一种海尔贝克磁体组件及其制备方法与流程

1.本发明涉及磁铁技术领域领域，特别涉及一种海尔贝克磁体组件及其制备方法。


背景技术：

2.海尔贝克阵列是一种磁体结构，是工程上的近似理想结构，不同磁化方向的永磁体按照一定的顺序排列，从而使得阵列一面的磁场显著增强，而另一面显著减弱，目标是用最少量的磁体在工作区域产生最强的磁场。
3.现有的应用中，主要使用海尔贝克磁体的强磁面（指磁场强的一面），其弱磁面（指磁场弱的一面）未起到作用，甚至会产生一定磁干扰，而且目前生产车间生产的海尔贝克磁体，为了达到性能要求，其采用的烧结钕铁硼毛坯均为高性能的烧结钕铁硼坯体（其内含有大量重稀土组分），使得生产的海尔贝克磁体的强磁面和弱磁面的材料性能一致，成本比较高。


技术实现要素：

4.为了克服上述所述的不足，本发明的目的是提供一种海尔贝克磁体组件的制备方法，其通过对烧结钕铁硼毛坯的片状基体进行区分处理，在其中一面涂覆强磁液形成强磁面，在另一面不做处理形成弱磁面，增强了强磁面的磁场强度，使之不易受弱磁面影响，而且采用低性能的烧结钕铁硼毛坯可以生产高性能的海尔贝克磁体组件。
5.本发明解决其技术问题的技术方案是：一种海尔贝克磁体组件的制备方法，其中，包括：步骤s1、将烧结钕铁硼毛坯进行切片，得到片状基体；步骤s2、将所述片状基体的一面涂覆强磁液，对所述片状基体进行晶界扩散处理；步骤s3、将所述片状基体加工成所需规格的黑片；步骤s4、将所述黑片进行表面处理；步骤s5、对所述黑片进行充磁得到磁钢，将若干个磁钢组装成海尔贝克磁体组件。
6.作为本发明的一种改进，在步骤s2内，所述强磁液包含有重稀土粉末和溶剂。
7.作为本发明的进一步改进，在步骤s2内，所述重稀土粉末与所述溶剂的质量比为(80～95)：(15～5)。
8.作为本发明的更进一步改进，在步骤s2内，所述重稀土粉末的质量占所述片状基体质量的0.3wt％～1.5wt％。
9.作为本发明的更进一步改进，所述重稀土粉末包括镝和铽中一种或两种。
10.作为本发明的更进一步改进，在步骤s2内，所述晶界扩散处理为：将所述片状基体在真空烧结炉中900℃～1000℃的条件下保温2小时～10小时，再在500℃～560℃的条件下保温5小时～8小时。
11.作为本发明的更进一步改进，在步骤s2内，所述溶剂采用硅油。
12.作为本发明的更进一步改进，在步骤s4内，所述表面处理为：在所述黑片上先镀一
层底镍层,再依次电镀铜层、电镀半亮镍层,最后镀化学镍层。
13.一种海尔贝克磁体组件，其中，包括至少3个烧结钕铁硼磁钢，相邻所述烧结钕铁硼磁钢之间通过胶水粘接固定，所有所述烧结钕铁硼磁钢的强磁面均处于同一平面。
14.在本发明内，通过对烧结钕铁硼毛坯的片状基体进行区分处理，在其中一面涂覆强磁液形成强磁面，在另一面不做处理形成弱磁面，增强了强磁面的磁场强度，使之不易受弱磁面影响；而且采用低性能的烧结钕铁硼毛坯可以生产高性能的海尔贝克磁体组件。
附图说明
15.为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
16.图1为本发明的步骤流程图。
具体实施方式
17.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
18.如图1所示，本发明的一种海尔贝克磁体组件的制备方法，包括：步骤s1、将烧结钕铁硼毛坯进行切片，得到片状基体；步骤s2、将片状基体的一面涂覆强磁液，对片状基体进行晶界扩散处理；步骤s3、将片状基体加工成所需规格的黑片；步骤s4、将黑片进行表面处理；步骤s5、对黑片进行充磁得到磁钢，将若干个磁钢组装成海尔贝克磁体组件。
19.在本发明内，通过对烧结钕铁硼毛坯的片状基体进行区分处理，在其中一面涂覆强磁液形成强磁面，在另一面不做处理形成弱磁面，增强了强磁面的磁场强度，使之不易受弱磁面影响；而且采用低性能的烧结钕铁硼毛坯可以生产高性能的海尔贝克磁体组件。
20.目前现有技术，为了达到性能要求，均是采用较高性能的烧结钕铁硼毛坯，但较高性能的烧结钕铁硼毛坯需要添加较多的重稀土，才有强磁性，因此成本也是相对较高，而本发明采用低性能的烧结钕铁硼毛坯生产的海尔贝克磁体组件也能达到高性能的要求，因目前主要使用海尔贝克磁体的强磁面，因此，本发明在烧结钕铁硼毛坯制成的片状基体的一面涂覆强磁液使其成为强磁面，使得该强磁面达到性能要求即可，则大大降低了生产成本，同时又能满足性能要求，而且其强磁面不易受弱磁面的影响，因涂覆强磁液后，强磁面耐温性更好，而弱磁面未处理则耐温性差，也削弱了弱磁面，使得弱磁面不会影响到强磁面。
21.在步骤s1内，烧结钕铁硼毛坯成分为：r-fe-b-m式i；其中，r选自nd、pr、tb、dy、gd、la和ce中的一种或几种；m选自ti、co、ga、cu、al、zr中的一种或几种；r在式i中的质量含量为29.5 wt％～32wt％，m在式i中的质量含量≤3wt％。
22.在步骤s2内，强磁液包含有重稀土粉末和溶剂，重稀土粉末包括镝和铽中一种或两种,溶剂为硅油，其主要起分散作用。
23.其中，重稀土粉末与溶剂的质量比为(80～95)：(15～5)，重稀土粉末的质量占片状基体质量的0.3wt％～1.5wt％。
24.在本发明内，在步骤s2内，晶界扩散处理为：将片状基体在真空烧结炉中900℃～1000℃的条件下保温2小时～10小时，再在500℃～560℃的条件下保温5小时～8小时。
25.在本发明内表面处理的方式，有两种，如下：1、表面处理为：在黑片上先镀一层底镍层,再依次电镀铜层、电镀半亮镍层,从而开成包含三层镀层结构的表面镀层结构。
26.、表面处理为：在黑片上先镀一层底镍层,再依次电镀铜层、电镀半亮镍层,最后镀化学镍层，从而形成包含四层镀层结构的表面镀层结构。
27.其中，第二种表面处理方式可以形成包含四层镀层结构的表面镀层结构，其效果更好，具有更好的防腐能力。
28.本发明，提供对比例一和实施例一，对比例二和实施例二如下：对比例一：1、制备高性能52sh烧结钕铁硼毛坯，其化学成分为：b：0.92% wt ，nd：23%wt，pr：6%wt,co:0.5%wt, cu: 0.2%wt, ga:0.1% wt；ti：0.2% wt，dy2.0%wt其余为fe；2、将块状毛坯进行切片，得到片状基体,使用磁性能测试仪测试基体上表面和下表面性能,如表1所示,上下表面性能无明显差异,其中重稀土使用占比2.0%wt;3、将片状基体加工成所需规格的黑片，将黑片进行表面处理，电镀镍铜镍＋化学镍；4、磁钢充磁，通过胶水将磁磁钢组装成海尔贝克磁体组件，100℃烘烤5min固化，磁钢数量为3个，使用高斯计测试最终组件磁场强和磁场弱两面最大磁场强度分别为380mt和150mt。
29.表1：对比例一hcj/koe重稀土dy使用总量52sh20.32.0%wt实施例一：1、制备低性能52m烧结钕铁硼毛坯，其化学成分为：b：0.92% wt ，nd：22%wt，pr：7%wt,co:0.5%wt, cu: 0.1%wt, ga:0.1%wt；其余为fe；2、将块状毛坯进行切片，得到片状基体;3、片状基体其中一面，上表面涂覆含有重稀土dy粉末和溶剂，另一面不涂覆，重稀土dy粉末和溶剂的质量比为80：15，混合物中重稀土dy物质的质量为片状基体质量的0.6wt％；按照真空烧结炉中900℃保温5小时，再在520℃下保温5小时，工艺进行晶界扩散处理，出炉后使用磁性能测试仪测试片状基体，结果表明上表面性能高于52sh的性能，其中重稀土使用占比0.6%wt，较对比例一重稀土使用量下降1.4%，如下表2所示；4、将片状基体加工成所需规格的黑片，将黑片进行表面处理，先电镀底镍层,再依次电镀铜层、电镀半亮镍层；5、最后磁钢充磁，通过胶水将磁磁钢组装成海尔贝克磁体组件，100℃烘烤5min固化，磁钢数量为3个，使用高斯计测试最终组件磁场强和磁场弱两面最大磁场强度分别为378mtt 105mt，弱磁面磁场强度较对比例一进一步降低，减小了弱磁面的磁干扰。
30.表2：
对比例二：1、制备高性能48sh烧结钕铁硼毛坯，其化学成分为：b：0.92%wt ，nd：22%wt，pr：6.5%wt,co:2.0%wt, cu: 0.1%wt, ga:0.1%wt；ti：0.2% wt，dy：2.0%wt 其余为fe；2、将块状毛坯进行切片，得到片状基体,使用磁性能测试仪测试基体上表面和下表面性能,如表3所示,上下表面性能无明显差异,其中重稀土使用占比2.0%wt;3、将制备号的毛坯加工成所需规格的黑片，将黑片进行表面处理，电镀镍铜镍＋化学镍；4、磁钢充磁，通过胶水将磁磁钢组装成海尔贝克磁体组件，100℃烘烤5min固化，磁钢数量为3个，使用高斯计测试最终组件磁场强和磁场弱两面最大磁场强度分别为360mt和130mt。
31.表3：对比例二hcj/koe重稀土dy使用总量上表面48sh21.52.0%wt实施例二：1、制备低性能48m烧结钕铁硼毛坯，其化学成分为：nd：23%wt，pr：7%wt,co:0.5%wt, cu: 0.2%wt, ga:0.1%wt；ti：0.2%，其余为fe；2、将块状毛坯进行切片，得到片状基体；3、片状基体其中一面，上表面涂覆含有重稀土dy粉末和溶剂，另一面不涂覆，重稀土dy粉末和溶剂的质量比为80：15，混合物中重稀土dy物质的质量为片状基体质量的0.5wt％；按照真空烧结炉中950℃保温5小时，再在550℃下保温5小时，工艺进行晶界扩散处理，出炉后使用磁性能测试仪测试片状基体，结果表明上表面性能高于48sh的性能，其中重稀土使用占比0.5%wt,较对比例二重稀土使用量下降1.5%，如下表4所示；4、将片状基体加工成所需规格的黑片，将黑片进行表面处理，先电镀底镍层,再依次电镀铜层、电镀半亮镍层,最后镀化学镍层；5、最后磁钢充磁，通过胶水将磁磁钢组装成海尔贝克磁体组件，100℃烘烤5min固化，磁钢数量为3个，使用高斯计测试最终组件磁场强和磁场弱两面最大磁场强度分别为361mt 和80mt，弱磁面磁场强度较对比例进一步降低，减小了弱磁面的磁干扰。
32.表4：
本发明的一种海尔贝克磁体组件，包括至少3个烧结钕铁硼磁钢，相邻烧结钕铁硼磁钢之间通过胶水粘接固定，所有烧结钕铁硼磁钢的强磁面均处于同一平面；具体地讲，海尔贝克磁体组件通过将单片磁体粘胶方式组装在一起，海尔贝克磁体组件的磁体数量≥3。
33.本发明制备的海尔贝克磁体组件为一面性能高和一面性能低的海尔贝克磁体组件，春可满足于，海尔贝克磁体组件强磁面磁场强的需求，还可以节省块状磁体的稀土成本，尤其可以降低高牌号块状磁体的重稀土用量，同时可以减小海尔贝克磁体组件弱磁面的磁干扰。
34.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。