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來(lái)源:中國(guó)稀土網(wǎng)

一、粘結(jié)永磁體的制造工藝

    粘結(jié)永磁體是指用永磁粉末混入一定比例的粘結(jié)劑，按一定的工藝制成的一種磁體。按其最終的形態(tài)可分為柔性磁體和剛性磁體，按其生產(chǎn)工藝可分為4種：壓延成型(又稱輥軋成型)、注射成型、擠壓成型和模壓成型。

1．壓延成型(Calendering) 壓延成型是出現(xiàn)較早的一種粘結(jié)方法，其工藝過(guò)程大致為：將磁粉和粘結(jié)劑按大約7：3(體積比)的比例混合均勻，在柔軟狀態(tài)下通過(guò)兩個(gè)對(duì)軋的軋輥軋制成所需的厚度，然后經(jīng)過(guò)團(tuán)化處理制成產(chǎn)品。所使用的粘結(jié)劑為丁睛橡膠和乙烯類樹(shù)脂，制成的產(chǎn)品是柔性的磁板，厚度為O.3—6mm，寬度約lm，長(zhǎng)度幾十米，一般使用鐵氧體磁粉，為了提高磁性能，可加入少量的釹鐵硼磁粉。磁板表面不需要涂層保護(hù)，一般進(jìn)行表面貼膜作為裝 飾。

2．注射成型(1njection Moulding) 注射成型是從制造注射塑料制品演變而來(lái)的。首先將磁粉和粘結(jié)劑混合均勻，經(jīng)過(guò)混煉和造粒，制成干燥的粒料，然后把粒料用螺旋式導(dǎo)料桿送到加熱室加熱，注射進(jìn)模具成型，冷卻后即得產(chǎn)品。所用粘結(jié)劑一般為尼龍6、聚酰胺、聚脂和PVC等，加入量為20％~30％(體積百分?jǐn)?shù))。這種工藝可制成各種復(fù)雜形狀的粘結(jié)磁體，且磁體是剛性的。所用磁粉一般為鐵氧體、釹鐵硼及釤鈷磁粉，用后兩種磁粉由于硬度較大對(duì)導(dǎo)料桿和模腔磨損嚴(yán)重，是目前較為關(guān)注的問(wèn)題之一。由于磁體表面已有一層粘結(jié)劑薄膜，不需進(jìn)行表面涂層保護(hù)。

3．?dāng)D壓成型(Extrusion) 其工藝過(guò)程和注射成型基本相同，唯一區(qū)別是這種工藝是將加熱后的粒料通過(guò)一個(gè)孔洞擠入模具中成型，所得產(chǎn)品也是剛性的，所用粘結(jié)劑與注射成型相同，加入量為20％(體積)左右。這種工藝一般用來(lái)生產(chǎn)其它粘 結(jié)工藝較難實(shí)現(xiàn)的薄片狀或薄壁環(huán)狀磁體。

4．模壓成型(Compression) 模壓成型是借鑒粉末冶金工藝的一種粘結(jié)方法，首先將磁粉和粘結(jié)劑按比例混合，使得粘結(jié)劑均勻地涂覆在每一個(gè)磁粉顆粒表面，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單造粒并加入一定量的添加劑，把混合粉放入模具中在壓機(jī)上成型，成型壓力 一般為7—10t／cm2，最后將壓坯放入烘箱中在120—150 ℃下固化得到最終產(chǎn)品。所用粘結(jié)劑一般是熱固型環(huán)氧類樹(shù)脂或酚醛類樹(shù)脂，加入量為10％~20％(體積)。由于加入的粘結(jié)劑量少，這種工藝制成的粘結(jié)磁體的 磁性能最好，是目前發(fā)展最快的一種工藝。特別是釹鐵硼永磁材料出現(xiàn)以后，粘結(jié)釹鐵硼永磁體幾乎全部采用這種工藝，已逐漸形成了產(chǎn)業(yè)化。粘結(jié)磁體表面需進(jìn)行涂層保護(hù)，一般采用陰極電泳、噴涂或其它表面防護(hù)方法。

二、粘結(jié)永磁體的磁性能及應(yīng)用

    壓延工藝制成的粘結(jié)磁體為保持其柔韌性，一般使用粉末粒度為1—1．5μ m的磁粉，加入的粘結(jié)劑量也較多，因此這種工藝大部分使用鐵氧體磁粉，產(chǎn)品全部是各種厚度的板狀物，然后再用刀具切割成其它形狀。由于易于彎曲，可很容易地制成多極磁環(huán)，原材料和制造成本較低，用途很廣泛，可用于微型電機(jī)、打印機(jī)壓板、大型廣告牌和兒童玩具等。這種工藝制成的粘結(jié)磁體的最大磁能積 (BH)max＝4—6．4kJ／m3(各向同性)，為提高磁性能，可加入適量的釹鐵硼磁粉，獲得實(shí)用的粘結(jié)磁體(BH)max＝9．6—11．2kJ／m3，與該工藝制成的各向異性粘結(jié)磁體的磁性能相同。

    對(duì)于注射成型工藝，為保證磁粉的流動(dòng)性和磁體的強(qiáng)度，也需加入較多的粘結(jié)劑，因此，其粘結(jié)磁體的磁性能與壓延工藝的基本一樣。注射成型工藝可生產(chǎn)各向異性磁體，即在將粒料注入模具時(shí)加一定的恒磁場(chǎng)或脈沖磁場(chǎng)，以提高粘結(jié)磁體的磁性能。產(chǎn)品主要用于儀器儀表中，如汽車、輪船、飛機(jī)的速度表、燃油表和電流電壓表等。

    擠壓工藝適于制造很薄的片狀或高度較高的薄壁環(huán)狀粘結(jié)磁體。加入的粘結(jié)劑用量較壓延和注射工藝的少，磁性能一般為(BH)max＝3．2—4．8kJ／m3(各向同性)，產(chǎn)品主要用于墊圈、小型廣告標(biāo)牌以及電機(jī)中。 由于工藝和生產(chǎn)設(shè)備的限制，壓延、注射和擠壓成型工藝大多用于鐵氧體磁粉，產(chǎn)品磁性能均比較低。模壓成型是目前應(yīng)用最廣泛的一種工藝，特別是快淬釹鐵硼永磁粉出現(xiàn)以后，得到了飛速發(fā)展。由于加入粘結(jié)劑量很少，對(duì)于同一種材料來(lái)說(shuō)，用模壓成型獲得的磁體的磁性能最好。粘結(jié)鈷鐵硼永磁體幾乎全部使用快淬磁粉作為原材料(少量用HDDR工藝生產(chǎn)的磁粉)，工藝基本上采用模壓成型，磁性能最高。(BH)max＝64—96kJ／m3(各向同性)，應(yīng)用市場(chǎng)十分廣闊。

三、粘結(jié)磁體的市場(chǎng)及發(fā)展前景

??據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，1995年全球永磁體市場(chǎng)為36億美元，其中粘結(jié)磁體為10億美元，約占28％，工業(yè)用粘結(jié)磁體74％是鐵氧體，22％是釹鐵硼，其余為粘結(jié)釤鈷永磁體。從1990年至1995年，粘結(jié)釹鐵硼永磁體的市場(chǎng)發(fā)展 很快，逐漸占據(jù)了主導(dǎo)地位，平均年增長(zhǎng)率為35％，1996年和l997年增長(zhǎng)率為20％左右，盡管受亞洲金融危機(jī)的影響，l998年和l999年仍將保持15％的增長(zhǎng)率。如上所述，粘結(jié)釹鐵硼永磁體主要使用快淬磁粉，1995年和1997年生產(chǎn)這類磁粉分別為1400噸、2050 噸。相應(yīng)的粘結(jié)釹鐵硼永磁體分別為l 300噸和1800噸，總銷售額為2．04億美元和1．87億美元?？梢钥吹?，盡管市場(chǎng)每年都在增加，粘結(jié)釹鐵硼永磁體的價(jià)格卻在下降。

    PC機(jī)(個(gè)人電腦)行業(yè)是粘結(jié)釹鐵硼永磁體的最大市場(chǎng)，l997年HDD(硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)主軸電機(jī)、CD—ROM、FDD(軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)主軸電機(jī)和FDD步進(jìn)電機(jī)所用粘結(jié)磁體中，56％用的是粘結(jié)鉆鐵硼永磁體，預(yù)計(jì)2000年將生產(chǎn)2億臺(tái)HDD主軸電機(jī)。另外，汽車行業(yè)是粘結(jié)永磁體一個(gè)最大的潛在市場(chǎng)。

    用快淬磁粉只能生產(chǎn)各向同性粘結(jié)磁體，近幾年逐漸研制出各向異性磁體、主要使用HDDR氫裂釹鐵硼磁粉或Sm2Fe17Nx磁粉。但要進(jìn)行工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，還需在工藝設(shè)備方面進(jìn)行深入的研究工作。值得注意的是 近年來(lái)開(kāi)發(fā)的低放雙相藕合(又稱交換彈簧作用)磁粉，用于做粘結(jié)磁體，這類磁體的特點(diǎn)是剩磁很高，Br＝O.7～O.9T，內(nèi)稟矯頑力較低，jHc＝160～280kA／m，適于做細(xì)長(zhǎng)的磁體或多極充磁磁體，成本較快淬釹鐵硼磁 粉便宜很多，是一種廉價(jià)實(shí)用的稀土快淬磁粉。