本发明涉及磁性材料领域， 尤其涉及一种复合纳米晶钕铁硼磁条及其制造 方法。 背景技术

自 1970年初钐钴磁铁 （Samarium Cobalt Magnets ) 问世后， 永久磁铁的性能便大为 跃进。 装设在随身听等各种电子机械内的磁铁， 对装置的小型、 轻量化贡献许多。 之后在 1983年更出现了由日本人所发明的强力钕磁铁� �Neodymium magnet ), 现在各产业所采用 的稀土类磁铁几乎都是钕磁铁 （Nd-Fe-B类烧结磁铁）。 钕磁铁在硬盘（HDD) 的音圈马达 (VCM)及变频空调的马达等方面快速普及， 另外在最近的混合动力车（HEV)及电动汽车 (EV) 的驱动用马达上， 也被视为无可或缺的材料， 可以预见日后的需求将会持续扩大。 钕磁铁的成本主要在磁粉上， 或者说主要在金属钕上。 就在 1983年美国 GM用单铜轮熔融 旋淬法制备钕铁硼合金， 并用此种合金碎片制造磁石， 取名为 Magnequench, 简写为 MQ磁 石， 使熔融旋淬稀土铁基永磁进入实用阶段。

传统的钕磁铁磁粉（M Q P )亦即粘结钕铁硼材料 (如 Ndll. 76Fe82. 36B5. 88 at%) , 其 Nd的含量为 26. 67wt%, 采用 α - Fe/Nd2FeMB (如 Nd9. 5Fe80. 5B10 at%)的也不少， 其 Nd 的含量为 22. 9½t%, 从 2011年年初开始， 稀土材料价格在不到 6个月的时间里飙升了近 十倍， 磁性材料最主要的原材料金属钕的价格从原来 每吨 20万元人民币左右涨到了每吨 约 180万元以上。 原材料价格的翻倍上涨， 导致钕铁硼磁体制造成本不断提高， 使钕铁硼 磁体生产企业的利润大幅下降， 甚至已经亏损， 钕铁硼磁体生产企业面临着生存和发展的 巨大压力。 另外马达越做越小， 在充磁多极时， 对粘结磁体相对而言就显得困难许多。 发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技 术的不足， 提供一种造价相对便宜许多 的复合纳米晶钕铁硼磁条。所述复合纳米晶是 指粉体的颗粒度很细，达到纳米量级的尺寸。

为解决上述技术问题， 本发明所采取的技术方案为： 一种复合纳米晶钕铁硼磁条的制 造方法， 包括以下步骤：

a、 混炼： 将丁腈橡胶、 环氧大豆油、 酮胺类化合物混合后先行素炼； 素炼后加入纳 米晶钕铁硼磁粉、 硅垸藕联剂、 和环氧树酯进行混炼， 混炼时在混炼机的里衬通以热水， 使混烁机内的原料温度维持在一定温度范围；

b、 分出制片： 混炼好的原料置于料桶中， 通过输送带输送到分出滚轮处压成磁盘； C、 滚轮压延： 分出的磁盘通过压延滚轮压延成所需磁盘厚度 ；

d、 胶片定型： 压延后的磁盘， 经高温硬化处理；

e、 裁切： 定型后的磁盘， 经过裁切机裁切出所需磁盘的尺寸大小。

作为本发明进一步改进的技术方案， 步骤 _a 中所述纳米晶钕铁硼磁粉为 Fe ₃ B/Nd ₂ Fe _I4 B 复合纳米晶磁粉。

作为本发明进一步改进的技术方案， 步骤 _a 中原料的重量百分配比为： Fe ₃ B/Nd ₂ Fe ₁₄ B 纳米晶钕铁硼磁粉 90~93%、 丁腈橡胶 5〜8%、 环氧大豆油 0. 7%、 酮胺类化合物 0. 3%、 硅垸 藕联剂 0. 5%、 环氧树酯 0. 5%。

作为本发明进一步改进的技术方案， 步骤 _a 中原料的重量百分配比为： Fe ₃ B/Nd ₂ Fe ₁₄ B 纳米晶钕铁硼磁粉 91. 5%、 丁腈橡胶 6. 5%、 环氧大豆油 0. 7%、 酮胺类化合物 0. 3%、 硅烷 藕联剂 0. 5%、 环氧树酯 0. 5%。

作为本发明进一步改进的技术方案， 还包括步骤 a' 、 批量混合： 混炼结束后， 将两 个以上批量的混炼后的原料加入混合桶中混合 ； 步骤 a' 在步骤 a结束后， 步骤 b开始前。

作为本发明进一步改进的技术方案， 歩骤 _a 中混炼机内的原料温度维持在 7(T90'C之 间， 混炼时间为 4(Γ60分钟。

作为本发明进一步改进的技术方案， 步骤 b中分出滚轮为水平排列， 在分出滚轮内通 以温度为 90Ό的热水， 分出滚轮直径为 450mm， 轴高为 800mm。

作为本发明进一步改进的技术方案， 其特征在于： 步骤 c中压延滚轮为上下排列， 在 压延滚轮内通以温度为 lOO'C的热水， 压延滚轮直径为 350mm， 轴高为 800mm。

作为本发明进一步改进的技术方案， 步骤 d中高温硬化的条件为 180°C， 20min。 以及根据上面任何一个方法得到的复合纳米晶 钕铁硼磁条。

本发明的复合纳米晶钕铁硼磁条选用 Fe ₃ B/Nd ₂ Fe ₁₄ B复合纳米晶磁粉作为原料， 该磁粉 中 Nd的含量为 12. 61wt%， 仅仅有 MQP磁粉的一半， 相对来说磁体价格便宜了许多， 另外 马达越做越小， 在充磁多极时， 对粘结磁体相对而言就显得困难许多， 由于复合纳米晶磁 粉材料的内禀矫顽力低， 在充磁设计上对于磁石外径小， 且需多极时， 容易达到客户的磁 性要求。 在混炼后批量混合可以使产品质量更稳定。 附图说明 图 1为本发明的制造方法流程示意图。 具体实施方式

实施例 1：

实施例 1提供一种制造复合纳米晶钕铁硼磁条的方法� � 该方法完全不同于现有技术中 压缩成形方法制造复合纳米晶钕铁硼磁石的方 法。 本实施例的方法包括以下步骤：

a、 混炼： 将丁腈橡胶、 环氧大豆油、 酮胺类化合物混合后先行素炼； 素炼后加入纳 米晶钕铁硼磁粉、硅垸藕联剂、和环氧树酯进 行混炼， 混炼时在混炼机 1的里衬通以热水， 使混炼机 1内的原料温度维持在一定温度范围；

b、 分出制片： 混炼好的原料置于料桶 2中， 通过输送带输 3送到分出滚轮 4处压成 磁盘 5;

c、 滚轮压延： 分出的磁盘 5通过压延滚轮 6压延成所需磁盘厚度；

d、 胶片定型： 压延后的磁盘 5， 经胶片定型器 7进行髙温硬化处理；

e、 裁切： 定型后的磁盘， 待冷却后， 经过裁切机 8裁切出所需磁盘的尺寸大小。 在本实施例中， 材料配比如下： Fe ₃ B/Nd ₂ Fe 纳米晶钕铁硼磁粉 90%、 丁腈橡胶 8%、 环 氧大豆油 0. 7%、 酮胺类化合物 0. 3%、 硅烷藕联剂 0. 5%、 环氧树酯 0. 5%。

上述材料经混炼、 批量混合、 分出制片、 滚轮压延、 胶片定型和裁切等工艺制成后， 经过磁滞曲线检测仪检测以及洛式硬度 D测试 Rock Well/D-Scale, 其磁气特性如下： 剩磁 Br: 4,611-4,631 Gs

矫顽力 bHc: 2,786 Oe

内禀矫顽力 iHc: 3,433 Oe

最大磁能积 BHmax: 4.388-4.421 MGOe

其中混炼步骤中混炼机内的原料温度为 90°C， 混炼时间为 60分钟。

本实施例得到的复合纳米晶钕铁硼磁条柔软性 适中。

实施例 2:

实施例 2提供一种类似于实施例 1的制造复合纳米晶钕铁硼磁条的方法， 下面仅 描述实施例 2与实施例 1的不同之处， 未描述的内容与实施例 1相同。

在实施例 2中，材料配比如下： Fe ₃ B/Nd ₂ Fe ₁₄ 纳米晶钕铁硼磁粉 93%、丁腈橡胶 5%、 环氧大豆油 0. 7%、 酮胺类化合物 0. 3%、 硅垸藕联剂 0. 5%、 环氧树酯 0. 5%。

上述材料经混炼、 批量混合、 分出制片、 滚轮压延、 胶片定型和裁切等工艺制成后， 经过磁滞曲线检测仪检测以及洛式硬度 D测试 Rock Well/D- Scale, 其磁气特性如下： Br: 4,750 Gs

bHc: 2,800 Oe

iHc: 3,500 Oe

BHmax: 5.37 MGOe

其中混炼步骤中混炼机内的原料温度为 90°C， 混炼时间为 60分钟。

本实施例得到的复合纳米晶钕铁硼磁条磁气特 性相比实施例 1要高，但硬度比实 施例 1要高， 延展性较差， 用直径 23mm的木棒把磁盘卷绕在木棒上， 磁盘有龟裂发 生。

实施例 3 _:

实施例 3提供一种类似于实施例 1的制造复合纳米晶钕铁硼磁条的方法， 下面仅 描述实施例 3与实施例 1的不同之处， 未描述的内容与实施例 1相同。

在实施例 3中， 材料配比如下： Fe ₃ B/Nd ₂ Fe _M 纳米晶钕铁硼磁粉 91. 5%、 丁腈橡胶 6. 5%、 环氧大豆油 0. 7%、 酮胺类化合物 0. 3%、 硅垸藕联剂 0. 5%、 环氧树酯 0. 5%。

上述材料经混炼、 批量混合、 分出制片、 滚轮压延、 胶片定型和裁切等工艺制成后， 经过磁滞曲线检测仪检测以及洛式硬度 D测试 Rock Well/D- Scale, 其磁气特性如下：

Br: 4,720 Gs

bHc: 2,850 Oe

iHc: 3,520 Oe

BHmax: 5.3 MGOe

其中混炼步骤中混炼机内的原料温度为 90°C， 混炼时间为 60分钟。

本实施例得到的复合纳米晶钕铁硼磁条磁气特 性相比实施例 1要高， 与实施例 2 比较磁特性不相上下，但硬度比实施例 1要高，延展性较实施例 2好许多，用直径 23mm 的木棒把磁盘卷绕在木棒上， 磁盘没有龟裂发生。此配比在复合纳米晶钕铁 硼磁条及 其制造方法是最佳的成分组合。

实施例 4:

实施例 4提供一种类似于实施例 1的制造复合纳米晶钕铁硼磁条的方法， 下面仅 描述实施例 4与实施例 1的不同之处， 未描述的内容与实施例 1相同。

在实施例 4中， 组合成份与实施例 3完全相同， 但改变混炼步骤中混炼机内的原 料温度为 70'C， 混炼吋间为 40分钟。 上述材料经混烁、 批量混合、 分出制片、 滚轮压延、 胶片定型和裁切等工艺制成后， 经过磁滞曲线检测仪检测以及洛式硬度 D测试 Rock Well/D- Scale, 其磁气特性如下： Br: 4,810 Gs

bHc: 2,720 Oe

iHc: 3,290 Oe

BHmax: 5.51 MGOe

用直径 23mm的木棒把磁盘卷绕在木棒上， 磁盘有些微龟裂发生。 虽然最大磁能 积及剩磁高许多， 但与实施 3比较， 矫顽力值明显偏低许多， 这对电机的温度效应会 有所影响的。

实施例 5:

实施例 5提供一种类似于实施例 1的制造复合纳米晶钕铁硼磁条的方法， 下面仅 描述实施例 5与实施例 1的不同之处， 未描述的内容与实施例 1相同。

在实施例 5中， 组合成份与实施例 3完全相同， 但改变混炼步骤中混炼机内的原 料温度为 80°C， 混炼时间为 50分钟。

上述材料经混炼、 批量混合、 分出制片、 滚轮压延、 胶片定型和裁切等工艺制成后， 经过磁滞曲线检测仪检测以及洛式硬度 D测试 Rock Well/D- Scale, 其磁气特性如下：

Br: 4,750 Gs

bHc: 2,780 Oe

iHc: 3,440 Oe

BHmax: 5.37 MGOe

用直径 23mm的木棒把磁盘卷绕在木棒上， 磁盘无龟裂发生。 最大磁能积及剩磁 与实施例 4比较明显有下降趋势， 但与实施 4比较， 矫顽力值明显上升许多， 这对电 机的温度效应式有所帮助。

本发明中纳米晶钕铁硼磁粉、丁腈橡胶两者配 比决定了磁条的磁气特性以及磁条 的柔软度。 素炼的作用是让丁腈橡胶微粉化， 以便让后续混炼的纳米晶钕铁硼磁粉充 分的与丁腈橡胶混合， 在素炼过程中， 加入环氧大豆油、 酮胺类化合物这两种添加剂 有助于磁粉与丁腈橡胶两者的结合。硅烷藕联 剂的作用是帮助环氧树酯与丁腈橡胶硫 化的添加剂， 不可于素炼中加入， 以免提早丁腈橡胶的硫化， 应在混炼中加入。

传统的复合纳米晶钕铁硼磁条制造工艺大都采 用压缩制程工艺，亦及在复合纳米 晶钕铁硼磁粉的材料里加入适量的环氧树酯， 而环氧树酯主要目的是当结合剂用。混 合好的材料再用压机成形， 成形好的磁环必须经硬化处理方可成为成品， 此种工艺所 做出来的磁石大都使用在内转子电机。 外转电机大都使用铁氧体的橡胶磁条， 主要的 原因在于价格便宜。 当磁通量不足时， 往往就采取增加磁条的宽度或厚度的方法， 这 样往往导致马达体积增大， 从而其他材料的造价也会增加。 但采用本发明的复合纳米 晶钕铁硼磁条的话， 由于该种材料的磁条磁能积是铁氧体的 3倍， 而且造价仅为传统 的复合纳米晶钕铁硼磁条的一半， 所以在外转式电机必须制造更大的瓦特数时， 选用 本发明的复合纳米晶钕铁硼磁条， 虽然相对铁氧体的橡胶磁条价格要高， 但是可以减 小电机体积， 节约电机材料， 总体来说造价比使用铁氧体的橡胶磁条要低， 而且马达 的性能更优越。

需要说明的是， 虽然以上实施例利用具体参数描述了本发明， 但本发明的构思和 范围并不限于以上具体参数。本领域的技术人 员在本发明的启发下可以根据具体应用 和技术要求对上述实施例进行改变， 但这样的改变也包含在本发明的保护范围之内 。