稀土粘结磁体与永磁电机
王淦绪(天津安全电机有限公司)
1粘结磁体的特点
永磁电机的长足发展与新型永磁材料的不断出现有密切的关系。在烧结的稀土永磁材料快速发展的同时,另一种稀土粘结磁体又后来居上,异军突起。这种直接将合金铸键热处理后粉碎制得的磁粉(约占材料总重量的百分之九十),添加粘结树脂混合后,再经压缩成型或注射成型等工艺而制成的稀土粘结磁体,能****限度地改变磁体的形状自由度,从而获得烧结磁体难以得到的一些超薄型工件和形状复杂的磁体。其特点是
a.工艺简单,原料利用率高,成本低。
b.树脂结合力大,抗冲击性能强,不易出现碎、裂现象。
c.环形薄壁磁体容易成型,并能与其它零部件压制成一体。
d.可制成径向各向异性磁体,易于多极充磁。
e.易于大批量生产,成品率高;工件尺寸偏差小、精度高,不需磨削加工。
f.机械性能好,能切削加工,还能与其它部件装配成形,插入成形。
g.磁体均匀,电阻率高,可做成lkg以上的大型磁体。
2稀土磁体的性能
稀土粘结磁体有三种磁粉材料,其发展又分为三个不同时期。
a.稀土钐钴smc05黎明期(1969—19781)
b.稀土钐钻sm2c017发展期i(1979~1986)。
c.稀土钕铁硼( ndfeb)笈展期ⅱ(1987—)。
日本是生产稀土粘结磁体较多的国家,其产量增长迅速。1986年为75t,产量增长百分之36.4,占稀土磁钢总产量的百分之10.4;1987年为 l00t,产量增长百分之33.3,占稀土磁钢总产量的百分之11.3;1988年为130t,产量增百分之30,占稀土磁钢总产量的百分之11.3,其中,钕铁硼粘结磁体约为43t,占l/3左右;1989年为250t,产量增长百分之92.3,占稀土磁钢总产量的百分之17.8。
1987年钕铁硼粘结磁体面市,引起人们的高度重视,并使稀土粘结磁体的产量急速增长。随后,各向异性的钕铁硼粘结磁体又相继问世,其****磁能积(bh) max为36—143kj/m3,内禀矫顽力温度系数为百分之0. 55/℃,使用温度为150—200℃,与烧结的钕铁硼磁钢相比,磁能积约降低1/2到2/3,但热稳定性更好,使用温度高,可靠性更高,是微型永磁电机的一种综合磁性能更好的功能材料,受到电机界的密切关注。
金属钐(sm)很贵,且资源有限;金属钴(co)是稀有战略物资,而且很贵。钕铁硼粘结磁体不用钴,其磁性能比sm2c017系更加优异,还可以钕代钐,以廉价的铁代钴,故其价格相对比sm2c017粘结磁体低廉,市场竞争力更强。预计,钕铁硼粘结磁体将成为今后生产和应用的主流。各向异性的钕铁硼粘结磁体是目前开发的重要方向。
按制造方法不同,粘结磁体分为两类:
a.压缩成型粘结磁体,粘结剂一般采用热可塑性的环氧树脂。该树脂的化学性能很稳定,并有很好的耐潮性、耐热性和机械性能,它的粘结力强,添加少量粘结树脂即可达到牢固粘结的目的,由于桥接时收缩率小,可获得尺寸精度高的永磁体。
b.注射成型粘结磁体,粘结剂使用龙12树脂,其特点是吸潮性小,与被粘物结合稳定,磁体尺寸误差可控制在公差围内。为了获得高温稳定性的树脂,日本在研究pps、lcp(液晶聚合物)、聚丁稀对苯二酸脂等粘结剂,目前,在研制使用这些树脂的注射成型粘结磁此外,还有挤压成型,在英国已有实例。结磁体的性能如附表所示。
3粘结磁体是用于永磁电机的适宜材料
稀土粘结磁体适合做成环状,其充磁处于矢径向各向异性的多极永磁体,最适宜应用制作小型、微型永磁电机和其它旋转机械。目前,在日本普遍用于制造永磁步进电机、主轴电机、无刷直流电动机、办公自动化用的精密小型电动机、汽车用电动机,家用电器和计算机外围设备上用的电动机等,此类应用已超过稀土粘结磁体息量的百分之60。此外,它还用在光电拾音器、,蜂鸣器、晒像机、测量仪表、传感器、:离器等。
与烧结的稀土磁钢相比,稀土粘土i的优点更多,综合磁性能较好,形状自大。它能满足人们追求设计性能水平要体积更小、重量更轻、可靠性高、寿命噪声低、价格便宜的永磁电机的需求,为大量采用烧结的铁氧体磁体、铝镍钴j的永磁电机的更新换代材料,为发展新:永磁电机开辟了广阔的前景。< |