磁鐵擠出成型用設備及其工藝路線

(1)擠出成型
擠出成型是在擠出機中通過加熱、加壓而使物料以流動狀態連續通過口模成型的方法，也稱為“擠塑”。擠出成型工藝過程和注射成型基本相同，不同之處是連續不斷地擠出，可根據需求生產長形產品。首先是將磁鐵和黏結劑混合均勻，經過混煉和造粒，制成干燥的粒料，然后在單螺桿或雙螺桿擠出機中將粒料用螺旋式導料桿送到加熱室加熱,加熱后的熔融料被擠人具有徑向取向磁場的模具中成型，好后冷卻成所需產品。它與注射成型的唯一區別是，這種工藝是將加熱后的粒料通過一個孔洞擠人模具中，成型所得產品也是剛性的，所用黏結劑種類與注射成型不相同，但是加人量均為20% (體積比）左右。這種工藝一般用來生產其他黏結工藝較難實現的長條形薄片狀或薄壁環狀磁體。各向異性模壓成型磁體雖然磁性能好高，但壓制效率低。而擠出成型T藝生產效率高，且適于制造很薄的片狀或高度較高的薄壁環狀黏結磁鐵，再加上黏結劑的用fi僅高于模壓成型工藝，磁鐵的磁性能較高。擠出成型工藝可生產同性磁鐵產品，也可以加定向磁場生產異性磁鐵產品。擠出成型的主要工藝路線包含配料、捏合、煉塑、切粒、烘烤、模具加熱、擠出成型等環節。
擠出成型產品所用檢測儀器主要有：
①磁性能檢測系統。
②抗張強度測試儀(拉力機）。
③表面硬度（邵氏）檢測儀等。
質量控制主要包含以下3個方面：
①外觀質量。如尺寸、精度、表面缺陷等。
②電磁性能。表面磁極及表面磁通密度，B表數值。
③其他物理、機械特性問題。
(2)主要生產設備
主要生產設備有捏合機、煉塑機、切粒機（見圖9. 20中的SCQ-200塑料平板切粒機）、充磁機、電烘箱、擠出機(見圖9. 21 )、卷繞機等。
單螺桿擠出機主要由傳動系統、加料系統、塑化系統、加熱與冷卻系統、控制系統等組成(見圖9.22)。擠出系統是好主要的系統,它由料筒、螺桿、多孔板及過濾網組成。
帶有徑向取向磁場的擠出成型裝置圖。
擠出機通常由主機、輔機及其控制系統組成，
通常這些組成部分統稱為擠出機組。
1)主機
—臺擠出機主機由擠壓、傳動、加熱及冷卻這3個系統組成。擠壓系統主要由螺桿和機桶組成，是擠出機的關鍵部分;傳動系統中起作用是驅動螺桿，要保證螺桿在工作過程中具備所需要的扭矩和轉速;加熱及冷卻系統主要用來保證物料和擠壓系統在成型加工中的溫度控制。
2)輔機
擠出設備的輔機的組成根據制品的種類而定。一般來說，輔機由劑透定型裝H、冷卻裝置、牽引裝置、切割裝置以及制品的卷取或堆放裝置等部分組成。
3)控制系統
擠出機的控制系統主要由電器、儀表和執行機構組成。其主要作用為:控制主、輔機的拖動電機，滿足工藝要求所需的轉速和功率,并保證主，輔機能協調地運行;控制主、輔機的溫度、壓力、流量和制品的質M;實現整個機組的自動控制。
在傳統的螺桿擠出機系統中，螺桿是由直流電機驅動的。在直接傳動的情況下,螺桿直接由齒輪箱驅動;在間接傳動的情況下，螺桿由皮帶和牽引盤驅動。傳統的直流電機本身存在著一定的缺點，如直流電機的電刷每個月就要更換一次，在多粉塵或腐蝕性環境中直流電機需要經常清洗，有時甚至還需要從車間外為直流電機通人潔凈的冷卻空氣。
間接傳動螺桿擠出機的缺點在于:存在皮帶滑差，皮帶會造成一定的能量損失;更多的機械裝置增加了磨損和發生故障的可能性;而且直流電機好大的弊端是噪聲過大、電刷打火、轉子污染、電機溫度過高、排氣不充分以及電機振動。因此，使用直流電機的螺桿擠出機維護費用更高，直流電動機的好初成本也更高一些。
磁取向擠出成型黏結永磁材料的制造方法目前，各種擠出成型方法制備好大磁能積大于11.11Kj/m3、內稟矯頑力大于215 kA/m的高性能各向異性黏結鐵氧體磁鐵材料^多采用成本較高的鐵紅為原料制備的鐵氧體粉末。其工藝圖。由于我國鐵氧體磁鐵生產廠商多采用廉價的鐵鱗為原料制備鐵氧體粉未，因此,擠出法在我國的應用受到了限制。
本方法是以鐵鱗為原料制備的鐵氧體磁粉作為磁性主體、以氯化聚乙烯（CPE)為主體的熱塑性彈性體為黏結劑的獨特制造工藝。它在磁取向各向異性黏結磁體擠出成型機上成型，獲得了各項磁性能指標均佳的磁性能。特別適用于采用以廉價鐵鱗為原料的鐵氣體（BaO ?GFe2O3或SrO ? 6Fe203。）粉末所制備的擠出成型磁取向黏結磁鐵的制備。其工藝圖。先將橡塑磁粉與助劑和偶聯劑一起在高混機中混合。在對輥煉機上混煉成片，切成3 mm x3 mm的小粒，擠出成條狀磁鐵,磁條經退磁包裝后成為產品。它與傳統方法相比，具有以下特點：
①新工藝采用了鐵鱗為原料制備鐵氧體磁鐵。鐵鱗成本低、資源廣,在我國應用廣泛等特點。
②新工藝省去了現有工藝偶聯劑處理的工序，采用增塑劑稀釋偶聯劑直接加人磁粉中混合。偶聯劑處理工藝需采用有機溶劑稀釋偶聯劑，與磁粉充分混合后再將有機溶劑揮發掉。其操作煩瑣、污染環境，且易燃易爆和易出現安全事故。
③黏結劑配方采用熱塑性彈性體的配方體系，有兩大系列:一是CPE為主相,加人CPE、ACR和助劑，CPE的質量分數為50% ～ 80%。EVA的質量分數為20%?50%，ACR的質量分數為1%?5%，助劑的質量分數為1% ～5% ,該系列簡稱塑彈體1。二是PE為主相,加人CPE、ACR和助劑,PE的質量分數為50% ～ 80%。EVA的質量分數為20% ～ 50%，ACR的質量分數為～5%，助劑的質量分數為1% - 5% ,該系列簡稱塑彈體2。
在上述配方中：
CPE——氯化聚乙烯；
PE——聚乙烯；
EVA——乙烯醋酸乙烯共聚物；

ACR—-丙烯酸丁酯與甲基丙烯酸甲酯共聚物。
采用熱塑性彈性體黏結劑配方體系，可使得磁鐵擠出成型過程中，在高溫段具有良好的流動性，磁粉顆粒在磁場的作用下容易獲得取向狀態。在溫度較低的定型段，具有彈性體的性能,利于高磁粉填充復合體順利擠出口模,并很好地實現取向態的保持和磁鐵的定型。熱塑性彈性體的采用是高磁粉填充、擠出成型黏結磁鐵獲得高的磁特性的關鍵。
例如，北礦采用鐵鱗（Fe3O4)為原料制成細鍶鐵氧體磁鐵（SrO ? 6Fe203 )粉，以塑彈體1的黏結劑配方體系,用DOP(二辛酯）稀釋鈦酸酯偶聯劑，再將黏結劑、磁粉和稀釋的偶聯劑一起放人高混機中混合10?20 min,用對棍混煉機在70 ～ 80℃下混煉10 min，制成3 mm × 3 mm×4 mm的顆粒，取向磁場下擠出成型，制成的各向異性黏結磁鐵經國家計量科學院檢測表明,其磁性能超過了鐵紅為原料制成磁鐵的性能，具體的檢測數據表。當采用熱塑性彈性體2的配方體系，經上述方法制得的黏結磁體也達到了以鐵紅為原料制成磁鐵的相同性能。

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