂白炭黑为0.03公斤。将上述包覆好的NdFeN磁粉和钡铁氧体永磁粉末和丁苯橡胶、配合剂等送入开炼机中(110～120℃)进行开炼，开炼均匀之后再用双辊炼胶机(辊温控制在90～100℃)混炼，混炼上片后采用双辊压延机(辊温控制在60～70℃)压成1～3mm厚度的薄片，然后根据成品厚度采用压延机(辊温控制在60～70℃)叠成所需的成品厚度。最后将成品采用热空气硫化工艺进行硫化，硫化温度为150℃，硫化时间为35分钟。成品所测的性能参数见表7。
表7磁性能

实施例6称NdFeN磁粉3公斤，钡铁氧体永磁粉(其分子式为BaO·6Fe2O3)5公斤，NdFeB磁粉2公斤，硅烷类偶联剂0.06公斤，将称好的偶联剂和适量丙酮均匀混合，加入NdFeN磁粉、钡铁氧体永磁粉末和NdFeB磁粉，在搅拌机中均匀混合进行包覆处理，均匀后送至真空容器中干燥。
氯化聚乙烯(CPE)0.30公斤，增塑润滑剂脂肪酸0.030公斤、高分子石蜡0.040公斤，DBP 0.020公斤。将上述包覆好的NdFeN磁粉、钡铁氧体、NdFeB永磁粉末和氯化聚乙烯、配合剂等送入开炼机(100～110℃)进行开炼，开炼均匀之后再用双辊炼胶机(辊温控制在80～90℃)混炼，混炼上片后采用双辊压延机(辊温控制在70～80℃)压成1～3mm厚度的薄片，然后根据成品厚度采用压延机(辊温控制在70～80℃)叠成所需的成品厚度。成品所测得的性能参数见表8。
表8磁性能

实施例7称NdFeN磁粉10公斤，硅烷类偶联剂0.04公斤，将称好的偶联剂和适量酒精均匀混合(酒精的量足以使之混合均匀即可)，然后加入NdFeN磁粉在搅拌机中均匀混合进行包覆处理，待均匀后将其送至到真空容器中干燥。
称氯化聚乙烯(CPE)0.225公斤，增塑润滑剂硬脂酸0.030公斤、高分子0.035公斤，DOP 0.015公斤。将上述包覆好的NdFeN磁性粉末和氯化聚乙烯、配合剂等送入开炼机中(110～120℃)进行开炼，开炼均匀之后再用双辊炼胶机(辊温控制在90～100℃)混炼，混炼上片后采用双辊压延机(辊温控制在60～70℃)压成1～3mm厚度的薄片，然后根据成品厚度采用压延机(辊温控制在60～70℃)叠成所需的成品厚度。
性能参数见表9。
表9磁性能

实验例分别对实施例3的永磁体和只利用钕铁硼磁粉制造的柔性钕铁硼永磁体进行实验。
(1)耐盐雾实验结果实验条件35℃*5％NaCl溶液间隔式喷雾(循环式喷雾1分钟，停3分钟)，96hr。
结果数码像机拍摄观察表面(与柔性钕铁硼对比)，见图1和图2。
从图1可以看出，实验12hr后，柔性钕铁硼表面已经出现了锈蚀现象，实验96hr后，柔性钕铁硼表面锈蚀严重；从图2可以看出，实验60hr后，柔性钕铁氮开始出现锈蚀现象但不明显；实验96hr后，柔性钕铁氮表面有微弱的锈蚀现象；对比图1和图2可以知道，柔性钕铁氮比柔性钕铁硼耐盐雾性好。
(2)高温耐湿实验结果实验条件65℃*100％RH，96hr。
结果数码像机拍摄观察表面(与柔性钕铁硼对比)，见图3和图4。
从图3可以看出，实验24hr后，柔性钕铁硼表面已经出现了锈蚀现象，实验72hr后，柔性钕铁硼表面锈蚀严重；从图4可以看出，实验72hr后，柔性钕铁氮表面基本没有发生锈蚀现象；对比图3和图4可以知道，柔性钕铁氮比柔性钕铁硼高温耐湿性好。
(3)耐水锈实验结果实验条件室温，自来水中放置15天。
结果数码像机拍摄观察表面(与柔性钕铁硼对比)，见图5和图6。
从图5可以看出，实验15天后柔性钕铁硼表面出现了严重的水锈现象；从图6可以看出，实验15天后柔性钕铁氮表面基本没有发生水锈反应；对比图5和图6可以知道，柔性钕铁氮比柔性钕铁硼耐水锈性好。
以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。
权利要求
1.一种含有钕铁氮的粘结复合永磁材料，其中含有重量百分比为85～97％的永磁粉末，该永磁粉末中至少含有10％的钕铁氮系永磁粉末，以及2～12％的粘结剂和1～3％的配合剂，所述粘结剂为橡胶或氯化聚乙烯，配合剂包括偶联剂、补强填充剂、防老剂和增塑润滑剂。
2.如权利要求1所述的含有钕铁氮的粘结复合永磁材料，其中所述的永磁粉末为至少含有50％钕铁氮系的永磁粉末。
3.如权利要求1所述的含有钕铁氮的粘结复合永磁材料，其中所述的至少含有10％的永磁粉末为含有100％钕铁氮系的钕铁氮永磁粉末；钕铁氮系与铁氧体系的复合永磁粉末；钕铁氮系、铁氧体系与钕铁硼系的复合永磁粉末。
4.如权利要求2所述的含有钕铁氮的粘结复合永磁材料，其中复合永磁粉末中的钕铁氮系永磁粉末为具有分子式NdFe12-xMxNy的系列永磁粉末，其中，M为Ti、Mo或W，X＝1～2，y＝3～7；铁氧体系为锶铁氧体或钡铁氧体，其分子式分别为SrO·6Fe2O3和BaO·6Fe2O3；钕铁硼系永磁粉末分子式为Nd2(Fe1-xMx)14B，其中，M为Co、Ni、Si、Cr、Al、Mn或Ru，X＝0～1。
5.如权利要求1所述的含有钕铁氮的粘结复合永磁材料，其中所述的橡胶包括选自天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯、丁苯橡胶、丁基橡胶、聚异戊烯橡胶、氟橡胶中的至少一种。
6.如权利要求1所述的含有钕铁氮的粘结复合永磁材料，其中当粘结剂为橡胶时，所述的配合剂包括偶联剂、硫化剂、硫化助剂、补强填充剂、防老剂和增塑润滑剂；粘结剂为氯化聚乙烯时，配合剂包括偶联剂、防老剂、增塑润滑剂和补强填充剂。
7.如权利要求6所述的含有钕铁氮的粘结复合永磁材料，其中偶联剂为硅烷类或酞酸脂类，占总重量比的0.1～0.8％；硫化剂为硫磺及其同族元素、有机过氧化物或金属氧化物；硫化助剂选自噻唑类、秋兰姆类或次磺酰胺类，补强填充剂选自炭黑、白炭黑、陶土、滑石粉或碳酸钙；防老剂选自胺类或酚类；增塑润滑剂选自矿物油类、动植物油类或合成物类，其中矿物油包括石蜡、凡士林和石油树脂，动植物油类包括松焦油、脂肪酸和脂肪油，合成物类包括环氧类化合物、聚酯类化合物和含氯类化合物，这些除偶联剂之外的配合剂共占永磁体总重量比的0.9～2.2％。
8.权利要求1～7任一项所述的含有钕铁氮的粘结复合永磁材料的制备方法，其步骤包括(1)将重量比为85～97％的至少含有10％钕铁氮的永磁粉末和0.1～0.8％的偶联剂以及有机溶剂混合进行包覆处理、干燥，该有机溶剂为醇类或酮类；(2)将包覆好的永磁粉末和粘结剂以及其他配合剂送入密炼机或开炼机中进行混炼或开炼，混炼/开炼均匀之后，再用双辊炼胶机混炼；(3)压成薄片，叠成所需的成品厚度。
9.如权利要求8所述的制备方法，其中步骤(2)中密炼机的混合温度为80～120℃，混炼或开炼的辊温为50～100℃。
10.如权利要求9所述的制备方法，其中粘结剂为橡胶时，在压成薄片，叠成所需的成品厚度之后还包括硫化的步骤，所述的硫化可以为热空气硫化或有框硫化，硫化温度为140～170℃。
全文摘要
本发明涉及一种柔性粘结磁体类材料，尤其是一种含有钕铁氮的粘结复合永磁体，其含有重量比为85～97％的永磁粉末，该永磁粉末中至少含有10％的钕铁氮永磁粉末，以及2～12％的粘结剂和1～3％的配合剂；本发明还提供了该含有钕铁氮的粘结复合永磁体的制造工艺；该产品具有磁性能高，以及拉伸强度、抗氧化性、柔韧性及可挠性均好的特点。
文档编号H01F41/02GK1658339SQ20041008895
公开日2005年8月24日 申请日期2004年11月9日 优先权日2004年11月9日
发明者柴立民, 刘小平, 黄可淼, 李亚峰, 李帅, 张小明 申请人:北矿磁材科技股份有限公司