粘结磁体制造——制造工艺及工艺分类

粘结磁体制造——制造工艺及工艺分类

粘结磁体是由磁性粉末、粘结剂和适当的添加剂组成的复合材料。粘结磁体的磁性的平均价值主要是由每个磁粉性能的相互作用,可以忽略不计,尽管一些研究试图用低熔点金属或合金用作粘合剂,但批量生产中使用的粘合剂粘结磁体都是高分子材料。

粘结磁体与烧结磁体的区别:

与烧结磁体不同，粘结磁体的单个粉末粒子必须具有足够高的矫顽力。如果在粉末加工过程中对高矫顽力所要求的相组成和显微组织造成严重破坏，则无法进行加工。对于结合磁体，由于晶界相的损伤和粒子的氧化，矫顽力大大降低。

粘结磁体和烧结磁体的另一个主要区别是它们的磁性能大大降低。我们知道磁铁的最大磁能积与其剩磁的平方成正比，剩磁与饱和磁通密度、磁铁中磁粉的方位和体积有关, 和填充率成正比。粘结剂和添加剂在粘结磁体中占有相当大的体积(接近20%)，许多粘结磁体没有定向。即使是定向磁体，烧结磁体的定向程度也很难达到相同水平，所以相同体积的粘结磁体的性能远不如烧结磁体。

粘结磁体的优点：

粘结磁体具有性能一致性好、尺寸精确、形状复杂、材料利用率高、易与金属/塑料件集成等优点，在稀土永磁体领域占有重要地位。其中最重要的是由快淬钕铁硼磁粉制成的各向同性粘结磁体。

根据高分子材料加工特点的不同，粘结磁体的成型可分为四种类型:压缩型、注射型、挤压型和压延型。

烧结钕铁硼磁粉的制备方法与烧结钕铁硼磁粉的制备方法完全不同，因为烧结钕铁硼的合金锭或烧结体被粉碎到粘结磁体的粒度后不具有实际的矫顽力。大规模生产的制备方法是惰性气体环境中,熔融合金凝结成微晶或非晶结构的冷却速率105 ~ 106℃/ s,然后经过结晶热处理增长几十或几百个纳米晶体颗粒,小于临界Nd2Fe14B单一域内在高矫顽力的大小获得亚微米颗粒。

一般来说，磁粉很难被压碎成如此小的单晶颗粒，而通过快速淬火定向生长亚微米晶粒的技术还不成熟。因此，熔融纺丝快速淬火方法是由多晶粉末制成，且各晶粒易磁化轴取向不强，磁粉是各向同性的。如此高的冷却速度是通过将热合金熔液以16~30m/s的线速度浇注或喷射到水冷旋转铜轮上来实现的。液态合金在旋转铜轮的加速度作用下，沿切向抛出。冷却速率敏感地决定了合金带的晶粒尺寸，从而敏感地影响了磁粉退磁曲线的形状和磁粉的固有矫顽力。

由于冷却速度取决于合金液温、流量、铜轮转速和温度、氩气气氛等诸多因素，很难同时严格控制和优化。如果最优淬火纳米晶体金相结构作为大规模生产目标,很容易导致粒度分布过宽,和相应的内在强制力颗粒分布也非常广泛,导致可怜的磁粉的退磁曲线的垂直度。因此,在实际生产中,磁粉通常迅速冷凝部分无定形状态的车轮速度,适当高于最优线性速度,然后结晶处理在630°C调整结晶状态的平均晶粒尺寸40 nm。为了实现稳定、良好的永磁特性，主导各向同性快速淬火钕铁硼市场的美国Magquesque公司采用了这种技术路线生产。

采用HDR法制备各向异性快速淬火稀土永磁粉

HDR工艺是制备各向异性钕铁硼磁粉的一种非常有效的技术手段。HDDR过程包括四个阶段:氢化-歧化-解吸-重组(HDDR)。HDDR工艺的本质是,稀土金属间化合物吸收氢和不成比例的分解,然后在随后迫使脱氢过程,歧化产品复合材料到原始化合物阶段与细颗粒,从而实现材料的精致谷物和产生晶体结构的主要阶段C-axis边缘方向,从而制备出具有优异磁性能和磁各向异性的磁粉。

爱知钢使用一个动态HDDR工艺(d-HDDR)合理控制温度和氢气压力变化随着时间的推移,更容易实现磁粉的各向异性纹理,实现工业化的状态和稳定的生产,从而减少HDDR各向异性钕铁硼磁粉被介绍给市场。