中文名 | 粘结磁体 | 外文名 | bonded magnet |
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学 科 | 材料工程 | 领 域 | 工程技术 |
工业上广为采用的以磁性粉末命名的有粘结铁氧体、粘结铝镍钴、粘结稀土钴、粘结钕铁硼等;以粘结剂命名的有橡胶磁体、塑料磁体、树脂磁体、软金属粘结磁体等。
与烧结或铸造的磁体相比,相应的粘结磁体的性能较低。廉价的粘结钡铁氧体,其最大磁能积(BH)max为3kJ/m³,粘结稀土钴( 2-17型)的(BH)max高达160kJ/m³。利用粘结工艺易于制成尺寸精度高、形状复杂的磁体或整体装配的部件 。
粘结磁体是指将一定永磁性能的磁粉与一定比例的粘结剂混合,按一定的成型工艺制成的一种磁体。若在成型过程中施加取向磁场,使磁粉的易磁化方向在磁体中都沿同一方向,这就是各向异性粘结磁体,否则就是各向同性磁体。粘结磁体的成形方法是多种多样的,包括模压成型,注射成型,挤出成型和压延成型等。粘结磁体凭借其形状自由度大,尺寸精度高,无需二次加工等优势,已成为现代高新技术产品不可或缺的重要元器件。下面对各种成型方法作一简单的介绍。
(1)各向异性粘结磁体
1.模压成型(Compression molding)
模压成型是借鉴粉末冶金工艺发展起来的一种成型方法。粘结剂及其他添加剂的比例一般控制在3wt%左右,胶太少不利于磁粉的转动,胶太多不利于磁体密度的提高。与其它成型方法相比,由于加入的粘结剂量最小,粘结剂的稀释效应也最小,因此模压成型磁体的磁性能最好。首先将各向异性磁粉,偶联剂和粘结剂按比例湿法混合,使得粘结剂均匀地涂敷在每一个磁粉颗粒表面,经过干燥造粒并加入一定量的润滑剂。然后把一定质量的造粒料加入到模具中,在带有取向磁场的油压机上成型,成型压力一般为7-8吨/cm2,取向磁场应大于15kOe。取向时应采用横向磁场,即取向磁场方向与压制方向垂直,可实现较高的磁粉取向度。退磁后脱模,将毛坯放入烘箱中在120-150摄氏度下固化。固化后的粘结磁体表面需进行涂层保护,一般采用阴极电泳,喷涂等表面防护方法。对于不同形状的各向异性模压成型粘结磁体,具体的压制方法是不同的,请参照附图1和图2。
粘结磁体是指兼有永磁和粘结剂材料特性的复合磁体。通常以采用的磁性粉末或粘结剂的种类而命名 。
采用的粘结工艺有压制成型、注射成型和挤压成型等。如采用各向异性磁性粉末并在成型过程中施加磁场则可得到各向异性粘结磁体,否则将得到各向同性粘结磁体。
粘结磁体主要用于制作微型电机、步进电机、磁密封圈、各种玩具等 。2100433B
主要从粘结磁体的反应共混、耐腐蚀性、加工流变性能和动态性能4个方面论述NdFeB粘结磁体的最新研究进展。NdFeB粘结磁体既拥有NdFeB磁体较好的磁性能,又能表现出粘结剂(主要是塑料)固有的流变性能,是未来NdFeB磁体发展的方向。
研究了可再分散乳胶粉胶粉、羟丙基甲基纤维素醚、聚丙烯腈纤维等因素对特细砂粘结砂浆粘结强度的影响。结果表明:三者均可提高砂浆的粘结性能,以可再分散乳胶粉提高作用最为明显,掺量1.5%时砂浆的拉伸粘结强度和压剪粘结强度可提高1倍左右;纤维对砂浆粘结性能的影响较小,仅能提高30%。
产品以其精确的尺寸、稳定的性能广泛应用于汽车油泵电机、汽车座椅电机、汽车风扇电机、雨刷电机、传感器等各种汽车微电机,此外产品还应用于电子通讯、计算机、家用电器、办公自动化、电动工具等。其母公司宁波韵升股份有限公司为国家级重点高新技术企业,与2000年10月在上海证券交易所挂牌上市。
产品主要分为压制粘结钕铁硼、注射粘结钕铁硼以及磁组件,此外,公司还推出了新产品,各向异性注射钕铁硼和各向异性注射铁氧体,其生产水平已达到国内领先水平。公司的主要客户有日本电铲、西门子、德尔福、OKI、UCI等国际知名的电机厂商,年生产能力已达300吨,产品远销美国、欧洲、俄罗斯、日韩、台湾等经济发达地区。通过向日本等国引进一套先进的生产和检验设备,其生产和加工能力已达世界领先水平。目前公司已顺利通过ISO9001,ISO14001以及TS16949体系认证,成为世界主要的粘结磁体生产和销售基地之一。
快淬粉末经过热压,固结成各向同性磁体,热压磁体再经过模镦锻制成各向异性磁体。快淬粉末还用来制作粘结磁体。
截至2014年4月,烧结铁氧体磁体和粘结磁体的应用涉及到社会生活的各个领域,可以用于汽车电动机、摩托车发电机,用于电动车窗、ABS(防滑刹车系统)刮水器、动力转向装置、门锁、电动后视镜等;铁氧体永磁材料也可以用于软盘驱动器(FDD)心轴、磁带录像机(VTR)旋转头、收录机、CD/DVD光传感器等;除此以外,永磁铁氧体材料还可以用于空气压缩机、电冰箱压缩机、电动工具驱动、干燥剂风扇、剃须刀驱动等家用电器和电动工具等。
传统的铁氧体材料有如下几类:第一类是磁铅石型(M型)铁氧体,M型铁氧体用通式AO·6Fe2O3表示,作为构成A位置的元素,选择Ba、Ca或者Sr,或者三者中至少两种,然后加入相应的添加剂如Al2O3、H3BO3、SiO2、CaCO3、B2O3、Cr2O3等,对磁性能参数进行调整;第二类是部分离子取代(置换)的铁氧体Sr(Ba)1-xRxFe12-yCoyO19(原子比),元素R至少是一种包容性的稀土元素,元素R中一定包含La,在M型锶铁氧体基础上用La3 置换Sr2 ,使具有4配位位置(4f1)的向下自旋磁矩的Fe3 离子用Co2 离子置换,使向上自旋磁矩的Fe3 量相对增加,有利于磁特性的提高,截至2014年4月已知的以La3 ,Co2 等离子部分置换Sr-Fe的配方技术,大幅度地提高了永磁铁氧体材料的磁性能,如中国申请的专利CN200910095297.3,CN200510006196.6,CN200680049893.2,但因加入了较多的Co等贵重金属元素,因而其生产成本较高,同时铁氧体产品合格率低,由铁氧体制成的磁体不能满足不同的产品性能要求。