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高密度高磁性性能的各向异性钕铁硼粘结磁体的成型方法
来源:国际新技术资料网
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作者:泛舟
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发布时间: 2014-06-24
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钕铁硼(Nd-Fe-B)永磁磁体器件被广泛应用于通讯、信息电子、交通、医疗卫生等众多领域，已成为许多高新技术产业必不可少的元件。随着现代产业的发展，电动车辆、风力发电、大型高速电机等方面对钕铁硼的应用需求也不断扩大，而这些领域要求磁体具有良好的综合性能，不但要有足够的磁性能，对其工作温度稳定性、力学性能以及电学性能都提出了较高的要求。
烧结钕铁硼永磁磁体虽然磁性能很高，但也存在着一些不足之处，如矫顽力偏低、居里温度偏低、工作温度偏低、抗腐蚀性能差、加工性能差等，使其在实际应用中受到一定限制。粘结钕铁硼永磁材料的出现为钕铁硼磁体的应用开辟了新的前景。
现有的粘结钕铁硼磁体制造的方法主要有模压成型、注射成型和挤出成型等，最常用的方法为模压成型，该方法主要是将磁粉与占2%-5%比例的粘结剂混合均匀，将混合粉放入模具中，依靠压机的压力作用使之压缩成型，最后将压坯转入烘箱或真空热处理炉中加热到一定温度，固化得到产品。由于粘结钕铁硼材料的成本低，制成的磁体尺寸精度高，形状自由度大，机械强度好，比重轻等优点，使用范围逐渐得到扩大，适应电子产品向轻、薄、短、小、微型化和形状复杂化的发展方向。
由于粘结钕铁硼磁体中含有一定数量的粘结剂，这些粘结剂均为非磁性材料，使粘结磁体磁性能相对较低，磁体的密度相对低。要提高磁体磁性性能和增大磁体的密度，主要方法是减少非磁性粘结剂的用量和加大压制的压力。然而现有的工艺制磁体时，粘结剂用量减少，会导致磁体的抗压强度降低；压制力的加大，对压机要求就越高；尤其是当磁体的尺寸微小时，仍然采用传统的上、下模合模的方式对粉末进行压制，使模具制造变得困难，使模具安装时上、下模具间隙的调整不便，在压制过程中的模具自身耗损严重。
相比于各向同性粘结磁体，各向异性粘结钕铁硼磁体理论磁能积大约是各向同性材料理论磁能积的四倍，磁性性能优异，热稳定性好，能显著能提高磁体使用温度，扩大了粘结钕铁硼磁体的使用范围，如用汽车马达中的磁体。如何得到高密度，磁性性能更加优异的粘结钕铁硼永磁材料一直是研究的热点。
据恒志信网消息：针对现有粘结钕铁硼磁体成型技术中存在的技术问题，安徽工大最新研制采用激光诱导的高压冲击波快速制成高密度高磁性性能的各向异性钕铁硼粘结磁体的成型方法和装置。
所提供的各向异性钕铁硼粘结磁体的成型方法具体步骤如下:
(I)将各向异性钕铁硼磁粉与环氧树脂粘结剂及固化剂均匀混合得到各向异性钕铁硼磁体混合粉末，然后将所得到各向异性钕铁硼磁体混合粉末缓慢加入到分体式模具中，力口入的同时进行振实。
(2)利用加热电阻对步骤(I)所述分体式模具以及各向异性钕铁硼磁体混合粉末进行加热，加热温度为100-150°C，同时在所述分体式模具的两侧水平位置设置1.2-1.5T的磁场，使各向异性钕铁硼磁体混合粉末取向。
(3)将受控的激光脉冲束辐照在所述各向异性钕铁硼磁体混合粉末上，实行激光脉冲束诱导的冲击波压实成型得到各向异性钕铁硼粘结磁体。
(4)将步骤(3)得到的所述各向异性钕铁硼粘结磁体冷却30_90min后，打开分体式模具，取出各向异性钕铁硼粘结磁体制品，并对各向异性钕铁硼粘结磁体制品被激光烧蚀端面进行研磨以降低表面粗糙度，将研磨后各向异性钕铁硼粘结磁体经阴极电泳表面防锈处理，再经充磁后制得各向异性钕铁硼粘结磁体的永磁产品。
相对于现有技术的突出优点为:
1、由于脉冲激光参数可以较为方便地调节，具有较大的柔性，激光脉冲能量精确可控，激光诱导的冲击波压力精确可控，安全可靠。光斑尺寸可精确到微米量级，其光斑尺寸越小，激光的能量密度就越高，诱导的冲击波的压力就越大。
2、激光诱导的冲击波的压力可达几十个GPa，甚至上百个GPa，远高于模压过程中液压系统提供的压力，粉体受到了较高压力冲击波的作用下，不仅致密度得到了提高，而且由于受到冲击而产生的热使自身相互连接起来，从而减少了粘结剂的使用量，使粘结钕铁硼磁体的密度和磁性性能得到了提高。
3、采用激光诱导冲击波的压力替代现有的模具压制过程中液压设备提供的压力，是一种非接触式加工方法，从而使模具的结构变得简单，避免了在微型器件生产过程中微型模具的制造困难和安装时间隙调整的不方便。
4、采用纳秒级的强激光诱导冲击波脉宽很短，冲击波压制的时间短，成型的效率高，在加热的同时将进行压制，减少了制品在生产过程中的周转，缩短了产品生产周期，进一步提闻了生广效率。
5、采用温压成型技术制备粘结磁体，可以提高磁粉与分体式模具之间的润滑性，有效提闻钦铁砸粘结磁体的性能。
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