一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法

专利检索2026-06-20  3


本发明涉及磁性材料制备,具体涉及一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法。


背景技术:

1、近年来,由于以新能源汽车、风力发电机、白色家电等产业的不断发展,以钕铁硼、钐钴为代表的稀土永磁材料凭借着优异的磁性能和工作稳定性得到了广泛的应用。而其中的电机产业随着技术的升级,对磁能部件的性能提出了更高的要求。

2、自稀土永磁材料面世以来,其生产制备技术快速迭代,因工艺和特点的不同可以分为烧结永磁材料和粘结永磁材料。而粘结永磁材料因使用的粘结剂的不同又可分为模压粘结永磁材料(一般采用树脂为粘结剂),注射粘结永磁材料(粘结剂主要以尼龙,聚甲醛等热塑性塑料为粘结剂)以及压延粘结永磁材料(粘结剂一般采用改性橡胶)。由于粘结磁性材料通过有机介质进行络合,工艺流程不存在高温烧结步骤,可以有效避免因高温烧结引起的材料形变,有尺寸精度高,可模压一次成型,容易规模量产的优点。粘结磁性材料因其极强的塑形能力还在新兴技术产业中得到了广泛应用。

3、最近,以sps法(放电等离子烧结技术)为代表的高温烧结钐铁氮技术开始出现,其具有制备磁体密度高,产品一致性好的特点。公开专利cn116052972a中提到了使用sps法制备钐铁氮磁体的方法,生产出了高性能,高密度的钐铁氮磁体,但是放电等离子烧结制备钐铁氮磁体的成本较高,难以规模化量产,且高温烧结过程会导致钐铁氮的分解,降低磁性能;专利号cn105225780b中提到了使用硅酸钠作为主要粘接剂生产钐铁氮粘结磁体的方法。该方法能在较低温度下实现粘结,可以避免高温烧结导致钐铁氮分解的问题,具有可以规模量产的潜力,但是在这个粘结过程中会存在使用粘接剂含量高,产品磁体密度低的缺点,并且单一钐铁氮磁粉制备粘接磁体也存在密度较低的缺点,所以需要对磁体的制备方法进行优化,综合提升其性能。


技术实现思路

1、针对现有技术不足,本发明提供一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,能够在减少粘结剂的用量情况下提升复合磁体的密度,并且综合提升磁体的磁性能。

2、为实现以上目的,本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现:

3、一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,所述制备工艺包括以下步骤:

4、s1、制备sm2fe17合金甩带,后破碎研磨制备钐铁合金细粉,再将钐铁合金细粉进行渗氮,得到sm2fe17n3磁性粉末,后sm2fe17n3磁性粉末放入球磨机中混合表面活性剂进行湿磨,得磁粉备用;

5、s2、将上述磁粉与无水乙醇在钝化池中均匀混合,制备混合浆料,再向混合浆液中投入混合钝化液加热钝化,至乙醇完全蒸发,得到具有抗氧化性能的改性钐铁氮磁粉;

6、s3、将上述改性钐铁氮磁粉、铁氧体粉末、锡/锡合金粉末投入混料罐中混合均匀制备得到混合粉末,再将混合粉末填入热压模具中在220℃-240℃温度下低温热压取向,热压结束后将磁体放入氮气烘箱中加热至160℃-220℃固化,固化结束后得到低温烧结复合钐铁氮磁体。

7、优选的,所述步骤s1中破碎研磨制备钐铁合金细粉的具体方式为先对合金甩带进行氢破碎,后采用气流磨使用氮气高速破碎得到钐铁合金细粉。

8、优选的,所述步骤s1中钐铁合金细粉进行渗氮的方式为将钐铁合金细粉转入氢破炉中换用氮气源,且升温至450℃-500℃保温720min-960min充分渗氮。

9、优选的,所述步骤s1中湿磨的方式为选用无水乙醇或庚烷为湿磨介质,且磁粉中表面活性剂的添加量为0.1wt%-2.0wt%,配置球料比为20:1-40:1,球磨9h-15h,并且选择葡萄糖醇、油酸、pvp(聚乙烯吡咯烷酮)中任意一种为表面活性剂。

10、优选的,所述步骤s2混合浆料中无水乙醇的添加量为5wt%~10wt%。

11、优选的,所述步骤s2中混合钝化液为磷酸和硅烷偶联剂,且改性钐铁氮磁中磷酸的添加量为0.2wt%-2wt%,硅烷偶联剂添加量为0wt%-1.2wt%。

12、优选的,所述步骤s3混合粉末中铁氧体粉末添加量为1wt%~10wt%,锡/锡合金粉末添加量为1wt%~5wt%,剩余为改性钐铁氮磁粉。

13、优选的,所述步骤s3中铁氧体粉末为锶铁氧体粉末、钡铁氧体粉末中的一种或两种的混合,且铁氧体粉末的平均粒径为1μm-3μm。

14、优选的,所述步骤s3中锡/锡合金粉末的粒径为25μm-80μm。

15、优选的,所述步骤s3中热压取向的压强为25mpa-38mpa,保压时间为30s-120s,且磁体在氮气烘箱中热烘保温的时间为30min-60min。

16、本发明提供一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,与现有技术相比优点在于:

17、(1)本发明使用锡或锡合金等低温金属作为粘接剂,减少了粘接剂的用量,提升了复合磁体的密度,可以在较低温度(200℃)下制备粘接磁体,低于钐铁氮磁粉的分解温度(500℃-620℃),提升产品良率,且降低了粉末钝化处理的要求,减少环境污染。

18、(2)本发明加入铁氧体的复合钐铁氮磁体,提高了磁体性能,磁体的抗氧化能力明显,在100℃-200℃的空气环境中仍有明显的抗氧化能力;



技术特征:

1.一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,其特征在于,所述制备工艺包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,其特征在于:所述步骤s1中破碎研磨制备钐铁合金细粉的具体方式为先对合金甩带进行氢破碎,后采用气流磨使用氮气高速破碎得到钐铁合金细粉。

3.根据权利要求1所述的一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,其特征在于:所述步骤s1中钐铁合金细粉进行渗氮的方式为将钐铁合金细粉转入氢破炉中换用氮气源,且升温至450℃-500℃保温720min-960min充分渗氮。

4.根据权利要求1所述的一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,其特征在于:所述步骤s1中湿磨的方式为选用无水乙醇或庚烷为湿磨介质,且磁粉中表面活性剂的添加量为0.1wt%-2.0wt%,配置球料比为20:1-40:1,球磨9h-15h,并且选择葡萄糖醇、油酸、pvp中任意一种为表面活性剂。

5.根据权利要求1所述的一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,其特征在于:所述步骤s2混合浆料中无水乙醇的添加量为5wt%~10wt%。

6.根据权利要求1所述的一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,其特征在于:所述步骤s2中混合钝化液为磷酸和硅烷偶联剂,且改性钐铁氮磁中磷酸的添加量为0.2wt%-2wt%,硅烷偶联剂添加量为0wt%-1.2wt%。

7.根据权利要求1所述的一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,其特征在于:所述步骤s3混合粉末中铁氧体粉末添加量为1wt%~10wt%,锡/锡合金粉末添加量为1wt%~5wt%,剩余为改性钐铁氮磁粉。

8.根据权利要求1所述的一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,其特征在于:所述步骤s3中铁氧体粉末为锶铁氧体粉末、钡铁氧体粉末中的一种或两种的混合,且铁氧体粉末的平均粒径为1μm-3μm。

9.根据权利要求1所述的一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,其特征在于:所述步骤s3中锡/锡合金粉末的粒径为25μm-80μm。

10.根据权利要求1所述的一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,其特征在于:所述步骤s3中热压取向的压强为25mpa-38mpa,保压时间为30s-120s,且磁体在氮气烘箱中热烘保温的时间为30min-60min。


技术总结
本发明提供一种高性能钐铁氮复合磁体的低温金属粘接制备方法,涉及磁性材料制备技术领域。所述高性能钐铁氮复合磁体为将粉碎的磁粉采用钝化液和乙醇进行抗氧化改性,后联合添加铁氧体粉末,使用锡/锡合金粉末作为胶黏剂在较低温度下制备粘接磁体。本发明克服了现有技术的不足,能够在减少粘结剂的用量情况下提升复合磁体的密度,并且综合提升磁体的磁性能。

技术研发人员:刘先松,曾世繁,阚绪材,田海明,张丛,姚桂志,时欢
受保护的技术使用者:安徽大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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