磁粉流動性對模壓粘結NdFeB 磁體成型的影響

卞 毅

（天津忠旺鋁業有限公司，天津 301700）

關鍵字：模壓磁體；松裝密度；加料穩定性；磁性能；破碎強度；尺寸穩定性；填充比；收縮率

粘結釹鐵硼磁體自面世以來由于具有尺寸精度高、磁性均勻性好、形狀可塑性強、原料利用率高、易于大批量生產等優點[1]，在信息技術、辦公自動化、消費類電子、家用電器、汽車工業等領域獲得了廣泛的應用，是現代工業不可缺少的功能材料之一。近年來，隨著全球節能、減排、輕量化的發展，消費類電子產品、家用電器和汽車關聯產品都在向“小型化、輕量化、節能化”發展[2]，微、精、輕已成為一種趨勢，也對薄壁、精細、微小型磁體的要求越來越多。

尤其對壓制磁體在生產成型過程中的以下發面提出了更高的挑戰：①加料穩定性和重量穩定性的保證，避免生產過程中的頻繁調整，進一步提高產品的生產效率和合格率；②磁體尺寸精度要求越來越高，滿足產品精度的更高要求；③解決薄壁產品在成型過程中填充比的問題，降低模具成本。 本課題擬通過改善磁粉的流動性解決或改善以上的問題。

1 實驗方法

實驗條件：采用同一批快淬NdFeB磁粉，保證實驗中的磁粉性能相同；磁粉流動性分別選擇32.3s、29.1s、25.8s三個范圍；成型條件采用相同的環形磁體模具，相同的壓機進行。

實驗方法：①改變磁粉流動性測試不同流動性時的松裝密度、加料量，計算填充比，實驗次數20次；②研究不同流動性磁粉成型后的磁體性能的變化，實驗次數20次；③研究不同流動性下磁體的破碎強度，實驗次數20次；④不同流動性下磁體的尺寸穩定性，采用測試磁體高度的方式進行，實驗數據100次。

1.1 流動性對成型過程的影響

首先從圖1流動性對成型過程的影響，看磁粉流動性對成型過程參數的影響，可以看出松裝密度隨流動性的增加而增加；還可以看出加料穩定性隨著隨流動性的增加趨于穩定，從流動性為32.3 s時的偏差1.52wt%降到25.8s時的0.71wt%。

圖1 流動性對成型過程

1.2 流動性對成型后磁體的影響

從圖2流動性對磁體磁性能的影響，可以看出隨磁粉流動性的增加模壓成型磁體的iHc、Br和（BH）max基本上沒有變化，細微的數據波動考慮為測試的正常波動，所以認為流動性變化不影響模壓成型磁體的磁性能。

圖2 流動性的磁體磁性能

從圖3流動性對磁體破碎強度的影響，可以看出隨磁粉流動性的提高對模壓磁體的破碎力基本上無影響，在流動性29.1s時破碎力降低考慮為測試的正常波動，故認為不會導致磁體的機械強度的降低。

圖3 磁體破碎強度分析

從圖4 流動性對磁體尺寸穩定性的影響，可以看出隨磁粉流動性的提高，成型后磁體的內、外徑的尺寸幾乎沒有變化，說明磁粉流動性不會影響磁體的收縮率；但是隨著流動性的增加高度穩定性都得到了明顯提高，從流動性為32.3 s時的偏差1.5%降到25.8s時的0.7%，尺寸穩定性提升了一倍多。得出流動性會有效提升磁體的尺寸穩定性，卻不會影響磁體的收縮率。

圖4 磁體尺寸穩定性分析

1.3 流動性對模具成本的影響

從表1流動性對磁粉填充比影響，可以看出隨磁粉流動性的變化，磁粉填充比隨之降低；填充比降低后模具的高度也會隨之降低，這樣會降低模具的加工難度、模具的材料成本和加工成本，使得模具的整體費用降低。因為數據有限未能統計出填充比對磨具壽命的影響，但根據實際的經驗，填充比越大模具壽命越短。

表1 流動性對填充比影響

2 總結

從以上的實驗研究可以發現，隨磁粉流動性的改善可以有效提高磁粉松裝密度和加料穩定性；同時隨著隨流動性的增加會有效提升磁體的尺寸穩定性，卻不會影響磁體的收縮率、磁性能以及磁體的機械強度。

所以通過本實驗可以得出，磁粉流動性的增加會為模壓粘結NdFeB磁體的生產解決以下問題：①保證磁粉的加料穩定性，減少生產過程中的調整，提高產品的生產效率和合格率；②保證磁體尺寸精度，能夠滿足更高精度要求；③解決薄壁產品在成型過程中填充比的問題，降低模具成本。