一种防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柔性稀土永磁材料领域，具体涉及一种防氧化的柔性稀土磁条及其制备方法。
【背景技术】
[0002]现代社会是一个以科技为主导的社会，新材料的研宄与应用成为了社会文明的标志。稀土永磁材料的发展为现代生活提供了极大方便，应用范围非常广泛。钕铁硼(NdFeB)永磁材料是稀土永磁材料中磁性能最高的材料，以其优异的性能而被广泛应用。
[0003]钕铁硼(NdFeB)永磁材料包括烧结NdFeB永磁材料和粘结NdFeB永磁材料，其中，粘结NdFeB永磁材料是指将具有一定永磁性能的NdFeB磁粉与粘结剂和其他添加剂按一定的比例均匀混合，然后通过成型方法制成的复合永磁材料。粘结NdFeB永磁材料具有尺寸精度高、形态自由度大等优点，符合目前微特电机、电子工业、电动汽车样品短小轻薄的方向，因此广为使用。
[0004]在粘结NdFeB永磁材料中，柔性粘结NdFeB永磁材料是用橡胶或尼龙等作粘结剂，以钕铁硼粉末为填料，并配以辅助的加工添加剂，采用一定的生产工艺制备的粘结磁体。这种柔性粘结磁体具有高的磁性能和机械性能、并且易于加工成柔性粘结磁板、磁条和磁环等形状复杂的器件，可以填补现在铁氧体和刚性钕铁硼永磁体之间的磁性能的空档，从而满足各种不同的要求。
[0005]然而，目前这种柔性粘结NdFeB磁体，例如柔性粘结NdFeB磁条，主要存在以下技术问题:钕铁硼磁粉与基体材料橡胶或尼龙的结合强度低，磁粉容易从磁体表面脱落，从而磁体切割面的磁粉很容易暴露在空气中，导致切割面容易被氧化，从而降低了磁体的性能。
【发明内容】
[0006]针对上述技术问题，本发明提出了一种防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条及其制备方法，其不仅能够有效地实现抗氧化，而且还能提高磁体的磁性能。
[0007]本发明所采用的技术方案所提供一种防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条的制备方法，包括如下步骤:
[0008]步骤10、磁粉的制备:采用HDDR法通过氢化、歧化、脱氢、再化合步骤获得所述磁粉，具体为，在真空下升温至150°C以利于NdFeB合金的活化；在150°C和10KPa氢气压力下，NdFeB合金进行吸氢，产生氢化产物NdFeBH和NdH;在820°C和10KPa氢气压力下，NdFeBH发生歧化产生NdH、α -Fe和FeB相；在820°C和1KPa氢气压力下，进行脱氢并再化合为NdFeB磁粉；
[0009]步骤20、磁粉的粒度调整:将具有第一粒度的磁粉和第二粒度的磁粉按预先设定的比例混合，所述第一粒度大于第二粒度，从而对磁粉的粒度进行调整；
[0010]步骤30、磁粉的表面预处理，具体包括:
[0011]步骤31、在磁粉表面形成抗氧化膜，具体为:将步骤20中获得的磁粉完全浸入重量百分比为3 %的K2Cr207溶液，搅拌、静置；用重量百分比为5 %的H3P04的溶液将上述包含磁粉的溶液的PH值调整至3 ;在进行了上述PH值调整后的溶液中加入多于K2Cr207的NaHS03，搅拌；再用NaOH溶液调节所述PH值为3的溶液的PH值为8，静置；倒去溶液取出磁粉，洗涤磁粉直至PH值为7，将磁粉于真空中烘干；
[0012]步骤32，利用耦联剂对磁粉表面进行处理，具体为:将步骤31中获得的磁粉完全浸入浓度为0.lmol/L的磷酸丙酮溶液中，分散、搅拌，过滤后于真空中烘干得到具有无磷化抗氧化层的磁粉；将KH550及KH560硅烷偶联剂按预先设定的比例混合，加入丙酮或者乙醇形成预先设定浓度的硅烷丙酮溶液或硅烷乙醇溶液，向所述溶液中加入所述具有磷化抗氧化层的磁粉，使得所述硅烷丙酮溶液或硅烷乙醇溶液完全浸没所述磁粉，分散、搅拌、静置，过滤后于真空中烘干得到具有复合抗氧化层的磁粉；
[0013]步骤40、磁粉与粘结剂的结合，具体为:向混合装置中冲入氩气，排除其中的空气，将质量比为大于等于1: 4的尼龙或橡胶与步骤32中获得的具有复合抗氧化层的磁粉放入所述混合装置中，加热至融化温度以上，进行混合一段预先设置的时间后，取出熔融状态下的混合物，冷却后进行破碎造粒形成防氧化的柔性粘贴NdFeB颗粒；
[0014]步骤50、柔性粘贴NdFeB磁条的成型，具体为:将步骤40获得的防氧化的柔性粘贴NdFeB颗粒加入到压延装置中，在至少120MP的压力下，通过压延装置中的两个对轧的轧辊轧制成预先设定的厚度的防氧化的柔性粘贴NdFeB磁板，然后将所述防氧化的柔性粘贴NdFeB磁板剪切成预先设定宽度和长度的防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条；
[0015]步骤60、防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条表面的防护，具体为:采用有机物喷涂或阴极电沉积法在所述防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条表面形成聚合物防护层。
[0016]步骤70、防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条的充磁，具体为:将步骤60获得的具有聚合物保护层的防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条置于充磁装置中进行充磁。
[0017]优选的，设置步骤10中的吸氢时间为I小时，歧化时间为1.5小时，脱氢和再化合时间为I小时。
[0018]优选的，对步骤10获得的磁粉通过球磨、氢破碎或模压方式实现步骤20所述的磁粉的粒度调整。
[0019]优选的，在步骤32中，在具有复合抗氧化层的磁粉中，耦联剂的添加量占磁粉中重量的1%。
[0020]优选的，步骤40中的破碎造粒具体为对所述冷却后的混合物粉碎后振动过筛。
[0021]优选的，步骤40中的加热为超过融化温度40°C。
[0022]优选的，在步骤40中，在混合磁粉与粘结剂时，还混合增塑剂和/或润滑剂。
[0023]本发明还提出了一种防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条，其主要包括磁粉、粘结剂和耦联剂，其特征在于:所述磁条为根据上述任意一项所述的防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条的制备方法所制备。
[0024]与现有技术相比，本发明通过在磁粉的制备、磁粉的粒度调整、磁粉的表面预处理、磁粉与粘结剂的结合、防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条表面的防护等步骤中均采取相应的手段提高放氧化的能力，保证了本发明所述的柔性粘贴NdFeB磁条具有非常强的抗氧化能力，此外，还能进一步提高所述磁条的磁性能。
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是本发明所述的防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条的制备方法的流程图；
[0027]图2是本发明所述的将具有不同粒度的磁粉混合过程的示意图；
[0028]图3是本发明所述的防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条的制备方法中磁粉的表面预处理步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0029]从本质上讲，柔性粘结NdFeB永磁材料是耐蚀性很差的一类材料，因为其中钕元素是化学活泼性最高的金属元素之一，它的标准电动势E(Nd3+//Nd) =-2.431Vo在粘结NdFeB永磁磁粉中，绝大部分钕形成了 Nd2Fel4B相，基本没有富钕相，加上晶粒结构为纳米结构，所以抗蚀性能大大优于烧结NdFeB磁体，但长期在大气环境下暴露仍然会发生明显的氧化腐蚀，从而会使磁性能明显下降。造成磁性能下降的因素有两方面:一是氧化后钕元素生成氧化物，多余的铁析出，生成软磁相，造成永磁相的减小；二是生成的软磁相在磁粉表面形成导磁回路，在磁体内部形成很大的磁通，磁体的性能急剧恶化。因此，柔性粘结NdFeB永磁磁体在制备、使用过程中仍然需要进行防护。
[0030]在本发明中，提供了一种防氧化的柔性稀土磁条的制备方法，如图1所示，其主要包括步骤10、磁粉的制备，步骤20、磁粉的粒度调整，步骤30、磁粉的表面预处理，步骤40、磁粉与粘结剂的结合，步骤50、柔性粘贴NdFeB磁条的成型，步骤60、防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条表面的防护，步骤70、防氧化的柔性粘贴NdFeB磁条的充磁等步骤。下面将具体阐述各个步骤及其防氧化功能的实现。
[0031]步骤10、磁粉的制备
[0032]目前主要的柔性粘结NdFeB磁粉制备方法包括:快淬法、气体雾化法、机械合金化法以及HDDR法。
[0033]快淬法的工艺要点是:先按设计的成分配制Fe-Nd合金、纯Fe和纯B以及添加元素，在真空感应炉中炼制母合金；然后在惰性气体保护下用感应线圈将坩祸内的母合金加热融化后，从坩祸下端的夹缝直接喷射至高速转动的辊轮表面急冷凝固，甩成非晶薄带后破碎成鳞片状碎肩，真空中晶化制粉。该方法是目前最为常用的粘