[发明专利]复杂异形梯度磁体的制备方法、装置及其应用

说明书

本发明涉及磁体制备技术领域，具体而言涉及复杂异形梯度磁体的制备方法，包括制备打印丝材、称量预设重量的磁粉和粘结剂进行混合形成混合粉末、对混合粉末进行球磨处理并混炼挤出形成丝材、打印磁体等步骤。本发明利用3D打印技术实现异形梯度化磁体的高效低成本制备，改进打印喷头装置实现特定比例材料的添加，满足梯度磁体的制备。本方法的材料混合充分后在粘结剂尼龙的熔点时能形成熔融态可以挤出成型，符合3D打印工艺要求，混合粉末由双螺杆挤出机挤出成丝材后，连接打印机喷头挤出成型，另外根据梯度磁体的磁场要求动态加入磁粉和尼龙粉，最后调整3D打印参数，逐层打印完成梯度磁体的制备。

技术领域

本发明涉及磁体制备技术领域，具体而言涉及复杂异形梯度磁体的制备方法、装置及其应用。

背景技术

磁体制备包括烧结工艺，铸造工艺，粘结工艺等，其中粘结工艺与传统的铸造和烧结工艺相比，具有较低的工艺成本、工艺简单、加工效率高、制备工艺流程短，能实现产品的近净成形等许多优点，这使得粘结工艺在大规模商业制造中得到了广泛的应用，如：汽车家电、电子通讯、交通医疗、自动化机械等方面。

而在一些特定场合时磁场需成梯度化分布才可满足应用要求，且按不同的场景应用要求，梯度化磁场可以是线性或非线性，通过上述烧结工艺，铸造工艺，粘结工艺等制备出的磁体，虽然每种磁性材料有性能之分，但是每块磁铁的各个部位性能、成分基本一致，即使有微小的差别也是由于工艺的缺陷导致，目前通常使用梯度线圈的方式实现梯度化磁场，因此，亟需一种具有梯度化磁场的磁体。

发明内容

本发明目的在于提供一种复杂异形梯度磁体的制备方法，包括：

步骤S1，制备打印丝材：

步骤S11，称量预设重量的磁粉和粘结剂进行混合形成混合粉末；

步骤S12，对混合粉末进行球磨处理并混炼挤出形成丝材；

步骤S2，打印磁体：

步骤S21，打印第一梯度磁体结构层：将第一比例的丝材、第二比例的磁粉、第三比例的粘结剂熔融混合后，沿预设路径在基板上挤出形成第一梯度磁体结构层；

步骤S22，打印第二梯度磁体结构层：将第一比例的丝材、第四比例的磁粉、第五比例的粘结剂熔融混合后，沿预设路径在第一梯度磁体上挤出形成第二梯度磁体结构层；

其中，根据梯度磁体梯度数量，逐层打印出各个梯度磁体结构层，形成梯度磁体。

优选的，所述丝材中磁粉和粘结剂质量比为5：1～7:1，且每个所述磁体结构层中磁粉和粘结剂质量比为5：1～7:1。

优选的，在步骤S11中，使用偶联剂对磁粉进行预处理，并在所述混合粉末球磨之前，在混合粉末中加入抗氧化剂。

优选的，在步骤S12中，球磨设备中球料质量比为2:1，并以酒精作为球磨介质，球磨参数包括：球磨转速500-1000r/min，球磨时间1-2h。

优选的，在步骤S21和步骤S22中，保持丝材的送料速度恒定，通过控制磁粉、粘结剂的供应速度调节所打印出结构层中丝材、磁粉、粘结剂所占比例。

优选的，所述磁粉包括铷铁硼磁粉，其中，所述磁粉的粒度为5um，所述磁粉颗粒形状为圆形或椭圆形。

优选的，所述粘结剂包括尼龙6粉末，所述粘结剂的粉末粒度为200目。

本发明提出另一种技术方案，一种复杂异形梯度磁体的制备装置，包括：

混合设备，用于将磁粉和粘结剂进行混合并输出混合粉末；

球磨设备，用于将所述混合粉末进行球磨至预设颗粒大小；

混炼设备，用于将球磨后的混合粉末挤制成丝材；