本發(fā)明屬于釹鐵硼磁體制備,具體涉及一種圓環(huán)型釹鐵硼磁體的制備方法。
背景技術(shù):
1、隨著科技的飛速發(fā)展,釹鐵硼永磁材料因其高磁能積、高矯頑力和良好的機械性能,在軍工設備、新能源汽車電機以及高端智能機器人等領域的應用日益廣泛。特別是在新能源汽車領域,隨著電動汽車市場的不斷擴大,對高性能永磁材料的需求急劇增加,圓環(huán)型釹鐵硼磁體因其獨特的形狀和優(yōu)異的磁性能,成為電機制造中的關(guān)鍵材料。然而,傳統(tǒng)的釹鐵硼磁體制備方法存在加工工序繁瑣、加工精度低以及環(huán)境污染等問題,這些問題不僅影響了磁體的性能,還增加了生產(chǎn)成本,限制了其在更廣泛領域的應用。因此,高性能圓環(huán)型釹鐵硼磁體的制備方法顯得尤為重要。
2、專利cn?111968817?a公開一種圓環(huán)型釹鐵硼磁體的制備方法,包括將原料進行氫破碎;將氫破好的粉料,添加復配潤滑劑,攪拌混合均勻后,然后再將粉料進行氣流磨,得到細粉;在細粉中添加復配潤滑劑和納米銅粉,攪拌混合均勻;將得到的物料先倒入模腔內(nèi),壓制成型得到生胚;將生胚連柱芯一起取出,用真空封裝機抽空封裝,然后進行等靜壓處理;最后取出柱芯,將生胚放入燒結(jié)料盒中并放入燒結(jié)爐中進行高溫燒結(jié)并進行兩次時效處理。該發(fā)明添加的潤滑劑不會在磁體內(nèi)殘留過多的雜質(zhì),但是得到的磁鐵的密度和磁體的磁性能仍有提高的空間。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種圓環(huán)型釹鐵硼磁體的制備方法,用于解決現(xiàn)有技術(shù)中磁體密度和磁性能不佳的技術(shù)問題。
2、為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
3、本發(fā)明提供一種圓環(huán)型釹鐵硼磁體的制備方法,包括以下步驟:
4、步驟一:將釹鐵硼磁體原料、改性潤滑劑和蒸餾水進行混合,熔煉,氫碎和氣流磨處理,得到粒徑分布均勻的釹鐵硼磁體粉末;
5、步驟二:將釹鐵硼磁體粉末與復合粘結(jié)劑進行混合,攪拌后,放入至模具中,將粉末壓制成環(huán)形生坯;
6、步驟三:將環(huán)形生坯放入至燒結(jié)爐中,高溫燒結(jié),得到磁體;
7、步驟四:對磁體進行磨削、切割和鍍鎳處理,得到圓環(huán)型釹鐵硼磁體。
8、作為優(yōu)選,所述步驟一中,釹鐵硼磁體原料、改性潤滑劑和蒸餾水的用量比為(1-3)kg:(20-25)g:(200-280)ml,混合時間為4-5h。
9、作為優(yōu)選,所述改性潤滑劑的制備方法,包括以下步驟:
10、q1:將3-硝基-1,8-萘二甲酸酐加入至含有無水乙醇的容器中,隨后再加入n,n-二甲基乙二胺和乙醇溶液,氮氣保護下,油浴加熱反應,反應結(jié)束后,冰水冷卻,減壓抽濾、洗滌、干燥,得到中間產(chǎn)物1;
11、q2:將中間產(chǎn)物1加入至含有無水乙醇的容器中,隨后再加入三乙胺和鈀碳,氮氣保護下,加熱回流攪拌,然后通過注射器向容器中滴加甲酸引發(fā)反應,反應結(jié)束后,過濾,將過濾液于冰水中冷卻,減壓抽濾,洗滌,干燥,得到中間產(chǎn)物2;
12、q3:將中間產(chǎn)物2、甲苯、2-甲基苯甲醛和亞磷酸二乙酯依次加入至容器中,氮氣保護下,攪拌回流,回流結(jié)束后,減壓旋蒸,重新溶解,提純,得到改性潤滑劑。
13、以上過程中,改性潤滑劑的合成反應式如下:
14、
15、中間產(chǎn)物1經(jīng)質(zhì)譜分析結(jié)果為:m/z:313.11(100.0%),314.11(17.6%),315.11(2.4%),314.10(1.1%);中間產(chǎn)物2經(jīng)質(zhì)譜分析結(jié)果為:m/z:283.13(100.0%),284.14(17.6%),285.14(1.9%),284.13(1.1%);改性潤滑劑經(jīng)質(zhì)譜分析結(jié)果為:m/z:523.22(100.0%),524.23(30.9%),525.23(5.6%),524.22(1.1%)。
16、作為優(yōu)選,所述q1中,3-硝基-1,8-萘二甲酸酐、無水乙醇、n,n-二甲基乙二胺和乙醇溶液的用量比為(3.66-6.22)g:(100-170)ml:(1.32-2.24)g:(45-76.5)ml,乙醇溶液的體積分數(shù)為70vt%,油浴加熱反應溫度為70-80℃,時間為2-4h,用正庚烷進行洗滌3-5次。
17、作為優(yōu)選,所述q2中,中間產(chǎn)物1、無水乙醇、三乙胺、鈀碳和甲酸的用量比為(4-6)g:(40-60)ml:(2.3-3.45)ml:(0.4-0.6)g:(1-1.5)ml,加熱回流攪拌溫度為70-90℃,時間為6-8h,用硅藻土進行過濾,用正庚烷洗滌3-5次。
18、作為優(yōu)選,所述q3中,中間產(chǎn)物2、甲苯、2-甲基苯甲醛和亞磷酸二乙酯的用量比為(0.28-0.56)g:(25-50)ml:(1.2-2.4)g:(0.14-0.28)g,攪拌回流時間為10-12h,用二氯甲烷重新溶解,使用體積比為4:1的乙酸乙酯和石油醚混合溶液作為洗脫劑進行提純。
19、作為優(yōu)選,所述步驟二中,釹鐵硼磁體粉末與復合粘結(jié)劑的用量比為(1-3)kg:(200-250)g,使用的模具為圓環(huán)型模具。
20、作為優(yōu)選,所述復合粘結(jié)劑的制備方法,包括以下步驟:
21、s1:將酚酞單體加入至含有乙酸的容器中,攪拌溶解,然后加入硝酸釔六水合物,劇烈攪拌后,倒入至裝有低溫去離子水的容器中,洗滌,過濾,干燥,得到二硝基酚酞;將二硝基酚酞加入至含有四氫呋喃的容器中,攪拌,加入無水乙醇和鈀碳,抽真空后,加熱反應,反應結(jié)束后,過濾,加熱,冷卻,過濾,干燥,得到二氨基酚酞;
22、s2:將二氨基酚酞加入至容器中,隨后加入n-甲基吡咯烷酮,氮氣氛圍下攪拌至完全溶解,然后置于冰水環(huán)境中,分次加入六氟二酐,攪拌反應,得到粘液;移去冰水浴,向粘液中加入甲苯,混合均勻后,將分水器和冷凝管與容器進行連接,加熱反應后,自然冷卻,將得到的沉淀進行粉碎、過濾、洗滌、干燥,得到粉末;
23、s3:將粉末與聚丙烯酰胺混合后溶于二甲基亞砜中,然后加入偶氮二異丁腈,加熱反應后,得到復合粘結(jié)劑。
24、以上過程中,粉末的合成反應式如下:
25、
26、二硝基酚酞經(jīng)質(zhì)譜分析結(jié)果為:m/z:408.06(100.0%),409.06(22.7%),410.07(2.3%),410.06(1.8%);二氨基酚酞經(jīng)質(zhì)譜分析結(jié)果為:m/z:348.11(100.0%),349.11(22.4%),350.12(3.1%)。
27、作為優(yōu)選,所述s1中,酚酞單體、乙酸和硝酸釔六水合物的用量比為(2-4)g:(60-120)ml:(2.4-4.8)g,劇烈攪拌時間為1-2h;二硝基酚酞、四氫呋喃、無水乙醇和鈀碳的用量比為(5-10)g:(30-60)ml:(20-40)ml:(0.5-1)g,攪拌時間為20-30min,加熱反應溫度為60-70℃,時間為10-12h,冷卻溫度為3-6℃,時間為10-14h;所述s2中,二氨基酚酞、n-甲基吡咯烷酮和六氟二酐的用量比為(4.2-8.4)g:(15-30)ml:(5.3-10.6)g,攪拌時間為30-45min,冰水環(huán)境的時間為0-3℃,加入六氟二酐的時間間隔為20-25min,攪拌反應時間為20-24h;粘液和甲苯的用量比為(20-22)ml:(15-18)ml,加熱反應溫度為160-180℃,時間為6-8h,干燥過程為:60℃保溫24h,90℃保溫12h,120℃保溫12h,150℃保溫24h。
28、作為優(yōu)選,所述s3中,粉末、聚丙烯酰胺、二甲基亞砜和偶氮二異丁腈的用量比為(7-12)g:(6-10)g:(5-10)ml:(0.05-0.08)g,加熱反應溫度為70-80℃,時間為5-7h。
29、綜上所述,由于采用了上述技術(shù)方案,本發(fā)明的有益效果是:
30、本發(fā)明首先利用3-硝基-1,8-萘二甲酸酐、n,n-二甲基乙二胺、2-甲基苯甲醛和亞磷酸二乙酯為原料,制備得到改性潤滑劑,隨后利用酚酞單體、六氟二酐和聚丙烯酰胺為原料,制備得到復合粘結(jié)劑,在圓環(huán)型釹鐵硼磁體的制備過程中,改性潤滑劑的添加可以使粉末顆粒間形成潤滑層,減小顆粒間的摩擦力,從而有助于粉末顆粒在壓制和燒結(jié)過程中的均勻分布和緊密排列,同時,還可以防止粉末顆粒的團聚,使粉末顆粒保持分散狀態(tài),從而形成高度有序的磁疇結(jié)構(gòu);且復合粘結(jié)劑的添加有助于磁體粉末顆粒在磁場中的取向,使得更多的磁矩沿磁場方向進行排列,提高磁體的性能,復合粘結(jié)劑與磁體原料之間產(chǎn)生的界面作用會促進磁體的排列,提升磁性能,同時,復合粘結(jié)劑可以填充至磁體粉末顆粒間的空隙中,使其在壓制和燒結(jié)工程中減少孔隙率,提高磁體的密度。