一种不锈钢粉、钕铁硼磁粉复合的粘结磁体制备工艺的制作方法

文档序号:19999733发布日期:2020-02-22 03:04阅读:308来源:国知局
本发明涉及磁性材料的制备领域,尤其是涉及一种不锈钢粉、钕铁硼磁粉复合的粘结磁体制备工艺。
背景技术
:粘结钕铁硼磁粉的磁能积(bh)max在6-12mgoe,烧结铁氧体的最大磁能积(bh)max=4.5mgoe,可见钕铁硼磁粉的性能比铁氧体磁粉优异,但是因为每吨钕铁硼的单价为10-30万元,远远大于铁氧体磁体的0.3-0.7万,极大地限制了粘结钕铁硼的使用。采用一些价格不那么昂贵的材料如铜粉、锌粉、铁氧体粉等与钕铁硼磁粉复合,可以在保证磁性能满足要求的前提下,下降材料成本,提升性价比,是粘结钕铁硼推广应用的一个重要途径。通过铁氧体部分替代钕铁硼,可以使性能满足特定要求,例如一篇公告号为cn109192429a的中国专利,名称为《一种钕铁硼/铁氧体复合柔性磁体及其制备方法》,公开了一种钕铁硼/铁氧体复合柔性磁体及其制备方法,制备方法包括:使用改性液对钕铁硼磁粉进行改性,改性后与橡胶粘结剂和铁氧体制备得到钕铁硼/铁氧体复合柔性磁体;其中,改性液由环氧树脂、氨丙基三乙基硅烷和邻苯二甲酸二辛酯组成。本发明采用磁粉改性液对钕铁硼磁粉进行表面修饰,改善其与基体相容性,并以铁氧体为第二填充磁粉相,降低钕铁硼磁粉的使用量,改善最终柔性磁体耐腐蚀性能,获得具有优良的磁性能、良好的力学性能以及不错耐腐蚀性能的复合柔性磁体。但是该方法不适合批量生产,主要存在以下问题:铁氧体粉末为球状,平均粒度0.8-6μm,而钕铁硼粉末为鳞片状,平均粒度20-35μm,要将铁氧体和钕铁硼的粒径调整一致比较困难,若不调整一致,由于形状与粒度上的差异,铁氧体粉与钕铁硼粉之间不易混合均匀,导致不同产品间磁性能差异很大;环氧树脂与磁粉混合不均匀,导致不同产品间压溃强度差异很大;由于混合不均匀,导致模压成型时常卡模、超欠压,不能连续压制,而且产品喷涂后表面耐腐蚀性能较差,不能满足使用要求。据此需要一种理想的方案解决此问题。技术实现要素:本发明为了克服现有技术中采用其它材料与钕铁硼磁粉复合时混合不均匀的问题,提供一种不锈钢粉、钕铁硼磁粉复合的粘结磁体制备工艺,因为不锈钢粉的制作工艺特点,只要更换一下破碎时筛网的规格,就能获得与钕铁硼磁粉相匹配的粒度分布,极大地改善混合的均匀性,使产品的磁性能和压溃强度一致性达到量产要求。为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种不锈钢粉、钕铁硼磁粉复合的粘结磁体制备工艺,包括以下步骤:(1)对不锈钢粉和钕铁硼粉进行粒度调整使钕铁硼磁粉和不锈钢粉的粒径相似;(2)将w-6c环氧树脂溶于丙酮中后,加入不锈钢粉与钕铁硼磁粉搅拌50-80min,其中不锈钢粉的质量占不锈钢粉、钕铁硼磁粉质量和的1%-50%,w-6c环氧树脂的质量占不锈钢粉、钕铁硼磁粉质量和的2%-5%;(3)将搅拌好的混合物烘干,加入滚动喷雾机中滚动喷雾;(4)将滚动喷雾后的物料破碎过筛后压制成型并固化;(5)在表面喷涂环氧树酯漆,烘干后即得产品。本发明将不锈钢粉与钕铁硼磁粉按一定比例、相似粒度混合以获得复合磁粉,使磁性能满足特定要求。选择不锈钢粉的原因,一方面是因为不锈钢粉便宜可以降低成本,另一方面是因为不锈钢粉容易获得与钕铁硼磁粉相匹配的粒度分布,可以改善混合的均匀性,使产品的磁性能和压溃强度一致性达到量产要求。不锈钢粉与钕铁硼磁粉混合后经过加w-6c环氧树脂搅拌后,通过滚筒喷雾工艺使磁粉颗粒形状接近球形,细颗粒粘附在粗颗粒表面,优化粒度分布,进而磁粉的流动性得到改善,达到模压连续、稳定成型的要求。滚动喷雾后的物料破碎过筛后压制成型并固化,接着在表面喷涂环氧树酯漆,在产品表面形成一层均匀的环氧树酯涂层,烘烤后,通过物理吸附,在产品表面形成致密的防护层,解决由于混合磁粉中各成分在电化学特性的不同,导致环氧树酯漆电泳处理时的涂层不均匀问题,从而提高产品的耐腐蚀能力。作为优选,所述步骤(1)中不锈钢粉和钕铁硼粉粒度调整后的粒径为100目。因为快淬钕铁硼磁粉的过筛目数一般为100目,为了使不锈钢粉的粒度与钕铁硼磁粉一致,将不锈钢粉破碎后由常规的过200目,改为过100目,以保证不锈钢粉和钕铁硼磁粉混合后的性能均匀、强度一致。作为优选,所述步骤(3)中烘干温度为45-65℃。作为优选,所述步骤(3)中,滚桶转动线速为1-4m/s,喷雾原料为丙酮、乙醇或己烷中的一种,喷枪压力为0.01-0.05mpa,重复间隔喷雾,总时间30-50min。不锈钢与钕铁硼混合后的粉经过加树酯搅拌后,加入滚筒中,磁粉随滚筒的旋转而滚动起来;丙酮、乙醇或己烷通过喷枪形成雾状,覆盖到滚动的磁粉上,喷几秒,停几秒;丙酮、乙醇或己烷喷到磁粉表面后,将磁粉表面的树酯溶解,随着丙酮的挥发,磁粉表面的树酯逐渐凝固,在凝固的过程中,细小的磁粉颗粒受树酯粘力的作用会粘附于粗颗粒上;通过一定时间的重复溶解与凝固,使磁粉颗粒形状接近球形,细颗粒粘附在粗颗粒表面,优化粒度分布,进而磁粉的流动性得到改善,达到模压连续、稳定成型。作为优选,所述步骤(4)中过筛过的是100目筛。作为优选,所述步骤(5)中喷漆厚度为0.02-0.06mm。作为优选,所述步骤(5)中烘干温度为170-190℃,烘干时间20-50min。因此,本发明具有如下有益效果:(1)本发明将不锈钢粉与钕铁硼磁粉按一定比例、相似粒度混合以获得复合磁粉,使磁性能满足特定要求。选择不锈钢粉的原因,一方面是因为不锈钢粉便宜可以降低成本,另一方面是因为不锈钢粉容易获得与钕铁硼磁粉相匹配的粒度分布,可以改善混合的均匀性,使产品的磁性能和压溃强度一致性达到量产要求;(2)不锈钢粉与钕铁硼磁粉混合后经过加w-6c环氧树脂搅拌后,通过滚筒喷雾工艺使磁粉颗粒形状接近球形,细颗粒粘附在粗颗粒表面,优化粒度分布,进而磁粉的流动性得到改善,达到模压连续、稳定成型的要求;(3)在表面喷涂环氧树酯漆,在产品表面形成一层均匀的环氧树酯涂层,烘烤后,通过物理吸附,在产品表面形成致密的防护层,解决由于混合磁粉中各成分在电化学特性的不同,导致环氧树酯漆电泳处理时的涂层不均匀问题,从而提高产品的耐腐蚀能力。具体实施方式下面通过具体实施例,对本发明的技术方案做进一步说明。本发明中,若非特指,所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的,实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常规方法。实施例1(1)外购100目不锈钢粉(250目以上<5%),外购钕铁硼磁粉,最大磁能积(bh)max=6.0mgoe,破碎过100目筛;(2)称取2kg环氧树脂w-6c用10l丙酮进行溶解,称取20kg不锈钢粉和80kg钕铁硼磁粉,将溶解后的环氧树脂、称好的不锈钢粉和钕铁硼磁粉一起加入到搅拌机中,搅拌60min;(3)将搅拌好的混合物放入50℃的烘箱烘60min后得到烘干的磁粉,将烘干的磁粉加入到滚动喷雾机中,滚桶转动线速2m/s,丙酮通过喷枪雾化,均匀喷到磁粉上,喷枪压力0.03mpa,重复间隔喷雾(喷10s,停10s),总时长30min;(4)将滚动喷雾后的物料加入到破碎振筛机中过100目,用磁粉压制ф10×10样柱,随机抽取5只用磁测仪测试磁性能;用20t机械压机,连续压制ф10×ф7×8.5磁环1000只;180℃下对磁环固化30min,固化后测试外观、密度和强度;(5)将环氧树脂漆ep-703通过稀释剂稀释,使其在一定的气压下能通过喷枪形成喷雾,在磁体表面喷漆;用烘箱将漆烘干,温度180℃,时间30min,在产品表面形成致密的防护膜,膜厚0.02mm;烘干后进行盐雾试验,溶液成份为5%nacl。试验结果:检测项目12345最大磁能积(bh)max4.03.954.023.984.05磁体外观okokokokok磁体密度(g/cm3)5.955.985.975.965.98磁体强度(n)180190195188192盐雾试验24h无生锈无生锈无生锈无生锈无生锈实施例2(1)外购100目不锈钢粉(250目以上<5%),外购钕铁硼磁粉,最大磁能积(bh)max=6.0mgoe,破碎过100目筛;(2)称取2kg环氧树脂w-6c用10l丙酮进行溶解,称取30kg不锈钢粉和70kg钕铁硼磁粉,将溶解后的环氧树脂、称好的不锈钢粉和钕铁硼磁粉一起加入到搅拌机中,搅拌60min;(3)将搅拌好的混合物放入50℃的烘箱烘60min后得到烘干的磁粉,将烘干的磁粉加入到滚动喷雾机中,滚桶转动线速2m/s,丙酮通过喷枪雾化,均匀喷到磁粉上,喷枪压力0.03mpa,重复间隔喷雾(喷10s,停10s),总时长30min;(4)将滚动喷雾后的物料加入到破碎振筛机中过100目,用磁粉压制ф10×10样柱,随机抽取5只用磁测仪测试磁性能;用20t机械压机,连续压制ф10×ф7×8.5磁环1000只;180℃下对磁环固化30min,固化后测试外观、密度和强度;(5)将环氧树脂漆ep-703通过稀释剂稀释,使其在一定的气压下能通过喷枪形成喷雾,在磁体表面喷漆;用烘箱将漆烘干,温度180℃,时间30min,在产品表面形成致密的防护膜,膜厚0.02mm;烘干后进行盐雾试验,溶液成份为5%nacl。试验结果:检测项目12345最大磁能积(bh)max3.123.083.073.133.11磁体外观okokokokok磁体密度(g/cm3)6.026.056.036.056.02磁体强度(n)170175165173169盐雾试验24h无生锈无生锈无生锈无生锈无生锈实施例3(1)外购150目不锈钢粉(250目以上<5%),外购钕铁硼磁粉,最大磁能积(bh)max=6.0mgoe,破碎过150目筛;(2)称取3kg环氧树脂w-6c用10l丙酮进行溶解,称取50kg不锈钢粉和50kg钕铁硼磁粉,将溶解后的环氧树脂、称好的不锈钢粉和钕铁硼磁粉一起加入到搅拌机中,搅拌50min;(3)将搅拌好的混合物放入45℃的烘箱烘60min后得到烘干的磁粉,将烘干的磁粉加入到滚动喷雾机中,滚桶转动线速4m/s,丙酮通过喷枪雾化,均匀喷到磁粉上,喷枪压力0.01mpa,重复间隔喷雾(喷10s,停10s),总时长50min;(4)将滚动喷雾后的物料加入到破碎振筛机中过150目,用磁粉压制ф10×10样柱,随机抽取5只用磁测仪测试磁性能;用20t机械压机,连续压制ф10×ф7×8.5磁环1000只;180℃下对磁环固化30min,固化后测试外观、密度和强度;(5)将环氧树脂漆ep-703通过稀释剂稀释,使其在一定的气压下能通过喷枪形成喷雾,在磁体表面喷漆;用烘箱将漆烘干,温度170℃,时间50min,在产品表面形成致密的防护膜,膜厚0.04mm;烘干后进行盐雾试验,溶液成份为5%nacl。试验结果:检测项目12345最大磁能积(bh)max3.053.03.023.113.03磁体外观okokokokok磁体密度(g/cm3)5.995.986.05.995.96磁体强度(n)191190192189193盐雾试验24h无生锈无生锈无生锈无生锈无生锈实施例4(1)外购100目不锈钢粉(250目以上<5%),外购钕铁硼磁粉,最大磁能积(bh)max=6.0mgoe,破碎过100目筛;(2)称取5kg环氧树脂w-6c用10l丙酮进行溶解,称取1kg不锈钢粉和99kg钕铁硼磁粉,将溶解后的环氧树脂、称好的不锈钢粉和钕铁硼磁粉一起加入到搅拌机中,搅拌80min;(3)将搅拌好的混合物放入65℃的烘箱烘50min后得到烘干的磁粉,将烘干的磁粉加入到滚动喷雾机中,滚桶转动线速1m/s,丙酮通过喷枪雾化,均匀喷到磁粉上,喷枪压力0.05mpa,重复间隔喷雾(喷10s,停10s),总时长40min;(4)将滚动喷雾后的物料加入到破碎振筛机中过100目,用磁粉压制ф10×10样柱,随机抽取5只用磁测仪测试磁性能;用20t机械压机,连续压制ф10×ф7×8.5磁环1000只;180℃下对磁环固化30min,固化后测试外观、密度和强度;(5)将环氧树脂漆ep-703通过稀释剂稀释,使其在一定的气压下能通过喷枪形成喷雾,在磁体表面喷漆;用烘箱将漆烘干,温度190℃,时间20min,在产品表面形成致密的防护膜,膜厚0.06mm;烘干后进行盐雾试验,溶液成份为5%nacl。试验结果:检测项目12345最大磁能积(bh)max8.07.957.927.977.91磁体外观okokokokok磁体密度(g/cm3)5.965.965.975.985.95磁体强度(n)182185181189190盐雾试验24h无生锈无生锈无生锈无生锈无生锈对比例(1)外购平均粒度0.7μm的铁氧体磁粉,外购钕铁硼磁粉,最大磁能积(bh)max=6.0mgoe,平均粒度30-45μm;(2)称取2kg环氧树脂w-6c用10l丙酮进行溶解,称取20kg铁氧体磁粉和80kg钕铁硼磁粉,将溶解后的环氧树脂、称好的铁氧体磁粉和钕铁硼磁粉一起加入到搅拌机中,搅拌60min;(3)将搅拌好的混合物放入60℃的烘箱烘40min后得到烘干的磁粉,将烘干的磁粉加入到破碎振筛机中过100目,用磁粉压制ф10×10样柱,随机抽取5只用磁测仪测试磁性能;用20t机械压机,连续压制ф10×ф7×8.5磁环,随机抽取5只测强度;180℃下对磁环固化30min,固化后测试外观、密度和强度;(4)用环氧树脂电泳,在磁体表面附上环氧树脂漆,膜厚0.02mm;用烘箱将漆烘干,温度160℃,时间30min,烘干后进行盐雾试验,溶液成份为5%nacl。试验结果:检测项目12345最大磁能积(bh)max4.04.53.73.64.8磁体外观端面掉角1×2mm端面掉角1.5×2.5mm端面掉角1.8×2.2mm端面掉角1.1×1.6mm端面掉角1.3×2.3mm磁体密度(g/cm3)4.24.34.64.54.4磁体强度(n)8095908692盐雾试验24h生锈面积20%生锈面积15%生锈面积33%生锈面积25%生锈面积18%从几个实施例的结果可以看出,本发明将不锈钢粉与钕铁硼磁粉按一定比例、相似粒度混合以获得复合磁粉可以实现磁能积在3.0-8.0mgoe的连续可调,满足不同领域对磁性能的要求,提升产品性价比。比较对比例和实施例1的磁体外观和磁体强度可以看出,本发明因为对不锈钢粉与钕铁硼磁粉进行粒度调整使钕铁硼磁粉和不锈钢粉的粒径相似,可以改善混合的均匀性,使产品的磁性能和压溃强度一致性达到量产要求;本发明还在不锈钢粉与钕铁硼磁粉经过加w-6c环氧树脂搅拌后,通过滚筒喷雾工艺使磁粉颗粒形状接近球形,细颗粒粘附在粗颗粒表面,优化粒度分布,进而磁粉的流动性得到改善,达到模压连续、稳定成型的要求;可以解决对比例中用铁氧体磁粉部分替代钕铁硼,批量生产时产品磁性能和压溃强度一致性差、不能达到应用要求以及不能连续稳定批量生产的问题。比较对比例和实施例1的盐雾试验结果可以看出,本发明在固化磁环表面喷涂环氧树酯漆,在产品表面形成一层均匀的环氧树酯涂层,烘烤后,通过物理吸附,在产品表面形成致密的防护层,解决由于混合磁粉中各成分在电化学特性的不同,导致环氧树酯漆电泳处理时的涂层不均匀问题使表面耐腐蚀能力低、不能达到应用要求的问题。以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。当前第1页1 2 3 
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