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樹脂粘合型磁體及其生產方法

文(wen)檔(dang)序號:6800018閱讀:430來源:國知局
專利名稱:樹脂粘合型磁體及其生產方法
技術領域
本發明涉及用于電子儀器等的微型電機、編碼器、線性驅動裝置等的某種樹脂粘合型磁體及其生產方法,特別是圓筒形或薄板形的樹脂粘合型磁體及其應用擠出成型法的生產方法。
樹脂粘合型磁體通常可用三種方法生產(1)注入成型法;(2)沖壓成型法;(3)擠出成型法。
在這些成型方法中,注入成型法是通過把含有磁粉和熱塑性樹脂的磁體組合物裝填到模具中并把模具加熱到能達到足夠的流動性的溫度而做成預定的形狀。
沖壓成型法是一種將某種含有磁粉和熱固性樹脂的磁體組合物裝填入沖壓機的模具后通過沖壓而成型的方法。
擠出成型法是把磁粉和樹脂的混合物加熱熔融而形成的流化態磁性組合物用螺桿、撞錘或者柱塞充入模具,并在其中凝聚。
在這些成型方法中,注入成型法和沖壓成型法能夠通過在成型步驟向模具施加磁場而使得成型的磁體具有各向異性。可是,由于注入成型法不能在模槽里裝填磁體組合物,也不能取出成型件,沖壓成型法的成型件的長度是由成型沖床的沖程而決定的,所以,對于近來需要量日益增加的長度較長的磁體的成型,注入成型法和沖壓成型法都有缺陷,即成型件的長度受到限制。特別是在成型徑向各向異性的圓筒形磁體時,成型件的長度受到限制,只有其外徑(以后稱為D)、內徑(以后稱為d)和長度(以后稱為L)滿足下列式子的磁體才能被成型2DL/d2<1(參考文獻正昭濱野,第九屆高性能塑料磁體注入成型技術及其應用開發會議摘要文集,塑料工業技術委員會,1986)所以,對于滿足2DL/d2≥1的圓筒形磁體,只有兩類磁體可得到,一類是具有各向同性的或者磁性能很差的單一成型磁體,另一類是通過粘接幾個具有徑向異性的磁體而制成的磁體。
可是,上述的圓筒形樹脂粘合型磁體及其生產方法有下列問題。
(1)為了利用各向同性磁體或具有接近各向同性磁體性能的磁體制得高性能的電機或驅動裝置,所用的磁體的體積必須很大,這就不能滿足這些儀器的小型化和重量輕的要求。
(2)在粘接幾個具有徑向異性的磁體的情況下,存在下述問題〔1〕粘接力弱,不足以防止脫落。同時,重復的加熱和冷卻循環也會造成破壞粘合的危險。它的可靠性很差,如粘接強度的變化等。
〔2〕由于在生產過程中要有粘接步驟,生產成本就要上升。而且,所粘接的磁體在完工前必須經切削等工序以保證成型件的尺寸精度,因而又增加了生產成本。
〔3〕在成型件經切削工序而最后完成的情形下,這最后一步有可能降低磁體的性能。
(3)至于注入成型法和沖壓成型法,在成型過程中都需要有一個向模具中裝填磁體組合物、成型和從模具中取出磁體成品的固定循環過程。由于它基本上是間歇式生產體系,生產率要受到限制,所以,要降低生產成本是很困難的。
(4)常規的擠出成型法是在成型步驟不加磁場的一種主要方法。可是用這種成型方法只能得到各向同性的磁體。
由于擠出成型法從原料供應到獲得成型件可以連續操作從而具有很高的生產率,同時,又能容易地模塑出長磁體,所以,該方法變得很普及。特別是,為了改善一直被認為是很差的磁性質,已有許多改善磁體性能的研究,尤其是在磁場中的擠出成型方法的研究。
關于在成型步驟施加磁場的方法,對于柱形磁體,R.E.約翰遜有一篇報導(“生產粘合型稀土-鈷磁體的進展”,第五屆稀土-鈷磁體及其應用國際會議,1981),對于圓筒形磁體,在日本專利公開昭和58-219705和日本專利公開昭和61-121307中都闡述了一些方法。
這兩種方法都是在磁體組合物通過模具時,將一磁場加到擠出機的模具中,通過將磁性粉末容易磁化的軸定向到磁場的方向而形成磁體。可是,例如在日本專利公開昭和61-121307中所描述的一種方法中,在模具中磁化定向的圓筒形磁體被安裝在模具外面的冷卻裝置冷卻后,僅在一個方向形成異向性,并不能得到在直徑方向上具有徑向異向性的成型件。而且,當成型件由模具中擠壓出來時,它的溫度仍然很高,因而會產生磁粉定向的無序而使得磁體的性能惡化。結果,即使采用了這種方法,也得不到具有徑向異向性的高磁性能的圓筒形磁體。
而且,在上述的生產方法中,還存在下列問題(1)常規的磁場中擠出成型方法只是在模具上安裝了一個電磁線圈,并沒有考慮所生產出的成型件的退磁。如果成型件中有殘磁,在后續工藝過程中就很難處理,比如,在切削步驟,要粘附到切削刀具或其他磁性材料上。而且,當對磁體實施預定的磁化作用時,殘留的磁性就會對磁化作用的平衡造成不利影響。
(2)日本專利公開昭和60-217617公開了成型方法的一個實例,它考慮了擠出成型件的退磁問題。可是,在這種情況下,退磁線圈是安裝在模具的前端,這使得模具非常大,成型能力也很差。特別是由于原料復合體在模具中的通路很長,成型速度也就很低,成型本身也困難。
(3)當一個具有徑向異向性的圓筒形磁體被成型時,因形成磁路而充磁的定向區的長度是由成型件的內徑決定的,然而,因為要使稀土磁粉定向,通常需要有一個相當強的磁場,所以為了在定向區充上足夠的磁場,定向區的長度就不得不相對地短一些。結果,要成型出一個具有很小的內徑而又有很高的磁體性能的圓筒形磁體基本上是不可能的。
(4)當成型一個柱形或薄片形磁體時,在一定程度上定向區的長度可以做得比較長。可是,由于模具的機械強度,極片間的縫隙不能做得太窄,所以也就不能使定向區施加的磁場強度增加太多。成型件的磁性能因此而下降。
在上述的擠出成型方法中,當使用熱塑性樹脂時,成型是在定向后通過在模具前端使熔融混合物冷卻固化而進行的。當使用熱固性樹脂時,有兩種成型方法,一種是定向后在模具前端通過冷卻固化而成型,如同熱塑性樹脂的情形;另一種是在定向后通過加熱而硬化成型。
在使用熱固性樹脂并冷卻固化的方法中,成型后必須加熱樹脂以使樹脂硬化。無論如何,不管用哪一種方法成型,成型的磁體都是連續地被擠壓出來的,同時,必須將成型的磁體切割成預定的長度。傳統的方法是利用機械切割方法,即閘刀式剪切機系統或旋轉式鋸齒系統。
但傳統的切割方法有下列問題在采用諸如閘刀式剪切機系統或旋轉式鋸齒系統的機械切割方法時,被切割的磁體要受力和受振動。當切割未硬化的用熱固性樹脂冷卻固化成型的樹脂粘合型磁體和擠出成型的薄磁體時,由于被切割的磁體很脆弱,在切割過程中會產生裂縫、破損和/或變形。
特別是,在為了改善磁體的性能而增加磁性粉末在樹脂粘合型磁體中的體積比例時,樹脂的體積比例減少了,上述問題就更容易發生,這是因為樹脂和磁粉的粘接力減弱了。而且,用機械切割方法不可避免要產生切割粉塵。對稀土磁體,特別是對稀土-鈷型磁體,對切割粉塵的處理極為重要,因為鈷對人體有害,因而需要回收切割粉塵的裝置。
而且,在使用熱固性樹脂的傳統成型方法中,經常使用沖壓成型,而注入成型和擠出成型用得并不多。后兩種成型方法通常用熱塑性樹脂。
相應地,只有幾種方法可用來硬化用注入成型法和擠出成型法加熱成型的未硬化的磁體,該擠出成型法由于在將圓筒形磁體的外徑固定到某一模筒上后再轉動模筒,產生的離心力保證了磁體的圓筒形狀。
上述的傳統工藝的問題歸納如下。
首先,它是用熱塑性樹脂用注入成型法和擠出成型法成型磁體。為了使用熱塑性樹脂成型的磁體即使在150℃左右的溫度也可使用,它的成型溫度必須在200℃或更高些。所以,和樹脂混合的磁粉也要經受這樣高的溫度。
當稀土磁體特別是稀土-鐵-硼型磁體作為磁粉使用時,由于磁粉易氧化而在200℃以上的高溫下被氧化,磁體的磁性能就要惡化。而且,和熱固性樹脂比較,熱塑性樹脂有耐熱和耐溶劑的問題。
其次,要提到用熱固性樹脂在成型后進行加熱硬化的方法。使用熱固性樹脂的成型方法要求樹脂在一定溫度范圍內具有熱塑性。不管該溫度范圍比熱固溫度低還是高,為了使之硬化,一旦被成型就必須保證其形狀。
為了達到這一點,傳統工藝有一些辦法。可是在傳統的生產圓筒形樹脂粘合型磁體的方法中,因為內徑沒有固定,在硬化期間,固定外徑的模筒和樣品一起轉動以保證其形狀,因而需要用于該目的的模筒。而且,用這種方法難以進行大批量磁體的硬化處理,同時還有一些問題,如對擠出成型法成型的長度較長的磁體也很難進行硬化處理等。
而且,在過去,關于樹脂粘合型磁體中的磁粉的粒度,考慮到了磁粉變細時的氧化作用,但并沒有從磁體成型件的厚度角度來考慮磁粉的粒度。
同時,為了成型厚度為1毫米的磁體,就需要預先用沖壓成型或注入成型法模塑出厚度大于1毫米的磁體,然后再通過切削加工而達到所希望的厚度。
但是,磁粉的粒度對各向異性樹脂粘合型磁體成型件的厚度有很大影響,即如果磁粉的平均粒度不變,當成型件的厚度變小時,一個磁性顆粒的定向就會對該磁體的定向程度產生更大的影響。例如,當成型一個厚度為0.5毫米的各向異性磁體時,如果磁粉的平均粒度為50微米,一個磁顆粒對定向的影響為10%左右。如果成型制品的厚度變為0.5毫米或更大,這種影響就會減弱,但若厚度變小,影響就要變大。所以對磁體的平均粒度,產生了與磁體成型制品的厚度有關的問題。
此外,用傳統方法成型厚度為1毫米或更薄些的磁體會帶來生產成本較高等問題,因為需要進一步加工。
而且,稀土磁體,尤其是稀土-鐵-硼型磁體很容易被氧化,所以還有一個在使用過程中生銹的問題。
為了解決這個問題,過去曾研究過在成型的磁體表面涂樹脂或在磁粉上鍍金屬、涂陶瓷或涂樹脂等方法。
但上述的磁體防銹傳統技術有下列問題前一種在成型磁體表面涂樹脂的方法不能防止成型期間磁粉的氧化。換句話說,當進行注入成型和擠出成型操作時,在磁粉和樹脂捏合或成型期間,磁粉要經受高溫,因而在該步驟磁粉會被氧化,使成型無法進行,而且磁體特性惡化。此外,在成型后如果涂膜上有小針孔存在,其內部的磁體就有從該處被氧化的問題。
考慮到這些問題,后一種在磁粉上鍍金屬或涂陶瓷、樹脂等的方法可能是解決上述問題的一種方法。
可是這后一種方法仍有問題。磁粉的平均粒度是幾十個微米,如果在其上涂一層膜,膜的厚度必須是1微米或更薄些,所以就有這樣的問題涂(或鍍)膜必須非常堅韌,粘接力強,否則必須建立一個使涂(鍍)膜不會脫落的生產方法。
過去,薄板形樹脂粘合型磁體主要是用滾壓成型法、擠出成型法和注入成型法生產的。
各種成型方法都使用經過捏合的磁粉和熱塑性樹脂的混合物。當采用滾壓成型法時,上述磁體原材料用熱軋輥軋成薄板。
可是,上述的薄板形樹脂粘合型磁體的生產方法有下列問題(1)在采用滾壓成型法時,如果使用稀土磁粉,就只能得到各向同性的成型件,因為在成型時無法施加磁場,所以,磁體的磁性能很差。
另外,由于受軋輥熱容的限制,不可能利用熔點很高的樹脂作為粘合劑,因此成型件的耐熱性很差。
而且,對于這種成型,要求成型件具有一定的柔軟性,所以原料中的磁粉含量就不能太高,這就使得成型件的磁性能很差。
(2)用擠出成型法成型薄板形磁體時,成型件很可能厚度不均,因為模具出口的中心和邊緣點之間的擠出速度有差別。所以,為了制造出均勻的成型件,模具中的通路設計就復雜化了,模具也就變得很昂貴。
此外,當成型在磁場中進行時,極片間的縫隙不能做得太小,因為要考慮到模具的機械強度,所以成型時施加的磁場就不能很強,成型件的磁性能也就惡化了。
(3)用注入成型法成型薄板型磁體時,難以成型厚度為1毫米或更小的薄板形磁體。這是因為含有大量磁粉的成型原料流動性較差,如果厚度很小,就沒有足夠的成型原料填入模具的空腔中,結果成型效果很差。
此外,在成型各向異性磁體時,如果厚度很薄,就只能進行基本上是各向同性的成型,因為磁體表面存在表層效應(有一高樹脂比例層)。
況且,成型大面積磁體需要龐大的成型機,從成型成本角度考慮,這是不利的。
所以,本發明就是要解決上面討論的問題,其目的是提供一種具有高磁性能的樹脂粘合型磁體,特別是具有徑向異向性的長圓筒形樹脂粘合型磁體,并提供一種高生產率的生產方法。
另一目的是提供一種用簡單的切割方法而不會出現裂縫、斷裂和變形的磁體生產方法。
此外,本發明的目的還在于提供一種簡化生產過程、降低生產成本的生產方法,這是通過建立磁粉和磁體厚度之間的關系而改善成型磁體的磁性能,并使用高度抗氧化和抗風化的擠出成型法來成型磁體來實現的。
此外,本發明的目的是提供高生產率地生產高性能薄板形樹脂粘合型稀土磁體的生產方法。


圖1是用在本發明實例中的一種擠出成型機示意圖。
圖2是用于本發明實例中的在磁場中擠出成型圓筒形樹脂粘合型磁體的一種模具結構示意圖。
圖3是用于本發明實例中的一種擠出成型機示意圖。
圖4是用于本發明實例中的一種脈沖磁化裝置示意圖。
圖5說明在成型前磁化和不磁化磁粉時成型用磁場和成型件的殘余磁通密度之間的關系圖。
圖6為用于本發明實例中在磁場中擠出成型薄板型樹脂粘合型磁體的一種模具結構示意圖。
圖7是表明成型前的磁化磁場和成型件殘留磁通密度之間的關系示意圖。
圖8為用于本發明實例中的一種擠出成型機示意圖。
圖9為用于本發明實例中的在磁場中擠出成型圓筒形樹脂粘合型磁體的一種模具結構示意圖。
圖10是用于本發明實例16和17的擠出成型機示意圖。
圖11為實例16中將擠出成型的圓筒形樹脂粘合型磁體切割和加工成薄板的實例示意圖。
圖12是用于本發明實例17的用來成型薄板形磁體的模壓裝置示意圖。
本發明是如下所述的一種樹脂粘合型磁體及其生產方法(1)一種含有磁粉和有機樹脂的樹脂粘合型磁體,其中它被成型為外徑(D)、內徑(d)和長度(L)之間滿足關系式2DL/d2≥1的圓筒形單一型磁體,同時,它在直徑方向具有徑向異向性。
(2)上述發明的樹脂粘合型磁體的組成包含磁粉、有機樹脂和添加劑。
(3)一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中成型原料包含磁粉和有機樹脂,它在硬化時通過加有磁場的模具經擠出而成型為外徑(D)、內徑(d)和長度(L)之間滿足關系式2DL/d2≥1的圓筒形單一型磁體,同時,它在直徑方向具有徑向異向性。
(4)上述發明的生產方法中的樹脂粘合型磁體的組成包含磁粉、有機樹脂和添加劑。
(5)一種將含有磁粉和有機樹脂的成型原料進行擠出成型的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中用于成型的模具結構為芯軸區的前端伸出到外模具一個端面的前方,磁路在所述的芯軸區、外模具和安裝在所述模具外周的電磁線圈之間形成,原料靠電磁線圈在模具內施加磁場而被成型為圓筒狀,被擠出的成型件在芯軸的前端進行去磁。
(6)上述發明的磁體的組成包含磁粉、有機樹脂和添加劑。
(7)一種用擠出成型法使包含磁粉和有機樹脂的成型原料成型的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中,電磁線圈安裝在模具的外周,原料靠在模具中施加磁場而被成型為圓筒形,在上述電磁線圈的前端還安裝有一空心電磁線圈,以便在所述電磁線圈中產生一個去磁磁場,使擠壓出的成型品去磁。
(8)上述發明的磁體的組成包含磁粉、有機樹脂和添加劑。
(9)一種樹脂粘合型磁體的生產方法,它包括使磁粉和樹脂的熔融混合物中的磁粉在模具前端加有磁場的區域定向,將其成型為圓筒形,經冷卻固化而擠出,其中當磁體被切割時,樹脂通過使磁體和熱絲接觸熔融而被切割。
(10)一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中上述發明的熔融混合物的組成包含磁粉、有機樹脂和添加劑。
(11)上述(9)或(10)的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中樹脂粘合型磁體是未經定向而擠出成型的圓筒形各向同性磁體。
(12)一種用注入成型或擠出成型法將磁粉和熱固體樹脂成型為圓筒狀樹脂粘合型磁體的生產方法,其中為了使磁粉和樹脂的熔融混合物通過加熱而硬化,加熱硬化時圓筒形磁體的外周用模筒固定,內周用充氣膨脹的彈性材料固定。
(13)一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中上述發明的熔融混合物的組成包含磁粉、有機樹脂和添加劑。
(14)上述(12)或(13)中的樹脂粘合型磁體的一種生產方法,其中上述彈性材料為硅橡膠。
(15)一種包含磁粉和有機樹脂的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中稀土磁粉先在強于磁粉矯頑磁力的磁場中進行預磁化,然后捏合磁粉和有機樹脂的混合物,再在磁場中將捏合后的混合物擠出成型。
(16)一種樹脂粘合型稀土磁體的生產方法,其中上述發明的磁體的組成包含磁粉、有機樹脂和添加劑。
(17)一種用擠出成型法將包含磁粉和樹脂的成型原料在加有磁場的模具中成型為樹脂粘合型磁體的生產方法,其中在成型時對模具施加一個輕微的振動。
(18)一種樹脂粘合型稀土磁體的生產方法,其中上述發明的磁體的組成包含磁粉、有機樹脂和添加劑。
(19)一種包含磁粉和樹脂的樹脂粘合型磁體,其中上述磁粉的平均粒度γ滿足γ≤0.1t(t≤1毫米)t為包含所述磁粉和樹脂的各向異性樹脂粘合型磁體的成型件的厚度。
(20)一種樹脂粘合型稀土磁體,其中上述發明的磁體的組成包含磁粉、有機樹脂和添加劑。
(21)一種包含磁粉和樹脂的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中上述磁粉的平均粒度γ滿足γ≤0.1t(t≤1毫米)其中t為包含所述磁粉和樹脂的各向異性樹脂粘合型磁體的成型件的厚度,磁體是用置于磁場中的模具用擠出成型法生產的。
(22)一種樹脂粘合型稀土磁體的生產方法,其中上述發明的磁體的組成包含磁粉、有機樹脂和添加劑。
(23)一種用注入成型法或擠出成型法將磁粉和有機樹脂的混合物成型為樹脂粘合型磁體的生產方法,其中將上述磁粉和有機樹脂的混合物加熱,使其粘度η滿足η≤8×103泊(剪切速度≈10000秒-1)然后將其放入捏合機中制成一種復合體。
(24)一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中上述發明的磁體的組成包含磁粉、有機樹脂和添加劑。
(25)上述(23)和(24)的發明中的一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中磁粉的表面涂(鍍)有金屬膜或陶瓷。
(26)一種薄板形樹脂粘合型稀土磁體的生產方法,其中將包含磁粉和有機樹脂的成型原料通過一個模具而擠出成型為圓筒形磁體,然后從所述圓筒形磁體外周上的一點或幾點沿著與成型件中心軸平行的方向切割,再把切開的成型件展開做成薄板形。
(27)一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中上述發明的成型原料的組成包含磁粉、有機樹脂和添加劑。
(28)上述(26)和(27)的發明的樹脂粘合型磁體的一種生產方法,其中擠出成型的圓筒形磁體的外徑D和內徑d滿足關系式0.75≤d/D<1。
(29)一種薄板形樹脂粘合型稀土磁體的生產方法,其中將包含磁粉和有機樹脂的成型原料通過加有磁場的模具而擠出成型具有沿直徑方向的徑向異向性的圓筒形磁體,然后由所述圓筒形磁體外周上的一點或幾點沿與成型件中心軸平行的方向切割,再將切開的成型件展開成薄板形。
(30)一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中上述發明(29)的成型原料的組成包含磁粉、有機樹脂和添加劑。
(31)上述發明(29)和(30)中的一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中擠出成型的圓筒形磁體的外徑(D)和內徑(d)滿足關系式0.85≤d/D<1。
(32)-(41)是限定了本發明的磁粉、有機樹脂和添加劑的生產方法。
關于能用于本發明的磁粉,可列舉出鐵氧體系磁粉和所謂的稀土磁粉,如由稀土金屬和過渡金屬,主要是鈷和鐵作為基本成分而組成的磁粉,或是由稀土金屬、過渡金屬,主要是鐵和硼作為基本成分而組成的磁粉等。
關于可用于本發明的有機樹脂,可以是熱塑性樹脂或熱固性樹脂。熱塑性樹脂的例子有聚酰胺、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯硫(PPS)等塑性樹脂,氯化聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)等彈性樹脂以及合成橡膠。
熱固性樹脂的例子有乙烯族不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂等。
關于添加劑,可以用金屬脂肪酸鹽(硬脂酸鋅、硬脂酸鈣)、蠟等潤滑劑以減小成型時的擠出阻力,上述可交聯的熱固性樹脂也可用能加速交聯反應的過氧化物等作為添加劑。
如有必要,將磁粉和有機樹脂及添加劑充分混合,然后將該混合物放進加熱到可使有機樹脂熔融的溫度以上的捏合機中充分捏合,并制成顆粒。將顆粒化的磁性組合物放入擠出機中,在筒內加熱使之處于流化狀態并用螺桿或柱塞送入模具。注入模具中的磁性組合物在經過加有磁場的模具中時通過將原料中磁粉的易磁化軸定向到磁場的方向而成型。當磁性組合物處于模具中形成的磁場中時經過冷卻固化而被擠出。然后將成型件切割成合適的長度。當采用可交聯的有機樹脂作為粘合劑時,切開的成型件去磁后,經過加熱或照射(γ射線、電子束等)就達到有機樹脂的交聯,這樣就生產出了樹脂粘合型磁體。
此外,通過在芯軸前端施加與成型時加在模具中的磁場方向相反的磁場而使從模具中擠出的成型件去磁。磁場強度由芯軸和電磁線圈磁軛之間的距離來調節。從模具中擠出的成型件也可通過讓其通過去磁電磁線圈而施加衰減磁場而去磁。這樣就制成了圓筒形樹脂粘合型磁體。
此外,本發明可用來加速磁粉的定向、改善磁性質和減少成型時的擠出阻力,同時,通過使用超聲振蕩器或機械振動如振蕩器,它對提高成型速度也是有益的。
本發明通過用各向異性樹脂粘合型磁體成型件的厚度來限定磁粉的平均粒度,并用擠出法使磁體成型,就能成型薄厚度的各向異性磁體而無需后加工,同時,也能成型出高性能的磁體。
此外,本發明可以防止磁粉表面涂膜的剝離和改善磁體的抗氧化性,該磁體的成型方法是,在捏合前將磁粉和樹脂的混合物加熱,使混合物的粘度為300×103泊或更低,然后將其進行捏合,以便將熔融態的樹脂吸附在磁粉表面上,因而消除了機械應力。
其次,為了制作薄板形磁體,由圓筒形成型件周邊上的一點或幾點沿與成型件中心軸平行的方向切割。然后用雙軸擠壓機等設備將上述切開的成型件加工成薄板狀。然后將成型件冷卻固化,并切成合適的長度。
另一種方法是將擠出的圓筒成型件切成合適的長度后,由成型件周邊上的一點或多點沿與成型件中心軸平行的方向切割。將切開的成型件加熱。當成型件的粘度下降后再將其展開成薄板形。
如上所述,從可靠性觀點看,本發明的磁體優于傳統的磁體。在傳統磁體中要把多個磁體粘接起來。此外,利用本發明的生產方法(1)能以高生產率和低成本生產具有高磁性能的圓筒形樹脂粘合型磁體。
(2)由于切割時使用電阻加熱絲來切割擠壓出的樹脂粘合型磁體,不會有過剩的力或振動施加到磁體上,所以就有可能切割脆性很強的未硬化磁體和薄磁體而不產生裂縫和破裂。
(3)能進行低成本大批量熱固處理操作,操作變得容易,而且,圓筒形樹脂粘合型磁體的尺寸精度也可得到改善。
(4)雖然在成型時難以得到強磁場,但它對成型在直徑方向具有徑向異向性的圓筒形磁體有顯著效果。
(5)它可廣泛用于磁傳感器、編碼器、驅動機構以及要求小型化、精密和高性能的線性驅動機構。
本發明通過用各向異性樹脂粘合型磁體成型件的厚度來限定磁粉的平均粒度,并用擠出法使磁體成型,就能成型薄厚度的各向異性磁體而無需后加工,還能成型高性能磁體。
本發明通過加熱使磁粉和樹脂的混合物的粘度達到300×103泊或更低,使熔融態的樹脂吸附在磁粉的表面,再將其捏合,所以能夠通過消除機械應力來保護磁粉表面的涂膜并改善成型磁體的抗氧化性。
實例本發明用下述實例詳細解釋。
實例1將原料熔融使其組成為釤(鈷0.672銅0.08鐵0.22鋯0.028)8.35,經澆鑄后,所得的鑄塊通過熱處理進行磁硬化,再將所述鑄塊粉碎而制得平均粒度為10微米的磁粉。
取92%(重量)的磁粉、7.9%(重量)的尼龍12粉和0.1%(重量)的硬脂酸鋅粉進行混合。
該混合物在260℃用雙軸擠壓捏合機進行捏合。
將捏合料做成外徑為1-10毫米的顆粒,用它作為原料復合體111,用擠出機制成圓筒形磁體。
按圖1來說明成型方法。成型機的組成為裝料漏斗即加原料區101、圓筒102、螺桿103、用來往圓筒102上安裝模具的連接法蘭104、模具105、螺桿的驅動馬達(在圖中未畫出)和一個位于模具105外面用來在模具內施加磁場的電磁線圈109。
由磁性材料組成的磁軛110安裝在電磁線圈109的外圍。
將上述顆粒原料復合體裝入擠出機。
將原料復合體111在圓筒102中加熱到260℃使之成流化狀態,使它通過模具105。模具結構示于圖2。
模具由外模201和芯軸202組成。雖然外模是用非磁性材料制成的,但在其前端安裝有一個誘導磁流的環狀外模區磁性材料201a。芯軸202也是用非磁性材料制成的,在其前端也安裝了一個芯軸區磁性材料202a。
當電流流過安裝在模具外面的電磁線圈109時,產生的磁流就沿著在圖中用箭頭表示的磁流H方向流動,因為它傾向于通過具有高導磁率的磁性材料。因此,在芯軸202的前端202a和安裝在外模201中的環狀磁性材料外模201a之間的空間(以后稱為定向區)產生輻射狀磁場。所以,當磁性組合物通過定向區時,隨著磁粉定向的進行而成型。
在本實例中,成型磁場為15×103奧斯特,成型時模具的溫度為250℃,在模具的出口區用強迫氣冷進行冷卻。
因此,已定向的原料復合體經擠出并在模具出口冷卻固化而成型。成型件的尺寸為外徑32毫米,內徑30毫米,長度切成22毫米。制成的成型件的磁性質為Br(殘留磁通量密度)=5.8×103高斯(BH)最大(最大能量積)=7.3×106高斯·奧斯特將這樣制出的磁體安裝在25臺直流電機上,并做了連續運轉500小時的試驗,為試驗1。
試驗2作為一個比較例,用具有相同組成的原料在磁場中用注入法成型出外徑為32.5毫米、內徑為30毫米、長度為6毫米的圓筒形磁體。所得成型件的磁性質為Br=5.7×103高斯(BH)最大=7.0×106高斯·奧斯特將4片磁體用環氧樹脂型粘接劑粘接,再切削加工成外徑為32毫米、長度為22毫米的成品。
和試驗1相同,將這些磁體裝配在25臺直流電機上,并進行500小時的連接運轉試驗。試驗結果列于表1。
表1試驗用直流電機 呈現性能惡化的直流電機(臺) (臺)試驗1(實例) 25 0試驗2(比較例) 25 2表1中,電機呈現出性能惡化的情況為由于粘接磁體的粘接面脫落造成磁通量不足而導致電機停轉或者扭矩下降。
所以,應用本發明的磁體,可使電機的可靠性得到改善。
實例2將組成為釹/13、鐵/82.7、硼/4.3的原料熔融并澆鑄,并利用淬火機和滾條機在氬氣氣氛中把所得鑄塊制成淬火條狀物。將淬火條狀物粗粉碎,裝入模中,在700-800℃的氬氣氣氛中施加20千克/毫米2的壓力進行短時間高溫沖壓成型。壓實件的密度幾乎是100%。
壓實件在700-800℃的氬氣氣氛中在與第一次沖壓方向垂直的方向上用10千克/毫米2的壓力再一次進行高溫沖壓成型(即進行模縮鍛處理)。
將得到的大塊磁體粉碎成平均粒度為20微米的磁粉。
將磁粉與樹脂粉及作為添加劑的硬脂酸鈣粉和二氧化硅粉混合,樹脂粉包含雙酚A型環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂和乙烯基丁縮醛-乙烯醇共聚物。
該混合物的比例為磁粉90.3%、樹脂粉9.1%、添加劑0.6%(重量)。
該混合物用雙軸型擠壓機于90℃下捏合,再將捏合后的混合物制成外徑為1-10毫米的顆粒作為原料復合體,用和實例1相同的擠出機成型為圓筒形磁體,去磁后進行切割和烘烤。
成型件的尺寸為外徑22毫米、內徑21毫米,成型磁場的強度為14×103奧斯特。所得成型件的磁性質為Br=6.6×103高斯,(BH)最大=9.8×106高斯·奧斯特因此,本發明的生產方法即使使用可交聯的熱固性樹脂也能獲得高性能的磁體。
實例3用和例1相同的組成和方法制備平均粒度為10微米的磁粉。
該磁粉的矯頑磁力iHc為8×103奧斯特,稱為磁粉A。
平均粒度為20微米的另一種磁粉的組成和制備方法均和實例2相同。該磁粉的矯頑磁力iHc為12×103奧斯特,稱為磁粉B。
將粉A、尼龍12粉和硬脂酸鋅粉分別以92%、7.9%和0.1%(重量)的比例混合在一起。
粉B也和上述的樹脂粉及添加劑分別以91%、8.8%和0.2(重量)的比例混合。
將這些混合物用雙軸擠壓捏合機在260℃下捏合,再將捏合后的混合物制成外徑為1-10毫米的顆粒作為原料復合體111,用圖1所示的擠出成型機和實例1中說明的方法成型為圓筒形磁體。
成型方法和實例1的方法相同,模具結構也和實例1中說明的圖2相同。
如果電流流入安裝在模具外部的電磁線圈,則產生的磁力線將以圖中的箭頭H方向流動,因為磁力線傾向于流過具有高導磁率的磁性材料。
結果在芯軸的磁性材料202a與安裝在外模上的磁性材料環201a之間的定向區產生了徑向磁場。因此,當磁性組合物通過定向區時,就隨著磁粉定向的進程而被成型。
此外,在芯軸的前端與線圈磁軛110之間的空間產生了與定向區的磁場反向的磁場。所以,通過調芯軸與磁軛110之間的距離使此空間的磁場具有合適的強度,便可達到成型件的去磁。
該實例中的成型磁場為14×103奧斯特,成型時模具的溫度為250℃,在模具出口區采用強制氣冷進行冷卻。
在上述條件下,定向的原料復合體111通過擠壓并在模具的出口冷卻固化而成型。去磁磁場強度被調節到與成型件中磁粉的矯頑磁力iHc幾乎相同。
成型件的尺寸為外徑30毫米、內徑29毫米。表2列出了幾個試驗的表面磁通量密度,其中,試驗3和4進行了去磁處理,試驗5和6未進行去磁。
表2粉末 表面磁通量密度(高斯)試驗3 實例 A 20試驗4 實例 B 35試驗5 比較例 A 150試驗6 比較例 B 220
實例4用與實例1同樣的組成和步驟制備平均粒度為10微米、矯頑磁力iHc為8×103奧斯特的磁粉。此磁粉末稱為粉末A。
另一種磁粉用與實例2同樣的組成和步驟制備,其平均粒度為20微米,矯頑磁力iHc為12×103奧斯特。此粉末稱為粉末B。
與實例3相同,將粉末A與尼龍12粉末和硬脂酸鋅粉混合,它們的比例分別為92%、7.9%和0.1%(重量)。
粉末B也與前述的樹脂粉和添加劑混合,它們的比例分別為91%、8.8%和0.2%(重量)。
這些混合物在260℃用雙軸擠壓捏合機進行捏合。將捏合后的混合物制成外徑為1-10毫米的顆粒作為原料復合體,并用擠出成型機成形出圓筒形磁體。
按圖3解釋成型方法。
圖3中的擠出成型機由與圖1的擠出成型機相似的結構組成,一電磁線圈109位于模具外面,用來在模具內施加磁場,但有一點不同,即去磁電磁線圈是安裝在線圈109之前。
將上述顆粒原料復合體111填入擠出成型機中。在筒體102中加熱到260℃使原料復合體111成流化態,并通過模具105。模具的結構與實例1中解釋的相同。根據本發明,當磁性組合物通過定向區時,它就與實例3一樣隨著磁粉的逐漸定向而被成型。
該實例中,用于成型的磁場還是14×103奧斯特,成型時的模具溫度為250℃,通過對模具出口區進行強制氣冷而進行冷卻。定向后的原料復合體111通過擠壓并在模具出口處冷卻固化而成型。
去磁是通過產生去磁磁場而進行的,該去磁磁場是通過接通電磁線圈113的衰減脈沖電流而產生的。去磁磁場強度為30×103奧斯特,衰減速度為800毫安/秒。在電磁線圈113中每隔15秒產生一次磁場,去磁是連續進行的。成型件的尺寸為外徑30毫米,內徑29毫米。幾個試驗中成型件的表面磁通量密度列于表3,其中試驗7和8進行去磁處理,而試驗9和10未去磁。
表3粉末 表面磁通量密度(高斯)試驗7 實例 A 10試驗8 實例 B 15試驗9 比較例 A 150試驗10 比較例 B 220從上表可明顯看出,應用本發明的方法,殘留在成型件上的表面磁通量密度可降至原來的6-7%。因此,在切割等步驟中的加工能力大大改善。
實例5按照所要求的體積比稱取與實例1和2相同組成的磁粉A或B及樹脂a(熱固性環氧樹脂)或樹脂b(熱塑性樹脂尼龍12)并混合。將該混合物裝入輾壓機,并使其反復通過雙輥輾壓機的縫隙進行捏合而制備出片狀復合體。
當使用樹脂a時,混合物的捏合溫度為90℃;使用樹脂b時的捏合溫度為250℃。
然后,將該復合體破碎成小顆粒,并把它們裝入螺桿型擠出成型機中,通過一圓筒形模具擠出成型。
用樹脂a時,擠出成型機的筒體溫度為130℃,用樹脂b時,筒體溫度為250℃。對每一情況,模具溫度都和成型溫度相同。
擠出速度為1毫米/秒。
以成型組合物的固化溫度來設定模具的出口溫度。該溫度由于加工方法不同而有差別。
樹脂a用于方法1和2,方法1是在模具出口冷卻固化的方法,方法2則為在模具前端加熱硬化的方法。方法3是利用樹脂b在模具出口冷卻固化的方法。生產出的磁體用表4所示的方法進行切割。
表4切割方法切割方法1 用熱金屬絲熔化切割切割方法2 用閘刀式剪切機系統切割切割方法3 用旋轉鋸齒系統進行切割其中,切割方法1是本發明的一種切割方法,該方法將一電流通過直徑為0.2毫米的銅鎳合金絲,靠電阻加熱后再與磁體接觸,該磁體由于受熱熔化而被切割。
表5列出了用這些方法生產的磁體的切割結果。
表5方法1 方法2 方法3切割方法1 優 良 優切割方法2 差 差 差切割方法3 一般 優 優在該試驗中,被切割的磁體是圓筒形磁體,其外徑為30毫米,內徑為29毫米,磁粉所占的體積比為60%。
雖然使用不同的磁粉A和B,卻得到相同的結果。
在方法1-3的磁體中,方法1的磁體是最難切割的樣品,這是因為該磁體最脆。表5清楚地表明,切割方法1和3可用來切割這些磁體。切割方法2則不行。
實例6其次,當成型的磁體厚度改變時,切割得到的結果列于表6。
此時,所用的磁體是由方法1制備的外徑為30毫米的圓筒形磁體。使用磁粉A或B都得到相同的結果。
表6厚度(毫米)1.0 0.7 0.5 0.1 0.05切割方法1 良 優 優 優 優切割方法3 優 良 一般 差 差擠出成型法的特點之一就是可成型薄磁體。因此,切割薄磁體是非常重要的。
在切割方法3中,如果磁體的厚度等于或小于0.5毫米時,則很難被切割。當厚度為0.1毫米時,由于形成裂紋而不可能被切割。
另一方面,在切割方法1中,由于在切割步驟沒有過剩的應力加到磁體上,因而能切割薄磁體。
因此,很明顯,熱絲熔化切割法是一優越的切割方法。
實例7當改變磁粉的體積比時的切割結果列于表7。
此時,被切割的磁體是由方法1制備的圓筒形磁體,其外徑為30毫米,內徑為29毫米。所用的磁粉為磁粉A。
表7磁粉的體積比(%)60 65 68 70 72切割方法1 優 優 優 優 良切割方法2 一般 一般 差 差 差隨著磁粉的體積比增加,樹脂的體積比相應減少,樹脂對磁粉的粘接強度也隨之下降。
因此,成型的磁體隨磁粉量增加而變脆。這種趨勢在用方法1生產的未硬化磁體中很顯著。隨著磁粉的體積比增加,磁體的磁性能得到改善,所以即使磁粉體積比大也能進行切割這一點是非常重要的。
用切割方法3不能切割磁粉體積比增加的磁體。
另一方面,用切割方法1甚至能切割磁粉體積比高達72%的磁體。因此,由上述結果可見,切割方法1是切割擠出成型磁體的一種優越方法。
實例8用下列方法生產一未經硬化的圓筒形磁體用于本發明中的硬化裝置。
首先,將60%(體積)的釤-鈷系磁體磁粉與主要為環氧樹脂的40%(體積)熱固性樹脂混合,并用滾筒輾壓機進行捏合制得一種復合體。
所用的環氧樹脂的熱塑溫度區間在100-150℃,在該區間其粘度急劇下降,它在200℃下硬化。
然后將制得的復合體粗粉碎,并裝入成型機中。
至于成型機,可采用注入成型機和擠出成型機,這里采用擠出成型機。裝填的復合體在成型機中被加熱到100-150℃,使之呈熔融態,磁粉在模具中被定向。熔融的混合物被冷卻固化,經去磁制成未硬化的圓筒形磁體。
該磁體的大小為外徑32.8毫米,內徑31.8毫米,被切成100毫米長。
表8列出了對前述的未硬化圓筒形磁體的不同硬化方法試驗11-13的比較。
表8形狀 可操作性 成本試驗11 優 良 良試驗12 優 一般 一般試驗13 差 優 優試驗11是本發明對圓筒形磁體的硬化方法結果,即未硬化的圓筒形磁體的外周用模筒固定,內周用彈性材料固定。此處彈性材料(以下稱為內體)是充氣(這里為空氣)膨脹的硅橡膠,硬化是在加熱爐中進行的。
試驗12是一常規方法。其中外周用模筒固定,一轉動裝置連接在模筒上,沿外周方向轉動并加熱而使之硬化。試驗13是把圓筒形磁體置于加熱爐中,不經固定而硬化的方法。
這里熱硬化條件是于氮氣氛中200℃下硬化一小時。表中的“形狀”是硬化后磁體的形狀。
試驗13中,磁體在硬化后完全變形。因此很明顯,在熱硬化步驟固定形狀是必需的。另一方面,如果固定形狀,就幾乎保持圓筒形。所以試驗11和12從形狀角度看是可用的方法。
可操作性是指裝置操作的難易程度和加工大量樣品的能力。
試驗12中連接轉動裝置與模筒的操作所花的時間比本發明試驗11中插入內體的操作所花的時間要多,并且從成本考慮,試驗12由于需要轉動裝置而花費更大。所以試驗11的方法比試驗12和13優越。
表9列出用試驗11和12的方法熱硬化后的尺寸精度。
表9平直度 圓度試驗11 0.005 0.01試驗12 0.07 0.04硬化前 0.08 0.05(單位毫米)這里試驗12的轉速為每分鐘500轉,考慮到成本,這是實際可用的最大轉速。
試驗1的內體空氣壓力為1大氣壓。
為了檢驗熱硬化過程對尺寸的矯正能力,把硬化前的磁體制成尺寸精度稍小的磁體。
從表9可看出,用試驗11和試驗12這樣的加熱硬化方法使磁體的尺寸精度得到矯正。
這是因為在試驗11中內體中的空氣在熱硬化氣氛中膨脹,它對磁體施加了一個力,因而矯正了處于熱塑狀態時的磁體尺寸。
至于試驗12,由轉動引起的離心力也有類似的作用,但用試驗11的矯正方法可使尺寸精度進一步改進。
這是由于空氣的膨脹力比離心力強,因此可使尺寸矯正效果更好。從尺寸的矯正能力看,本發明試驗11的方法也是優越的。
實例9使組成與實例3中的粉末A相同的原料釤(鈷0.672;銅0.08;鐵0.22;鋯0.028)8.35熔融,澆鑄后制成鑄塊并進行熱處理磁硬化,再將所述鑄塊粉碎成平均粒度為10微米的磁粉,該磁粉的矯頑磁力iHc為10×103奧斯特。
將該磁粉與尼龍12粉、硬脂酸鋅粉混合,各組分的比例與實例3相同即分別為92%、7.9%和0.1%(重量)。
混合物通過圖4所示的脈沖磁化裝置進行磁化,所用的磁場強度為25×103奧斯特。然后在260℃用雙軸擠壓捏合機進行捏合。
圖4中,301是一電磁線圈,322是一脈沖電流發生電源,303是一調節樣品高度的臺子,305則是原料磁粉。
經捏合的混合物被制成外徑為1-10毫米的顆粒作為原料復合體,用圖1所示的擠出成型機和圖2所示的模具以上述步驟成型出圓筒形磁體。
在該實例中,成型時的模具溫度為250℃,通過在模具出口處進行強制氣冷而冷卻。
因此,經定向的原料復合體經擠出并在模具出口處冷卻固化而成型。
成型件的尺寸為外徑33毫米,內徑32毫米。
圖5顯示了成型前的原料磁粉磁化與不磁化時殘留磁通量密度(Br)隨成型磁場的變化的對比。
從圖5可見,通過在成型前對磁粉進行磁化,即使成型磁場強度很低,也可制得具有高Br即高度定向的磁體。
此外,就用高磁場強度(約15×103奧斯特)成型的磁體性能而言,經過磁化的顯示出較高值,可見在成型前對磁粉進行磁化有更大的作用。
實例10使組成為釤0.5鐠0.5(鈷0.672 銅0.08 鐵0.22鋯0.028)8.35的原料熔融,澆鑄后使所得鑄塊通過熱處理進行磁硬化,并粉碎所述鑄塊得到平均粒度為10微米的磁粉。
改變熱處理條件,制得兩種具有不同矯頑磁力iHc(分別為7×103奧斯特和10×103奧斯特)的磁粉。
使這些磁粉與尼龍12粉和硬脂酸鋅粉混合,各組分所占比例分別為92%、7.9%和0.1%(重量)。
將這些磁粉用直流電磁裝置進行磁化,然后在260℃用雙軸擠壓捏合機進行捏合。
將捏合后的混合物制成外徑為1-10毫米的顆粒作為原料復合體,并用圖6所示的模具擠出成型為薄板狀磁體。
在模具401中,當電磁線圈403中的電流被接通時,在上下極片404之間形成垂直于模具中的復合體通道的磁場。因此,就成型了具有在厚度方向定向的磁粉的薄板狀磁體。402為一加熱器。
成型件的尺寸為寬度60毫米,厚度1毫米。成型時的磁場強度為12×103奧斯特。
圖7表明成型前磁化磁場強度與成型件的殘余磁通量密度之間的關系。
由圖可見,如果成型是在磁場強度比磁粉的矯頑磁力弱的磁場中進行,則成型前的磁化沒有作用,但如果成型是在場強比矯頑磁力強的磁場中進行,則成型前的磁化對改善磁性能有作用。
實例11將組成為釹13鐵82.7硼4.3的原料熔融,并進行澆鑄,所得鑄塊在氬氣中用淬火滾條機制成淬火條帶。
將淬火條帶粗粉碎并填入模中,在氬氣中進行短時間高溫沖壓成型,所用溫度為700-800℃,壓力為20千克/毫米2。
所得壓實件的密度幾乎達到100%。在垂直于最初沖壓方向的方向在氬氣氛中再次進行高溫沖壓成型(即進行模縮鍛),所用的溫度為700-800℃,壓力為10千克/毫米2。
將得到的整塊磁塊粉碎,制成平均粒度為20微米、矯頑磁力為12×103奧斯特的磁粉。
將磁粉與樹脂粉(由雙酚A型環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂和乙烯丁縮醛-乙烯醇共聚物組成)及添加劑(硬脂酸鈣粉和二氧化硅粉)以90.3%、9.1%和0.6%(重量)的比例混合。
用場強為35×103奧斯特的脈沖磁化裝置磁化該混合物,并在90℃下用雙輥輾壓機捏合該混合物。將捏合后的混合物制成外徑為1-10毫米的顆粒作為原料復合體,并用與實例9相同的擠出成型法成型為圓筒形磁體。
在該實例中,成型時的模具溫度為140℃,成型時的磁場強度為8×103奧斯特。
成型件的尺寸為外徑8毫米、內徑6毫米。將成型件切成合適的長度,并去磁,然后在200℃下烘烤45分鐘。
表10列出了試驗13-15得到的成型件的磁性質。試驗14和15是對比例,在試驗14中,樣品在成型前不經磁化,成型磁場強度為8×103奧斯特;在試驗15中,樣品在15×103奧斯特的成型磁場中成型,但模具前端的定向區被縮短了。
表10殘留磁通量密度 最大能量積(高斯) (高斯·奧斯特)試驗13 7.0×10310.4×106試驗14 4.3×1033.5×106試驗15 5.1×1034.9×106從表10可清楚看出,在比較例試驗14中幾乎沒有觀察到定向,所得到的磁體僅顯示出與各向同性磁體相近的性能。
相反,在該實例中可獲得定向充分的高性能磁體。
在試驗15中,盡管成型磁場強度高,其磁性也很低。這被認為是由于成型件的圓筒體很細(內徑為6毫米),所以為了在定向區施加15×103奧斯特的磁場,就得使定向區的長度變得很短如1毫米或更短,因此,成型時磁粉沒有獲得充分的定向。
所以,在由于受成型件或模具的結構限制而不能獲得高強度成型磁場時,本發明的成型方法是非常有效的方法。
實例12在本發明中,用與實例4同樣的組成和步驟制備粉末A和B。將它們與樹脂捏合在一起,再將捏合后的混合物制成外徑為1-10毫米的顆粒作為原料復合體,然后用擠出成型機成型為圓筒形磁體。圖8簡要地說明了成型方法。
圖8的擠出成型機和圖1的擠出成型機有相似的構造。但圖8中在模具的前端安裝了四個超聲振子(蘭杰文型)114,以便產生微振。
將上述的粒狀原料復合體111填入圖8的擠出成型機。在圓筒102中將原料復合體加熱到260℃,使之成流化態,并流過模具105。
模具的結構與實例1中解釋的圖2相同。
在該實例中,在磁性組合物通過定向區被定向的同時磁粉被成型。超聲振子產生的微振傳送到模具的前端。
該實例中成型磁場為10×103奧斯特,成型時模具的溫度為205℃,通過在模具出口處進行強制氣冷而冷卻。因而,經定向的原料復合體在模具出口處被冷卻固化和擠出成型。成型件的尺寸為外徑25毫米,內徑23毫米。
表11顯示了成型件因成型速度不同所表現的磁性能差別。其中,試驗16和17應用了微振,而試驗18和19則沒有應用微振。
表11最大能量積 成型速度粉末 (106高斯·奧斯特) (毫米/秒)試驗16 A 7.5 2.5試驗17 B 10.2 2.0試驗18 A 6.7 1.8試驗19 B 8.5 1.5從表11可見,這些實例對磁性能和成型速度都有改善。這被認為是由于成型時施加微振促進了磁粉的轉動,因而改善了定向。
此外,也可以說微振減小了擠出阻力,因而提高了成型速度。比較例中的低磁性是因為成型磁場僅能達到10×103奧斯特而使磁粉沒有得到充分的定向。
所以,在因模具或成型件的形狀而不能獲得高強度成型磁場的情況下,本發明的成型方法是特別有效的方法。
實例13表12表明,用擠出成型法、沖壓成型法和注入成型法而不經后加工,能成型多大的厚度。
表12厚度(毫米)成型方法 1.0 0.9 0.7 0.1 0.01擠出成型 P P P P P沖壓成型 P P I I I注入成型 P P I I IP=可能I=不可能這里所制得的磁體是環狀的,其外徑為30毫米,成型的厚度如表12所示。
所用的磁粉是釤-鈷系稀土磁粉;尼龍12樹脂被用于擠出成型法和注入成型法中,而沖壓成型法則用環氧樹脂。
在擠出成型法和注入成型法中,磁粉和樹脂的混合比例為90%∶10%(重量),在沖壓成型法中則為98%∶2%(重量)。
從表12可知,當用沖壓成型法和注入成型法時,如果磁性成型件很薄,則無法進行成型。這是由于如果厚度很薄,沖壓成型法就難于將磁粉填入空腔中;同樣,在注入成型法中,也由于難于將磁粉和樹脂的熔融混合物注入空腔中而不能成型。
另一方面,用擠出成型法可成型薄磁體,這是因為該法是通過磁粉和樹脂的熔融混合物連續流動并逐漸凝聚該熔融混合物而成型的。因此很明顯,擠出成型法對于成型厚度為1毫米或更小的薄磁體是有效的方法。
實例14表13表明改變磁粉顆粒大小對成型薄的徑向磁體的影響。
所成型的磁體是一用擠出法成型的環形磁體,其厚度為0.5毫米,外徑為32.8毫米,內徑為31.8毫米。
所用的復合體含60%磁粉和40%(體積)尼龍12樹脂。
磁粉是組成為釤(鈷0.672銅0.08 鐵0.22 鋯0.028)8.35的稀土磁粉,對試驗20-24及對比例試驗25-27調節磁粉的平均粒度γ,結果示于表13。
如表13所示,改變磁粉平均粒度γ改變了成型磁體的磁性能。當磁粉的平均粒度γ變小時,磁體的磁性能可得到改善。
并且,當平均粒度γ不超過磁體成型件厚度的十分之一時,得到充分的磁性能。
但當平均粒度γ不小于磁體厚度的1/10時,磁性能很低。
表13粒度 殘留磁通量密度 最大能量積試驗號 〔微米〕 〔高斯〕 〔高斯·奧斯特〕20 50 5.88×1037.5×10621 20 5.95×1037.8×10622 10 6.18×1038.1×10623 1 6.33×1038.5×10624 0.1 6.16×1038.0×10625 70 5.60×1036.5×10626 100 5.01×1035.2×10627 150 4.70×1034.5×106
得到上述結果的原因是,在擠出成型中,磁粉與樹脂的熔融混合物中的磁粉在流過模具通道時在加有磁場的區域被定向,成型件在模具中保持原形狀經冷卻固化后被擠出模具。所以,在與模具接觸區熔融混合物受到摩擦力。因此,盡管磁粉在模具中已被定向,但在熔融混合物和模具接觸的表面,磁粉的定向也會因冷卻固化過程中產生的摩擦力而變得無序。
當成型薄板形磁體時,定向無序層的效應變得很突出,該層的厚度還與磁粉粒度有關,因而,平均粒度影響著磁體的磁性能。
由表13可見,要減少這種影響,磁粉最合適的平均粒度γ為磁體成型件厚度的1/10或更小。
實例15將組成為釹14鐵81硼5的合金在一坩堝中熔融,用熔攤法快速冷卻制成薄片。
將此薄片粉碎成平均粒度為35微米,再按表14列出的方法進行處理。
表14處理處理1 鍍鈷-磷-鉻處理2 涂二氧化硅處理1是將粉碎后的磁粉放入盛有經氨還原的次磷酸鈉的堿性鍍鈷槽中,鍍鈷-磷。然后再把磁粉放入重鉻酸鉀溶液中進行鉻鹽處理,在磁粉表面形成鍍鈷層。
處理2是將摩爾比為大約4∶1的純水(用鹽酸調節其pH值)和四甲氧基硅烷混合物加乙醇水解,分解并再加入表面活性劑后,加入磁粉并攪拌預定的時間。
然后從溶液中分離出磁粉并干燥,再進行熱處理而在磁粉上形成二氧化硅薄膜。
經表面處理后,磁粉與樹脂以60%和40%(體積)的比例稱重并混合,混合后再放入捏合機中進行捏合,制成復合體。
這里所用的捏合機是一滾動研磨機。此外,使用了兩種樹脂。一種是樹脂a,是主要含熱固型環氧樹脂的共聚物,另一種是樹脂b,是熱塑性聚酰胺樹脂(尼龍12)。
將制得的復合體粉碎后,用注入成型機或擠出成型機進行成型。在使用樹脂a時,成型件在成型后被加熱以使樹脂固化。
首先,在總過程的每一步驟前后采樣以確定其復蓋率,從而檢查薄膜在哪一步驟易脫落。
這里使用的磁粉是經鍍膜處理的磁粉,鍍層厚度為1微米,用擠出成型機進行成型。結果列于表15。
樹脂a和b結果相同。
表15步驟 復蓋率(%)混合前 100混合后(捏合前) 95捏合后(粉碎前) 50粉碎后(成型前) 48成型后 46從表15可見,在捏合前后之間,薄膜復蓋率急劇下降。在其他步驟中,復蓋率下降很少,其原因被認為是涂膜受到混合樹脂的保護,尤其是在捏合后。
另一方面,在捏合前,固態樹脂和磁粉僅僅是混合,樹脂對涂膜不起保護作用。因此,在捏合過程中磁粉因受到很強的應力,致使涂膜脫落。
因此,在捏合前加熱磁粉與樹脂的混合物,然后再進行捏合。表16列出捏合后的復蓋率,捏合前先在不同溫度下加熱。
試驗28-33所用的磁粉是經鍍膜處理的,鍍膜厚度為1微米,試驗34用的是涂蓋二氧化硅的磁粉。
這里所用的樹脂a是一熱固性樹脂。捏合后的復蓋率是在假定捏合前混合后復蓋率為100的情況下計算的,粘度是指混合物在指定加熱溫度下剪切速率為1000秒-1時的粘度。
表16溫度 粘度 復蓋率〔℃〕 〔103泊〕 〔%〕試驗28 室溫 - 5029 50 500 5030 75 300 7431 85 180 9032 100 70 9433 120 10 9834 50 500 6035 75 300 8536 85 180 9337 100 70 9838 120 10 98
表16表明,加熱的混合物會有粘性。顯然,混合物加熱到具有某一粘度值后再捏合時,復蓋率得到改善。雖然由于鍍層的粘合性弱,在同一條件下鍍層者復蓋率比二氧化硅涂層者低,但當粘度等于或小于300×103泊時,鍍層得到足夠的保護,復蓋率也得到改善。
獲得上述結果的原因被認為是,當放入捏合機中的混合物沒有得到足夠的加熱時,滾子的應力使得薄膜在捏合過程中脫落,當混合物達到一定的粘度時,這種影響得到緩和。
下面研究用本發明生產方法制得的磁體的抗氧化能力。表17列出本實例試驗39和40的結果以及比較例試驗41和42的結果。
表17表面處理 抗氧化能力試驗39 處理2 A40 處理2 A41 處理1 C42 處理2 BA=優B=良C=差比較例試驗41和42是在捏合前不經加熱而進行捏合的情況,本實例試驗39和40是在加熱至粘度為100×103泊時再進行捏合。
抗氧化能力是在將樣品置于恒溫恒濕箱(80℃,95%)中保存100小時后測定的結果。
顯然,在捏合前進行加熱處理可使抗氧化能力得到提高。
實例16使組成為釤(鈷0.672 銅0.08 鐵0.22 鋯0.028)8.35的原料熔融、澆鑄。得到的鑄塊通過熱處理進行磁硬化,然后粉碎得到平均粒度為10微米的磁粉。
該磁粉與尼龍12粉和硬脂酸鋅粉分別以92%、7.8%和0.1%(重量)的比例混合。
然后在260℃下,混合物用雙軸擠壓捏合機進行捏合。捏合后的混合物制成外徑為1-10毫米的顆粒作為原料復合體,并用擠出成型機成型為圓筒形磁體。
按圖10來說明成型方法。
如圖10所示,擠出成型機由進料斗101(加料區)、圓筒102、螺桿103、法蘭104(用來將模具安裝到圓筒區102上)、模具105以及用來驅動螺桿的電機(未在圖中畫出)組成。
把上述顆粒原料復合體111裝入擠出成型機中。在260℃于圓筒102中加熱原料復合體111使之成為流化態,并使之通過模具105。
在本實例中,模具在成型時的溫度為250℃,在模具出口區進行強制氣冷而冷卻。制得的成型件的尺寸為外徑33毫米、內徑為32毫米。
成型件用圖11所示的裝置制成薄板狀。
圖11是一俯視圖。由模具105中擠出的圓筒形成型件112被切成上下等同的兩部分,所用的切割機501安裝在模具105的前面,被平分的成型件在兩套位于切割機501下游的雙滾筒502之間通過,被成型為薄板狀磁體。
然后將薄板狀磁體503的端面切成所要求的尺寸。成型件的尺寸為寬度50毫米、厚度1毫米。所得成型件的磁性質列于表18中。
比較例的薄板狀成型件是用模具經擠出成型的,此模具通常用于薄板狀塑料的擠出成型。此成型件的磁性質由試驗44給出。
所用的原料復合體是與實例試驗43相同的磁粉、尼龍12粉和硬脂酸鋅粉,將它們分別以91.5%、8.3%和0.2%(重量)的比例混合,并捏合,制粒,成型,以測定磁性。成型件的尺寸與試驗43相同。
表18列出了本發明(試驗43)和比較例(試驗44)的成型性和磁性質。
表18最大能量積 成型性(106高斯·奧斯特)試驗43(實例) 2.5 良試驗44(比較例) 2.4 一般從表18可見,實例試驗43和比較例試驗44中的磁性無明顯差別,可成型出其磁性能等于或優于由常規成型法得到的磁體的磁體。
另一方面,從成型性看,比較例試驗44難于獲得穩定的成型,而且廢品率很高。此外,比較例試驗44中使用的模具制造成本大約比實例試驗43高3倍,而且比實例中的模具和沖壓裝置的總成本還要高。因此,采用本發明的成型方法,可高產率地制造高性能的薄板狀樹脂粘合型稀土磁體。
實例17將組成為釹14(鐵0.95 鈷0.05)80.5硼5.5的原料熔融并澆鑄,并在氬氣氛中用淬火機及滾條機由所得鑄塊制成淬火條狀物。
粉碎淬火條狀物得到平均粒度為20微米的磁粉。
將該磁粉與含有雙酚A型環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂和乙烯丁縮醛-乙烯醇共聚物的樹脂粉及添加劑硬脂酸鈣粉和二氧化硅粉分別以90.3%、9.1%、0.4%和0.2%(重量)的比例混合。
混合物在90℃下用雙輥輾磨機捏合。將捏合后的混合物制成外徑為1-10毫米的顆粒作為原料復合體,并用上述實例16的圖10所示的擠出成型機成型為圓筒形磁體。
將成型件切成合適的長度后,由成型件周邊上一點沿與其中心軸平行的方向進行切割。
成型件在圖12所示的沖壓裝置中壓成薄板狀的同時,在200℃烘烤45分鐘。
圖12所示的沖壓裝置通過按箭頭所示的方向向下移動位于上方的壓板601而沖壓出成型件。成型件603的厚度由墊片602調節。
將沖壓裝置放在加熱爐中加熱,將上述成型件放在壓板601上。
當成型件的粘度下降時進行沖壓使其成為薄板狀,并進一步加熱使成型件中的有機樹脂交聯。
最后,切割成型件的邊緣,制得所需尺寸的薄板狀磁體。表19列出試驗49-53的薄板狀成型件的磁性質及表面狀況,這些試驗中,擠出成型件的尺寸各不相同。
表19外徑 內徑 最大能量積試驗號 (毫米) (毫米) d/D (106高斯奧斯特) 表面狀況49 22 22 0.91 5.0 良50 22 18 0.82 4.9 良51 22 16 0.73 - 差52 33 25 0.76 4.9 良53 33 23 0.70 - 差表19中,表面狀況欄中的“差”是指由于表面形成裂痕而不能作磁體使用。
從表19可見,如果外徑(D)與內徑(d)的比d/D小于0.75,則不能作為磁體用。其原因被認為是,當磁體經處理而制成薄板狀時,由于圓筒形成型件的厚度相對于外徑來說比較大,就由于應力而在表面形成裂痕。
如果d/D等于或大于0.75,就不存在磁性質問題。
因此,在本發明的成型方法中,如果d/D限制在0.75≤d/D<1,則可生產出高磁性而無缺陷(如裂痕)的磁體。
實例18將組成為釤(鈷0.672 銅0.08 鐵0.22 鋯0.028)8.35的原料熔融并澆鑄,通過熱處理將所得鑄塊磁固化,然后將鑄塊粉碎制成平均粒度為10微米的磁粉。
將該磁粉與尼龍12粉和硬脂酸鋅粉分別以92%、7.8%和0.2%(重量)的比例混合。
然后,在260℃用雙軸擠壓捏合機將此混合物進行捏合。將捏合后的混合物制成外徑為1-10毫米的顆粒作為原料復合體,用圖1所示的擠出成型機成型為圓筒形磁體。
成型方法與實例1相同。
和圖1一樣,擠出成型機包括進料斗101(即加料區)、筒體102、螺桿103、連接筒體和模具的法蘭104、模具105、驅動螺桿的電機(未在圖中畫出),此外,用來在模具105中施加磁場的電磁線圈109位于模具105的外面。106、107和108是加熱器。
將上述顆粒原料復合體111裝在擠出成型機中,在260℃于筒體102中加熱此原料復合體使之成流化態,并使其通過具有如圖2所示結構的模具105。
模具由外模201及芯軸202構成。外模由非磁性材料制成,但在其前端裝有環形磁性材料201a以誘導磁流。芯軸202也是由非磁性材料制成的,在它的前端也裝有磁性材料202a。
當在裝在模具外面的電磁線圈109中接通電流時,所產生的磁流就以圖中箭頭H的方向流動,這是因為磁流易于在導磁率高的磁性材料中流動。所以就在芯軸前端202a和安裝在外模上的磁性材料環201a之間的空間(以下稱為定向區)產生一徑向磁場。因此,當磁性組合物通過定向區時,它就隨著磁粉定向的進行而被成型。
該實例中,用于成型的磁場強度為15×103奧斯特,成型時的模具溫度為250℃,通過在模具出口區強制氣冷進行冷卻。經定向的原料復合體111在模具出口被冷卻固化而擠壓成型。圓筒形成型件的尺寸為外徑33毫米,內徑32毫米。
將成型件切成合適的長度并去磁,然后將其在平行于成型件中心軸的方向上切成相等的兩半,再在180℃用圖12所示的沖壓裝置加熱而將成型件制成薄板形。
沖壓裝置通過如箭頭所示向下移動位于上部的壓板601來擠壓成型件603。成型件的厚度用墊片602調節。將沖壓裝置放在與實例17相同的加熱爐中進行加熱,將成型件放在壓板上。
當成型件的粘度下降時進行擠壓使之成為薄板狀。切割其邊緣,最后獲得要求尺寸的薄板形磁體。成型件的尺寸為寬度50毫米,厚度1毫米。由試驗54得到的成型件的磁性質列于表20中。
比較例試驗55是用圖6所示的模具進行擠出成型的,薄板形成型件的磁性質也列在表中。
所用的原料復合體與試驗54相同。
在模具中,當在電磁線圈403中接通電流時,就在上下極片404之間形成垂直于模具中的復合體通道的磁場。因此就可成型出磁粉在厚度方向被定向的薄板狀磁體。成型時的磁場強度為11×103奧斯特。成型件的尺寸與試驗54的實例一致。
成型性與磁性一起也列在表20中。
表20最大能量積(106高斯奧斯特) 成型性試驗54(實例) 7.5 良試驗55(比較例) 2.4 一般從表20可看出,雖然采用相同的成型原料,但比較例試驗55卻顯示出低磁性。這被認為是由于比較例試驗55中的模具結構決定了不可能加大用于成型的磁場,因而磁粉定向不充分。
此外,在比較例試驗55中非常難以進行穩定的成型,廢品率很高。而且,比較例試驗55所用模具的制造成本大約比實例試驗54所用的模具高3倍,比實例試驗54中的模具和沖壓裝置的總成本還要高。
因此,采用本發明的成型法,高性能薄板狀樹脂粘合型稀土磁體的生產率可以很高。
實例19與實例17相似,將一組成為釹13鐵82.7硼4.3的原料熔融并澆鑄,用淬火和滾條機在氬氣氣氛里將所得鑄塊制成淬火條狀物。
將淬火條狀物粗粉碎并轉移到模具中,在氬氣氣氛、700-800℃和20千克/毫米2壓力的條件下進行短時間高壓沖壓成型。
所得的壓實件的密度幾乎為100%。所得壓實件在氬氣氣氛、700-800℃、10千克/毫米2壓力的條件下再次進行高溫沖壓成型,沖壓的方向與第一次沖壓的方向垂直(即進行模縮鍛)。
粉碎該整塊磁體,得到平均粒度為20微米的磁粉。
將該磁粉與含有雙酚A型樹脂、酚醛型環氧樹脂、乙烯基丁縮醛-乙烯醇共聚物的混合物的樹脂粉以及添加劑硬脂酸鈣粉和二氧化硅粉分別以90.3%、9.1%及0.4%和0.2%(重量)的比例進行混合。
然后,混合物在90℃下用雙滾筒型輾壓機進行捏合,將捏合后的混合物制成外徑為1-10毫米的顆粒作為原料復合體,用圖1所示的擠出成型機和圖2所示的模具(與實例18類似)成型出圓筒形磁體。
將成型件切成合適的長度并去磁,再由周邊上的一點沿平行于成型件中心軸的方向進行切割。在用與實例18相似的沖壓裝置將成型件壓成薄板狀的同時,于200℃烘烤45分鐘使成型件中的有機樹脂交聯。
表21列出了用試驗56-61制備的具有不同尺寸的薄板狀成型件的磁性質。
表21外徑 內徑 最大能量積試驗號 (毫米) (毫米) d/D (106高斯奧斯特)56 22 20 0.91 10.257 22 19 0.86 10.058 22 18 0.82 8.259 33 32 0.97 10.460 33 28 0.85 10.161 33 25 0.76 7.5從表21可見,若內徑(d)和外徑(D)的比d/D小于0.85,則磁性惡化。這被認為是由于圓筒形成型件的厚度與外徑相比比較大,把它做成薄板狀時磁粉的定向會發生紊亂。因此,在本發明的成型方法中,當d/D局限于0.85≤d/D<1時即可生產出具有高磁性能的磁體。
權利要求
1.一種包含磁粉和有機樹脂的樹脂粘合型磁體,其中它被成型為外徑(D)、內徑(d)和長度(L)之間滿足關系式2DL/d2≥1的圓筒形單一型磁體,同時,它在直徑方向具有徑向異向性。
2.一種包含磁粉、有機樹脂和添加劑的樹脂粘合型磁體,其中它被成型為外徑(D)、內徑(d)和長度(L)之間滿足關系式2DL/d2≥1的圓筒形單一型磁體,同時,它在直徑方向具有徑向異向性。
3.一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中成型原料包含磁粉和有機樹脂,它在硬化時通過加有磁場的模具經擠出而成型為外徑(D)、內徑(d)和長度(L)之間滿足關系式2DL/d2≥1的圓筒形單一型磁體,同時,它在直徑方向具有徑向異向性。
4.一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中成型原料包含磁粉、有機樹脂和添加劑,它在硬化時通過加有磁場的模具經擠出而成型為外外徑(D)、內徑(d)和長度(L)之間滿足關系式2DL/d2≥1的圓筒形單一型磁體,同時,它在直徑方向具有徑向異向性。
5.一種將包含磁粉和有機樹脂的成型原料進行擠出成型的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中用于成型的模具構造為芯軸區的前端伸出到外模具一個端面的前方。磁路在所述芯軸區、外模具和安裝在所述模具外周的電磁線圈之間形成,原料靠電磁線圈在模具內施加磁場而被成型為圓筒形,被擠出的成型件在芯軸的前端進行去磁。
6.一種將包含磁粉有機樹脂和添加劑的成型原料進行擠出成型的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中用于成型的模具構造為芯軸區的前端伸出到外模具一個端面的前方,磁路在所述芯軸區、外模具和安裝在所述模具外周的電磁線圈之間形成,原料靠電磁線圈在模具內施加磁場而被成型為圓筒狀。被擠出的成型件在芯軸的前端進行去磁。
7.一種將包含磁粉和有機樹脂的成型原料進行擠出成型的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中電磁線圈安裝在模具的外周,原料靠在模具中施加磁場而被成型為圓筒形,在上述電磁線圈的前方還安裝一空心線圈,以便在所述電磁線圈中產生一個去磁磁場,再使擠壓出的成型件去磁。
8.一種將包含磁粉、有機樹脂和添加劑的成型原料進行擠出成型的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中電磁線圈安裝在模具的外周,原料靠在模具中施加磁場而被成型為圓筒形,在上述電磁線圈的前方還安裝一空心線圈,以便在所述電磁線圈中產生一個去磁磁場,再使擠壓出的成型件去磁。
9.一種樹脂粘合型磁體的生產方法,它包括使磁粉和有機樹脂的熔融混合物中的磁粉在模具前端加有磁場的區域定向,將其成型為圓筒形,經冷卻固化而擠出,其中當磁體被切割時,通過使磁體和熱絲接觸使樹脂熔化而被切割。
10.一種樹脂粘合型磁體的生產方法,它包括使磁粉、有機樹脂和添加劑的熔融混合物中的磁粉在模具前端加有磁場的區域定向,將其成型為圓筒形,經冷卻固化而擠出,其中當磁體被切割時,通過使磁體和熱絲接觸使樹脂熔化而被切割。
11.權利要求(9)或(10)的樹脂粘合型磁體的生產方法,其特征在于,樹脂粘合型磁體是未經定向而擠出成型為圓筒形的各向同性磁體。
12.一種用注入成型或擠出成型法將磁粉和熱固性樹脂成型為圓筒形樹脂粘合型磁體的生產方法,其中為了使磁粉和熱固性樹脂的熔融混合物通過加熱而硬化,硬化時圓筒形磁體的外周用模筒固定,內周用充氣膨脹的彈性材料固定。
13.一種用注入成型或擠出成型法將磁粉、熱固性樹脂和添加劑成型為圓筒形樹脂粘合型磁體的生產方法,其中為了使磁粉、熱固性樹脂和添加劑的熔融混合物通過加熱而硬化,硬化時圓筒形磁體的外周用模筒固定,內周用充氣膨脹的彈性材料固定。
14.權利要求(12)或(13)的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中所述彈性材料是硅橡膠。
15.一種包含磁粉和有機樹脂的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中稀土磁粉先在強于磁粉矯頑磁力的磁場中進行預磁化,然后捏合磁粉和有機樹脂的混合物,再在磁場中將捏合后的混合物擠出成型。
16.一種包含磁粉、有機樹脂和添加劑的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中稀土磁粉先在強于磁粉的矯頑磁力的磁場中進行預磁化,然后捏合磁粉、有機樹脂和添加劑的混合物,再在磁場中將捏合后的混合物擠出成型。
17.一種用擠出成型法將包含磁粉和有機樹脂的成型原料用模具在磁場中成型為樹脂粘合型磁體的生產方法,其中在成型時對模具施加一個輕微的振動。
18.一種用擠出成型法將包含磁粉、有機樹脂和添加劑的成型原料用模具在磁場中成型為樹脂粘合型磁體的生產方法,其中在成型時對模具施加一個輕微的振動。
19.一種包含磁粉和有機樹脂的樹脂粘合型磁體,其中所述磁粉的平均粒度γ滿足γ≤0.1t(t≤1毫米)其中t為包含所述磁粉和樹脂的各向異性樹脂粘合型磁體成型件的厚度。
20.一種包含磁粉、有機樹脂和添加劑的樹脂粘合型磁體,其中所述磁粉的平均粒度γ滿足γ≤0.1t(t≤1毫米)其中t為包含所述磁粉、樹脂和添加劑的各向異性樹脂粘合型磁體成型件的厚度。
21.一種包含磁粉和有機樹脂的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中所述磁粉的平均粒度γ滿足γ≤0.1t(t≤1毫米)其中t為包含所述磁粉和樹脂的各向異性樹脂粘合型磁體成型件的厚度,磁體用磁場中的模具經擠出成型而生產。
22.一種包含磁粉、有機樹脂和添加劑的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中所述磁粉的平均粒度γ滿足γ≤0.1t(t≤1毫米)其中t為包含所述磁粉、樹脂和添加劑的各向異性樹脂粘合型磁體成型件的厚度,磁體用磁場中的模具經擠出成型而生產。
23.一種用注入成型法或擠出成型法將磁粉和有機樹脂的混合物成型為樹脂粘合型磁體的生產方法,其中將上述磁粉和有機樹脂的混合物加熱,使其粘度η滿足η≤300×103泊(剪切速度≈1000秒-1)再將其放入捏合機中制成一種復合體。
24.一種用注入成型法或擠出成型法將磁粉、有機樹脂和添加劑的混合物成型為樹脂粘合型磁體的生產方法,其中將上述磁粉、有機樹脂和添加劑的混合物加熱,使其粘度η滿足η≤300×103泊(剪切速度≈1000秒-1)
25.如權利要求(23)或(24)所述的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中所述磁粉的表面涂(或鍍)有金屬膜或陶瓷。
26.一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中將包含磁粉和有機樹脂的成型原料通過模具而擠出成型為圓筒形磁體,然后從所述圓筒形磁體周邊的一點或幾點沿與成型件中心軸平行的方向切開,再把切開的成型件展平做成薄板形。
27.一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中將包含磁粉、有機樹脂和添加劑的成型原料通過模具而擠出成型為圓筒形磁體,然后從所述圓筒形磁體周邊的一點或幾點沿與成型件中心軸平行的方向切開,再把切開的成型件展平做成薄板形。
28.權利要求(26)或(27)所述的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中所述擠出成型的圓筒形磁體的外徑(D)和內徑(d)滿足關系式0.75≤d/D<1。
29.一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中將包含磁粉和有機樹脂的成型原料通過加有磁場的模具而擠出成型為具有沿直徑方向的徑向異向性的圓筒形磁體。然后由所述圓筒形磁體周邊的一點或幾點沿與成型件中心軸平行的方向切開,并將切開的成型件展開成薄板形。
30.一種樹脂粘合型磁體的生產方法,其中將包含磁粉、有機樹脂和添加劑的成型原料通過加有磁場的模具而擠出成型為具有沿直徑方向的徑向異向性的圓筒形磁體,然后由所述圓筒形磁體周邊的一點或幾點沿與成型件中心軸平行的方向切開,并將切開的成型件展開成薄板形。
31.權利要求(29)或(30)所述的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中所述擠出成型的圓筒形磁體的外徑(D)和內徑(d)滿足關系式0.85≤d/D<1。
32.權利要求(1)、(2)、(19)和(20)所述的樹脂粘合型磁體,其中所述磁粉選自鐵氧系磁體;含稀土金屬和以鈷和鐵為主的過渡金屬的磁體;或含稀土金屬、以鐵為主的過渡金屬和硼的磁體的磁粉。
33.權利要求3-10、12、13、15-18、21-24、26、27、29和30所述的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中所述磁粉選自鐵氧系磁體;含稀土金屬和以鈷和鐵為主的過渡金屬的磁體;或含稀土金屬、以鐵為主的過渡金屬和硼的磁體的磁粉。
34.權利要求1、2、19和20所述的樹脂粘合型磁體,其中所述有機樹脂是熱塑性或熱固性樹脂。
35.權利要求3-10、12、13、15-18、21-24、26、27、29和30所述的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中所述有機樹脂是熱塑性或熱固性樹脂。
36.權利要求34所述的樹脂粘合型磁體,其中所述熱塑性樹脂選自聚酰胺、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯硫、氯化聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物彈性體和合成橡膠中的一種或幾種。
37.權利要求35所述的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中所述熱塑性樹脂選自聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫、氯化聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物彈性體和合成橡膠中的一種或幾種。
38.權利要求34所述的樹脂粘合型磁體,其中所述熱固性樹脂是乙烯系不飽和聚酯樹脂或環氧樹脂。
39.權利要求35所述的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中所述熱固性樹脂是乙烯系不飽和聚酯樹脂或環氧樹脂。
40.權利要求2或20所述的樹脂粘合型磁體,其中所述添加劑選自硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、蠟和過氧化物中的一種或幾種。
41.權利要求4、6、8、10、13、16、18、22、24、27和30所述的樹脂粘合型磁體的生產方法,其中所述添加劑選自硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、蠟和過氧化物中的一種或幾種。
全文摘要
本發明涉及樹脂粘合型磁體及生產方法,特別是圓筒形或薄板形磁體及生產方法。包含磁粉和有機樹脂的樹脂粘合型磁體及其生產方法,其中該磁體成型為外徑(D)、內徑(d)和長度(L)之間滿足關系式2DL/d
文檔編號H01F41/02GK1056369SQ9010263
公開日1991年11月20日 申請日期1990年5月7日 優先權日1990年4月19日
發明者井熊勇, 阪田昌明, 秋岡博晴, 下田達也 申請人:帝國化學工業公司, 精工愛普生株式會社
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