一種鋅鋁鈦鈷復(fù)合添加的燒結(jié)釹鐵硼磁體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及磁性材料技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種鋒侶鐵鉆復(fù)合添加的燒結(jié)欽鐵棚磁 體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 燒結(jié)欽鐵棚磁體具有優(yōu)越的磁性能，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的各領(lǐng)域，如風(fēng)力發(fā)電、核磁 共振、汽車(chē)工業(yè)、計(jì)算機(jī)、航空航天、家用電器等方面獲得廣泛應(yīng)用。隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，業(yè)界 對(duì)磁體磁性能的要求越來(lái)越高。
[0003]NdFeB的發(fā)展主要源于材料的高磁能積，但是磁體的實(shí)際內(nèi)稟矯頑力卻常為理論 值的1/3-1/30,該導(dǎo)致了材料的工作溫度和穩(wěn)定性相對(duì)較低，制約了NdFeB的進(jìn)一步發(fā)展 和應(yīng)用。為解決該一問(wèn)題，必須提高NdFeB的矯頑力。目前工業(yè)生產(chǎn)中改善、提高磁體矯頑 力的途徑主要有添加有益合金元素和優(yōu)化烙煉、制粉、成型、燒結(jié)等制備工藝。添加合金元 素可分為兩大類，第一類是通過(guò)添加重稀±元素Dy、化來(lái)替代硬磁相中的Nd，能夠明顯地 提升材料的矯頑力，但該方法W犧牲材料的磁能積為代價(jià)，同時(shí)價(jià)格昂貴的Dy、化大幅度 地增加磁體的生產(chǎn)成本。第二類是向磁體中滲雜加入非稀±金屬元素，包括低烙點(diǎn)金屬A1、 GaXu、Sn等和高烙點(diǎn)金屬Nb、Zr、Ti等。低烙點(diǎn)金屬能夠提高富Nd相的潤(rùn)濕性，而高烙點(diǎn) 元素能夠有效抑制燒結(jié)過(guò)程中晶粒的長(zhǎng)大，最終能有效提高磁體的矯頑力，但該些元素生 成的非磁性相會(huì)降低磁體的化和炬H)max。另外，添加合金元素的方法也有多種形式，既可 W在烙煉前的配料中添加，又可W在氣流磨制粉前將所需添加的合金粉末按比例與磁粉混 合。
[0004] 因此，在既不增加成本又不削弱磁體的剩磁和磁能積的基礎(chǔ)上提高材料的矯頑力 顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種一種鋒侶鐵鉆復(fù)合添加的燒結(jié) 欽鐵棚磁體及其制備方法，本發(fā)明制造出的燒結(jié)欽鐵棚磁體在不降低剩磁、最大磁能積的 基礎(chǔ)上，有效提高了磁體的矯頑力。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是；
[0007] -種鋒侶鐵鉆復(fù)合添加的燒結(jié)欽鐵棚磁體，其特征在于：所述燒結(jié)欽鐵棚 磁體的組分為觸xFeiw_x_y_zC〇yBz) 1。。_。姑1。。-3-641?；?U，所述燒結(jié)欽鐵棚磁體采用雙 合金法制備，主合金為36,。61。。_,了丈〇典，輔合金為化1。。_。_641。1'16，其中，36為稀±元 素Nd和Pr，Nd占RE的質(zhì)量百分比為70-80 % ;x為RE在主合金RExFei〇〇_x_y_zC〇yBz 中的原子分?jǐn)?shù)，13.Oat. %《X《14.Oat. %，y為Co在主合金RExFeiw_x_y_zC〇yBz中 的原子分?jǐn)?shù)，2.lat. %《y《4. 2at. %，Z為B在主合金RExFeiw-x了zCOyBz中的原 子分?jǐn)?shù)，5. 9at. %《Z《6. 2at. %，a為A1在輔合金化1。。_一41?；械脑臃?jǐn)?shù)， 30.Oat. %《a《52.Oat. %，b為T(mén)i在輔合金化1。。_。_6八1。1'^中的原子分?jǐn)?shù)，15.〇31.% 《13《22.〇3*.%，11為輔合金2111。。_。_641。1'^在整個(gè)材料成分體系中的質(zhì)量百分比， 0.Iwt. %《u《0. 8wt. %。
[0008] -種鋒侶鐵鉆復(fù)合添加的燒結(jié)欽鐵棚磁體的制備方法，其特征在于：具體步驟如 下：
[000引（i)按設(shè)計(jì)成分分別制備主合金RExFeiw_x了zCOyBz和輔合金化iw_a-bAlaTib。其 中，主合金RE,化1。。_,了,COyB,先經(jīng)1200-1400°C溫度烙煉，合金液在10 2-104°C/s的冷速下速 凝甩帶成厚度為0. 2-0. 5mm的合金薄片；再經(jīng)氨爆爐破碎成粒徑為200ym的顆粒；最后經(jīng) 氣流磨破碎成2. 5-4. 5ym的欽鐵棚合金粉末；輔合金化iw_,_bAlJib先進(jìn)行真空烙煉制備 出合金鑄錠，再歷經(jīng)粗破碎、機(jī)械球磨，制成平均粒徑為1-3ym的輔合金粉末；
[0010] (ii)將步驟（i)審IJ備得至IJ主合金粉末RExFeiw_x_y_zC〇yBz和輔合金粉末 化1。。_。_641。化按配方設(shè)計(jì)的質(zhì)量稱取，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，利用S維混料機(jī)中進(jìn)行混料，混料時(shí) 加入合金粉末總重量0. 2-0. 5%的汽油，混合化，制得均勻的混合粉末；
[0011] (化）利用磁場(chǎng)壓機(jī)，將步驟（ii)中的粉末在1.8-2. 0T的磁場(chǎng)下取向成型，再經(jīng) 過(guò)冷等靜壓，壓力為180-200MPa，制得磁體初巧，初巧密度為4. 5-5.Og/cm3;
[0012] (iv)將壓制得到的初巧置于真空燒結(jié)爐中，在1060-1100°C燒結(jié)保溫3-4小時(shí)； 一級(jí)回火溫度為850-950°C，保溫1-2小時(shí)；二級(jí)回火溫度為500-600°C，保溫3-4小時(shí)；最 終獲得燒結(jié)永磁體。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0014] 本發(fā)明通過(guò)符合添加鋒侶鐵鉆，采用雙合金法制備出較高矯頑力的燒結(jié)磁體，在 制造中低牌號(hào)的燒結(jié)欽鐵棚磁體時(shí)，可W不添加稀±化，甚至在制造高牌號(hào)的燒結(jié)欽鐵棚 磁體時(shí)通過(guò)本發(fā)明所述的復(fù)合添加鋒侶鐵鉆的方法，減少了重稀±Dy、化的使用，降低了 生產(chǎn)成本。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，制造出的燒結(jié)磁體在不降 低剩磁、最大磁能積的基礎(chǔ)上，有效提高了磁體的矯頑力。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 本發(fā)明的實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，并非限定本發(fā)明。
[0016] 利用本發(fā)明所述的復(fù)合添加鋒侶鐵鉆提高燒結(jié)欽鐵棚磁體矯頑力的方法制造M2 磁體，具體步驟如下；
[0017](a)烙煉與制粉；主輔合金分別制備，主合金Pr3.5Nd9.7Fe76.8C〇3.8Be.2按化學(xué)比列配 料后，裝入真空烙煉爐先后經(jīng)138(TC烙煉，合金液在103°C/s左右的冷速下速凝甩帶成厚 度為0. 28mm的合金薄片，再經(jīng)氨爆爐破碎成粒徑為200ym左右的顆粒，最后經(jīng)氣流磨破碎 成2. 5-4. 5ym左右的欽鐵棚合金粉末，輔合金化43AligTiw先進(jìn)行真空烙煉制備出合金鑄 錠，再歷經(jīng)粗破碎、機(jī)械球磨，制成平均粒徑為1-3ym左右的輔合金粉末；
[001引 化）混粉；將制得的主合金Pr3.5Nd9.7Fe76.8C03.8Be.2粉末和輔合金化43AlisTi39粉末 按配方設(shè)計(jì)的質(zhì)量稱取，輔合金質(zhì)量占總質(zhì)量的0.3wt%，混料前再加入質(zhì)量占粉末總重 0. 2wt%的汽油，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，通過(guò)S維混料機(jī)中進(jìn)行混料，混合化，制得均勻的混合粉 末；
[001引（C)成型；利用磁場(chǎng)壓機(jī)，將混合均勻的粉末在1. 9T的磁場(chǎng)下取向成型，再經(jīng)過(guò)冷 等靜壓，壓力為180MPa，制得磁體初巧，初巧密度為4.5-5. Og/cm3;
[0020] (d)燒結(jié)；將壓制得到的初巧置于真空燒結(jié)爐中，在1080°C燒結(jié)保溫4小時(shí)，一級(jí) 回火溫度為850°C，保溫2小時(shí)，二級(jí)回火溫度為475°C，保溫4小時(shí)，最終獲得燒結(jié)永磁體；[00川 （e)測(cè)性能；2(TC下的磁性能，結(jié)果如下表。
[0022]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋅鋁鈦鈷復(fù)合添加的燒結(jié)釹鐵硼磁體，其特征在于：所述燒結(jié)釹鐵硼磁體的組 分為（RExFe1(l(l_x_y_zC〇yBz)1(KI_U (Zn1(KI_a_bAlaTib)u，所述燒結(jié)釹鐵硼磁體采用雙合金法制備，主 合金為RExFemzCoyBz，輔合金為Zn1QQ_a_bAlaTib，其中，RE為稀土元素Nd和Pr，Nd占RE的質(zhì) 量百分比為70-80% ;x為RE在主合金RExFe1QQ_x_y_zCoyB#的原子分?jǐn)?shù)，13. 0at. %彡X彡14. 0 at.%，y為Co在主合金RExFe1QQ_x_y_zCoyB# 的原子分?jǐn)?shù)，2.Iat. % 彡y彡 4. 2at.%，z為 B在主合金RExFe1QQ_x_y_zCoyBA的原子分?jǐn)?shù)，5. 9at. %彡z彡6. 2at. %，a為Al在輔合金 ZnltltlIbAlaTib中的原子分?jǐn)?shù)，30. 0at. % 彡a彡 52. 0at.%，b為T(mén)i在輔合金Zn1QQ_a_bAlaTib 中的原子分?jǐn)?shù)，15. 0at. % <b< 22. 0at. %，u為輔合金Zn1QQ_a_bAlaTib在整個(gè)材料成分體 系中的質(zhì)量百分比，〇?Iwt. % <u< 0? 8wt. %。
2. -種如權(quán)利要求1所述的鋅鋁鈦鈷復(fù)合添加的燒結(jié)釹鐵硼磁體的制備方法，其特征 在于：具體步驟如下： (i)按設(shè)計(jì)成分分別制備主合金RExFeiQQ_x_y_zC〇yB，輔合金Zn1QQ_a_bAlaTib;其中，主合 金RExFe1QQ_x_y_zCoyB^g1200-1400°C溫度熔煉，合金液在102_104°C/s的冷速下速凝甩帶 成厚度為〇. 2-0. 5_的合金薄片；再經(jīng)氫爆爐破碎成粒徑為200ym的顆粒；最后經(jīng)氣流磨 破碎成2. 5-4. 5ym的釹鐵硼合金粉末；輔合金Zn1QQ_a_bAlaTib先進(jìn)行真空熔煉制備出合金 鑄錠，再歷經(jīng)粗破碎、機(jī)械球磨，制成平均粒徑為1-3ym的輔合金粉末； (ii)將步驟（i)制備得到主合金粉末RExFe1(l(l_x_y_zC〇yBz和輔合金粉末ZnLfbAlaTi1^ 配方設(shè)計(jì)的質(zhì)量稱取，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，利用三維混料機(jī)中進(jìn)行混料，混料時(shí)加入合金粉末總 重量0. 2-0. 5%的汽油，混合3h，制得均勻的混合粉末； (iii) 利用磁場(chǎng)壓機(jī)，將步驟（ii)中的粉末在I. 8-2.OT的磁場(chǎng)下取向成型，再經(jīng)過(guò)冷等 靜壓，壓力為180-200MPa，制得磁體初坯，初坯密度為4. 5-5.Og/cm3; (iv) 將壓制得到的初坯置于真空燒結(jié)爐中，在1060-1100°C燒結(jié)保溫3-4小時(shí)；一級(jí)回 火溫度為850-950°C，保溫1-2小時(shí)；二級(jí)回火溫度為500-600°C，保溫3-4小時(shí)；最終獲得 燒結(jié)永磁體。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋅鋁鈦鈷復(fù)合添加的燒結(jié)釹鐵硼磁體及其制備方法。所述磁體組分為(RExFe100-x-y-zCoyBz)100-u(Zn100-a-bAlaTib)u，RE為稀土元素Nd和Pr，采用雙合金法制備，主合金為RExFe100-x-y-zCoyBz，輔合金為Zn100-a-bAlaTib。本發(fā)明的制備工藝中主合金RExFe100-x-y-zCoyBz歷經(jīng)熔煉、速凝甩帶、氫破碎、氣流磨，制得主合金粉末；輔合金Zn100-a-bAlaTib歷經(jīng)熔煉、鑄錠、機(jī)械破碎、球磨，制得輔合金粉末。后經(jīng)主輔粉料混合、取向成型、燒結(jié)、后處理等過(guò)程制備出永磁材料。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，制造出的燒結(jié)磁體在不降低剩磁、最大磁能積的基礎(chǔ)上，有效提高了磁體的矯頑力。
【IPC分類】H01F1-08, H01F41-02, H01F1-057, B22F3-16
【公開(kāi)號(hào)】CN104821218
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510230458
【發(fā)明人】張亞波, 何進(jìn), 張書(shū)來(lái), 史世文
【申請(qǐng)人】安徽萬(wàn)磁電子有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年5月7日