粘磁鐵氧體材料大生產工藝控制技術

1、鐵氧體生產工藝技術,第四篇 粘結永磁大生產 工藝控制技術,鐵氧體生產工藝技術,一、粘結永磁、分類及其基本用途 二、壓延成型生產粘結永磁鐵氧體的工藝原理 三、擠出工藝 四、注射成型生產粘結永磁鐵氧體的基本工藝過程 五、粘結永磁鐵氧體用磁粉的制備,第五篇 粘結永磁大生產工藝控制技術,內容提要,鐵氧體生產工藝技術,一、結永磁、分類及其基本用途,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,教學目標,了解粘結永磁的基本定義，用途以及分類,職業(yè)技能教學點：,粘結永磁； 粘結永磁的優(yōu)缺點； 粘結永磁的主要用途； 粘結永磁的發(fā)展與分類。,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,粘結永磁,是將制

2、備好的永磁粉末加入塑料、橡膠等粘結劑進行充分混合，然后經壓延成型、擠出成型、注射成型、壓縮成型等工藝制得的永磁體。由于沾結劑的不同（成型工藝也就不同），國內外又把用塑料作粘結劑的叫做塑性磁，把用橡膠作粘結劑的叫橡膠磁，統(tǒng)一稱為粘結永磁。,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,粘結永磁產品,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,粘結永磁產品,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,粘結永磁材料是永磁材料的重要分支，其性能雖然低于燒結磁體，但它可以制備小型、異型的永磁體，廣泛地應用于微型電機、辦公用品、自動控制等領域。 粘結永磁材料制作的粘結永磁體主要用于計算機

3、(如：hdd硬盤驅動器主軸電機、cdrom光盤驅動器、fdd軟盤驅動器主軸電機和fdd步進電機)、汽車、自動控制等領域,粘結永磁的應用,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,hdd硬盤驅動器主軸電機,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,1、傳動方面：小型精密控制電機、汽車計速計程電機、微小型小發(fā)電機、電腦主軸無刷直流電機等； 2、音響設備方面：揚聲器、耳機、拾音器等； 3、通訊設備方面：繼電器、磁性開關、傳感器、儀器儀表等； 4、磁性密封：電冰箱、冰柜、消毒柜、儀器等門封條，玩具，教學圖板等，顯示器（電視、電腦、工業(yè)控制顯示器等）的校正磁芯； 其它方面：磁耦合器、電子

4、鎖、磁性卡片、現金卡、磁性存折、購物卡、車船票、各種證件、倉庫管理卡、磁帶、音樂卡、磁性夾子、磁性玩具、磁項鏈等。,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,繼電器,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,傳感器,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,同性和異性,粘結永磁根據在制造工藝中是否取向分為同性和異性（日本稱為等方性和異方性），其電磁性能明顯不一樣。同燒結磁體，凡異性（取向）粘結磁體的電磁性能比同性粘結永磁高得多。由于電磁性能高低不同，故同性和異性粘結永磁的用途也不同。,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體

5、生產工藝技術,粘結永磁的優(yōu)點,磁粉、粘結劑的加入，使制成磁體具有較高的永磁性能和粘合劑的物理性能，如柔性、彈性等； 可以制備形狀復雜、薄壁型的產品； 產品一致性好，尺寸精度高； 磁體的比重（密度）小，重量輕，有利于器件、整機的輕量化；,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,粘結永磁的優(yōu)點,有良好的機械加工性能 耐沖擊震動，不易碎； 可嵌入金屬、非金屬等全體零件整體成型； 可以制造成全徑向（全輻射）取向的磁體； 廢料可以重新回收使用； 磁體的hcj高。,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,粘結永磁的缺點,由于粘結劑是非磁性物質，制造的磁體產品其電磁性能（br、hcb、（

6、bh）max）只有該類燒結磁體的5070%。,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,粘結永磁發(fā)展概況,1、1960年日本公告美國goodrich公司在pvc（聚氯乙烯塑料）等樹脂內加入鐵氧體磁粉用于制作電冰箱門封（磁）條的專利； 2、美國1962年公布了在橡膠和塑料中混煉各向異性鐵氧體，通過以滾筒碾壓、壓延成型，賦予機械（應力）定向的專利； 3、1975年，日本制成電視機的中心調節(jié)器上使用的各向異性塑料永磁體；,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,粘結永磁發(fā)展概況,4、1984年，日本油墨化學工業(yè)公司開發(fā)塑料各向異性磁體，同時又開發(fā)了釤鈷系列（rco5，即smco5、

7、prco5、sm0.5pr0.5co5）的各向異性金屬粘結磁體。1985年法國的專利中有將鐵氧體粉末混煉在天然橡膠和合成橡膠中的橡膠磁鐵；1986年nd-fe-b系列粘結永磁問世。 最近報道，北大教授、中科院院士搞出的nd-fe-n是中國人搞出并申請了專利,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,粘結永磁的分類,粘結永磁鐵氧體和粘結金屬永磁材料。 粘結金屬永磁有：粘結rco5、粘結r2co17、粘結ndfeb、粘結alnico等。,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,課后小結,1、粘結永磁的基本原理； 2、粘結永磁的優(yōu)缺點； 3、 粘結永磁的主要用途； 粘結永磁的發(fā)展史

8、與分類。,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,作 業(yè),1、 什么叫做粘結永磁？ 2、粘結永磁有哪些類型？,一、結永磁、分類及其基本用途,鐵氧體生產工藝技術,二、壓延成型 工藝原理,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,教學目標,熟悉壓延成型生產粘結永磁鐵氧體的工藝原理,職業(yè)技能教學點：,1、機械應力取向機理； 2、壓延生產的工藝流程； 3、壓延生產的質量控制。,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,1、對永磁鐵氧體磁粉的要求,具有優(yōu)良的形狀各向異性； 易于填充及多量填充。,壓延成型工藝,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,2、對對粘合劑的要求,粘性好， 具有優(yōu)良的塑

9、性、 彈性及柔性； 磁粉易填充進去； 抗老化。,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,3、主要設備,捏合機； 煉塑機； 精碾機； 模樣壓模及工裝； 精密剪切設備； 沖床及沖模。,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,煉 塑 機,用于熱塑性塑料的混煉、塑煉、或塑料壓片,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,捏 合 機,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,捏 合 機,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,捏 合 機,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,4、主要儀器,磁性能檢測系統(tǒng)； 抗張強度測試儀。 （拉力機）,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,用于有效測量材料

10、的抗張強度、延伸率和抗張能量吸收（tea）。,抗張 強度 測試 儀,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,主要工藝流程,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,首先對各向異性磁粉進行粒度調整，一般是過150目篩，當然粒徑最好在53-106微米之間。利用硅烷偶聯(lián)劑對磁粉進行表面改性處理以提高磁粉在橡膠中的填充率。處理過的磁粉與5-7wt%的熱塑性聚氨酯彈性體（橡膠）粉末及少量潤滑劑干混捏合成均勻的混合物。混合物在雙輥開煉機上進行混煉即塑化，此時輥筒的溫度保持在200-220攝氏度之間，因為混合物最初成粉狀，開始時輥隙應小一些，,壓延成型工藝原理,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,混

11、合物包輥后，應在兩輥隙上方保留一定量的 堆積物料，并用交叉切割法對包輥物料實行切 割和翻滾，使物料經受交叉疊合輥壓，以提高 混煉效果。塑化完成后即可向壓延機供料，壓 延出1.5-2mm厚的板材，冷卻至室溫后切割成 近終形板材。最后在220-230攝氏度下熱壓成型 為1mm厚的最終尺寸板材，熱壓成型時施加 15-20koe的取向場，使磁粉的易磁化方向垂直 于板面，從而制成可曲撓的各向異性磁板。磁 板進一步裁剪成一定長度的磁條，充磁后繞在 軛鐵上形成微型磁環(huán)。,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,磁粉顆粒的徑厚比（d/h）是影響磁體性能的關鍵因素，合適的徑厚比能使磁粉在取向過程中獲得最大有效

12、的取向力矩，同時又能使該應力所引起的晶格畸變最小，獲得綜合性能優(yōu)越的磁體；,影響壓延取向的 關鍵因素？,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,磁粉預燒溫度、混料方式、預燒助熔劑以及磁體壓延取向工藝的混煉溫度對磁體性能也有影響。,影響壓延取向的 其他因素？,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,磁場下混膠造粒,磁粉的易磁化方向分別在無磁場造粒 和磁場中造粒條件下的分布,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,配料：粘合劑（cpe）、磁粉、助劑 捏合及工藝要求； 混煉工藝操作； 切粒：目的、意義；混煉開片； 精碾：機械應力取向過程； 疊合：按使用要求疊合厚度； 整形：剪切、沖壓成所需要的

13、形狀、 尺寸的產品； 充磁、包裝。,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,壓延成型的工藝原理： 取向原理、成型原理。 各工序中的質量控制。,課后小結,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,作業(yè),請寫出壓延成型的工藝流程。 壓延取向是根據什么原理？,二、壓延成型工藝原理,鐵氧體生產工藝技術,三、擠出工藝,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,教學目標,熟悉擠出工藝生產粘結永磁鐵氧體的工藝流程及擠出成型工藝特點,職業(yè)技能教學點：,擠出工藝流程； 擠出工藝特點 。,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,同性磁粉； 異性磁粉（應力、切向取向）,對永磁鐵氧體磁粉的要求,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,

14、粘合劑的選擇,1、氯化聚乙烯，即cpe （含氯量32%， 彈性體32%，塑料型）； 2、cpe與橡膠的混合使用。,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,4、主要設備,1、捏合機；2、煉塑機； 3、切粒機 4、充磁機（電容放電）； 5、電烘箱；6、擠出機； 7、卷繞機等,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,擠 出 機,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,充 磁 機,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,電 烘 箱,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,scq- 200 塑料 平板 切粒 機,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,4、主要儀器,磁性能檢測系統(tǒng)； 抗張強度測試儀。 （拉力機） 表面硬度（邵氏） 檢測儀等

15、,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,主要工藝流程,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,外觀質量：尺寸、精度、表面缺陷等； 電磁性能：表面磁極及表面磁通密度，b表數值； 其它物理、機械特性問題。,關于質量控制的問題,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,可生產的長度按要求進行控制； 可自動充磁； 模具較簡單； 可生產同性或異性粘結永磁體,擠出成型的特點,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,首先是將磁粉和粘結劑混合均勻，經過混煉和造粒，制成干燥的粒料，然后在雙螺桿擠出機中將粒料用螺旋式導料桿送到加熱室加熱，加熱后的熔融料被擠入到具有徑向取向磁場的模具中成型，最后冷卻成剛性產品,擠出成型的工藝原理,三、擠出

16、工藝,鐵氧體生產工藝技術,帶有徑向取向磁場的擠出成型裝置,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,1、擠出成型工藝流程； 2、擠出成型的特點： 除加料外，能實現全自動； 生產產品的長度可任意； 可生產同行或異性產品,課后小結,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,寫出擠出成型工藝流程； 擠出成型工藝特點主要有哪些？,作業(yè)？,三、擠出工藝,鐵氧體生產工藝技術,四、注射成型,四、注射成型,鐵氧體生產工藝技術,教學目標,了解注射成型生產粘結永磁鐵氧體的基本工藝過程。,職業(yè)技能教學點：,粘結劑的選擇； 工藝特點； 主要設備注射機,四、注射成型,鐵氧體生產工藝技術,粘合劑的選擇,1、粘結劑,注射成型最常用的粘結劑

17、為尼龍 （pa）6、 尼龍12、尼龍1010，在常溫下，尼龍是 白色（或淡黃色）粉末,四、注射成型,鐵氧體生產工藝技術,粘合劑的選擇,2、偶聯(lián)劑,一般情況下，鐵氧體磁粉表面都是親水 性的，而樹脂材料則是親油性的。如果 使磁粉表面變成親油性的，在加粘結劑 后，磁粉和樹脂的親和性就會增加，兩 者結合就會更好。通常在粘結劑與磁粉 混合前、熔融前加入偶聯(lián)劑。,四、注射成型,鐵氧體生產工藝技術,主要工藝流程,四、注射成型,鐵氧體生產工藝技術,4、主要設備,用螺旋式立式或臥式注射機， 模具上加取向磁場， 即可生產異性粘結永磁鐵氧體,四、注射成型,鐵氧體生產工藝技術,(1)混料：將原料磁粉與樹脂和各種添加劑

18、按一定比例干混捏合。 （2）造粒：在一定的保護措施下（防氧化），采用雙螺桿擠出機進行造粒。 （3）注射成型：造粒料加入到注射成型機中，粒料被螺旋式導料桿送到加熱室加熱，注射進模具成型，冷卻后即得產品。所用粘接劑一般為尼龍12，加入量為20-30%（體積百分比）。由于磁體表面已有一層粘結劑薄膜，不需進行表面涂層保護。,注射成型的工藝原理,四、注射成型,鐵氧體生產工藝技術,注射 成型 壓機,四、注射成型,鐵氧體生產工藝技術,該機主要由加熱裝置和旋轉螺桿組成。整個塑料原料充填在料筒內壁和螺旋桿槽底之間的空隙，當螺桿在料筒中轉動時，不僅將拽入螺桿的粒料向前輸送壓緊，而且對料粒形成較大的剪切、捏合作用賓

19、產生較大的摩擦熱和攪拌混合作用。加熱料筒可采用內筒和外筒雙重構造，這樣就只需將易損的內筒更換即可。,注射機的工作原理,四、注射成型,鐵氧體生產工藝技術,注射成型各向異性塑磁注射條件實例,四、注射成型,鐵氧體生產工藝技術,粘結劑選擇pa系列及偶聯(lián)處理注射工藝流程； 磁場注射機基本構造及工作原理。為什么要用偶聯(lián)劑對鐵氧體磁粉先進行處理？ 注射成型有哪些優(yōu)點？,課后小結,四、注射成型,鐵氧體生產工藝技術,寫出擠出成型工藝流程； 擠出成型工藝特點主要有哪些？,作業(yè)？,四、注射成型,鐵氧體生產工藝技術,五、粘結永磁 鐵氧體用磁粉的制備,五、粘結永磁鐵氧體用磁粉的制備,鐵氧體生產工藝技術,教學目標,職業(yè)技

20、能教學點,用預燒料制備； 用磨削料、廢品料制備； 用氧化物法制備； 其它方法制備,了解粘結永磁鐵氧體 用磁粉的制備,五、粘結永磁鐵氧體用磁粉的制備,鐵氧體生產工藝技術,1、用燒結永磁鐵氧體 預燒料進行制備,將預燒料經二次球磨至1.01.3m 平均粒度，然后烘干、過篩、 950 x1h 熱處理。可以用作粘結永磁鐵氧體 同性磁體用磁粉,五、粘結永磁鐵氧體用磁粉的制備,鐵氧體生產工藝技術,用磨削料制備,在燒結、磨加工過程中產生的磁性能合 格、外觀及尺寸不合格的產品，作為廢 磁件。用廢磁件經過初粉碎、細磨、 950 x1h熱處理，可以制成性能優(yōu)良的 粘結永磁鐵氧體用同性或異性磁粉。 平均粒度可放寬至1

21、.01.8m。,五、粘結永磁鐵氧體用磁粉的制備,鐵氧體生產工藝技術,用燒結過程中產生的廢磁件,在永磁鐵氧體磨削加工的過程中磨 下來的大量磨削料，可以經過磁選 烘干、過篩、然后經過950 x1h熱 處理，制成同性粘結永磁鐵氧體 磁粉,五、粘結永磁鐵氧體用磁粉的制備,鐵氧體生產工藝技術,用氧化物法進行磁粉制作,按1000gfe2o3、180gsrco3比例秤料， 再加入170g bacl2，用溫水溶解，加入 fe2o3和srco3組成的配方混合均勻， 以10001050燒結，保溫23h。經初 粉碎、細磨、用水清洗（除去bacl2）、 烘干、用9501000 xh熱處理。,五、粘結永磁鐵氧體用磁粉的制備,鐵氧體生產工藝技術,用氧化物法進行磁粉制作,用制