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注射成型各向异性粘结Nd-Fe-B磁体因具有良好的磁性能和机械性能,目前已受到世界各国的广泛关注,其发展非常迅速。本课题围绕注射成型各向异性粘结Nd-Fe-B磁体用粒料的制备工艺,对磁粉高温氧化特性,粒料用偶联剂、粘结剂和其他添加剂,以及混炼造粒工艺等影响因素进行了系统研究。
研究表明:通过偶联剂对磁粉进行包覆处理可有效减小其高温氧化,改善磁粉与粘结剂的结合状况,提高磁体磁性能、机械强度以及密度。采用硅烷KH550偶联剂,丙酮为水解溶剂,理想的浓度比为5%,水解时间为15分钟,水解温度为20℃。硅烷溶液浸涂磁粉10分钟,110℃下干燥30min时得到的磁体磁性能最好。偶联剂添加量占磁粉总量1%(质量百分比)时,磁体性能最佳。通过四种粘结剂获得的磁体性能对比,并结合其粘度大小,得出PA12(ZZ3000P)是综合性能最好的一种,并且其添加量为35%时磁体磁性能最高。混炼温度、混炼时间和混炼次数以及气体保护对磁体性能有较大的影响,对于PA12(ZZ3000P),混炼温度控制在220℃左右,混炼时间7~8分钟,混炼4次较为合适,同时施加气体保护。抗氧剂能够提高磁体的力学性能,其合适的添加量约为粘结剂总质量的10%;润滑剂能够很好地改善喂料的流动性,提高磁体的磁性能和密度,其合适的添加量约为粘结剂总质量的2%。
在最佳工艺条件下,采用HDDR各向异性Nd-Fe-B磁粉,得到的最好注射成型Nd-Fe-B磁体性能为(BH)max=74kJ/m3。