一种提高Nd-Fe-B粉末颗粒的取向度的方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高Nd-Fe-B粉末颗粒的取向度的方法，方法包括：将多个Nd-Fe-B粉末装在模腔中；对模腔中的Nd-Fe-B粉末颗粒施加外磁场，使得Nd-Fe-B粉末颗粒在静磁转矩力的作用下旋转，从而使Nd-Fe-B粉末颗粒受到的静磁转矩力矩与Nd-Fe-B粉末颗粒之间的机械阻力和摩擦力共同产生的转矩相同；在保持外磁场的基础上对Nd-Fe-B粉末颗粒施加振动波，当相邻的Nd-Fe-B粉末颗粒分开时，Nd-Fe-B粉末颗粒只受到外磁场的静磁转矩力的作用，从而使Nd-Fe-B粉末颗粒转向外磁场的方向。本发明通过对Nd-Fe-B粉末颗粒施加振动波使Nd-Fe-B粉末颗粒的c轴更容易转向外磁场的方向，从而提高了磁钢的取向度。
【专利说明】—种提高Nd-Fe-B粉末颗粒的取向度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及稀土永磁材料领域，特别涉及一种提高Nd-Fe-B粉末颗粒的取向度的方法。
【背景技术】
[0002]目前，烧结Nd-Fe-B系永磁材料生产由熔炼、氢破、制粉、成型、烧结等工序组成的。烧结Nd-Fe-B系永磁材料的磁性性能主要来源于具有四方结构的Nd2Fe14B基体相(俗称Nd-Fe-B粉末颗粒)。它是单轴晶体，c轴是易磁化轴。如果磁化方向与其易磁化的c轴之间的夹角为Θ时，则Nd-Fe-B粉末颗粒的剩磁为Br = UciMscos Θ，可见Θ角越小,剩磁就越大，即当沿其易磁化轴磁化时，Nd-Fe-B粉末颗粒有最大的剩磁Br = U0Mso
[0003]然而公知的烧结Nd-Fe-B系永磁体磁钢在成型工序中获得的取向度Jr/Js仅为
0.83?0.95(取向度越大，磁钢磁性能越好)，产品的性能(剩磁、矫顽力、磁能积等)一致性差，产品的质量较差。因此提高烧结Nd-Fe-B系永磁体磁钢的取向度是制造高质量的烧结Nd-Fe-B永磁材料的关键技术之一。
[0004]然而Nd-Fe-B粉末颗粒的c轴取向程度受多方面因素的影响，如取向外磁场强度大小、粉末颗粒形状与尺寸分布及表面状态、成型方式、取向场与成型压力的相对方向以及取向粉末的初装密度等。为了提高取向外磁场，需要庞大的电流控制装置及高性能导磁材料，设备造价昂贵，运行维护成本骤高；为了使粉末颗粒的形状近似球状，需要在制粉的过程中加入微量氧气以氧化粉末颗粒的棱角，从而使制粉工序的收率降低；为了保证粉末的初装密度为松装密度，需要增加过筛和装料工装，增加了制造时间。总之，这些因素最终增加了产品的制造成本，不利于工业化规模生产。
[0005]公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种提高Nd-Fe-B粉末颗粒的取向度的方法，从而克服现有的烧结Nd-Fe-B永磁材料的取向度低带来的制造成本高，不利于工业化规模生产的缺陷。
[0007]为实现上述目的，本发明提供了 一种提高Nd-Fe-B粉末颗粒的取向度的方法，方法包括:将多个Nd-Fe-B粉末装在模腔中；对模腔中的Nd-Fe-B粉末颗粒施加外磁场，使得Nd-Fe-B粉末颗粒在静磁转矩力的作用下旋转,从而使Nd-Fe-B粉末颗粒受到的静磁转矩力矩与Nd-Fe-B粉末颗粒之间的机械阻力和摩擦力共同产生的转矩相同；在保持外磁场的基础上对Nd-Fe-B粉末颗粒施加振动波，当相邻的Nd-Fe-B粉末颗粒分开时，Nd-Fe-B粉末颗粒只受到外磁场的静磁转矩力的作用，从而使Nd-Fe-B粉末颗粒转向外磁场的方向。
[0008]优选地，上述技术方案中，外磁场的磁感应强度大于1.5T。
[0009]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:[0010]本发明通过对Nd-Fe-B粉末颗粒施加振动波使Nd-Fe-B粉末颗粒的c轴更容易转向外磁场的方向，从而提高了磁钢的取向度，另外施加振动波的成本较低，简单易行，便于工业化规模生产；本发明对Nd-Fe-B粉末颗粒施加的外磁场大于1.5T，从而使Nd-Fe-B粉末颗粒之间的静磁团聚力消失，更易于使Nd-Fe-B粉末颗粒的c轴朝向外磁场方向的旋转，提闻了生广效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是根据本发明的提高Nd-Fe-B粉末颗粒的取向度的方法的一个实施例中Nd-Fe-B粉末颗粒A、B的初始松装状态。
[0012]图2是施加大于1.5T的外磁场时Nd-Fe-B粉末颗粒A、B的平衡状态。
[0013]图3是在施加振动波(保持外磁场的基础上)后Nd-Fe-B粉末颗粒A、B瞬时分开时的状态。
[0014]图4是Nd-Fe-B粉末颗粒A、B的最终状态。
[0015]主要附图标记说明:
[0016]1-粉末颗粒A，2-粉末颗粒B，3-粉末颗粒A的c轴，4-粉末颗粒B的c轴，5-外磁场方向H。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0018]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0019]在初始状态下，多个Nd-Fe-B粉末颗粒装在模腔中，所有的NchFe-B粉末颗粒整体对外表现出各向同性，它们的c轴随机分布，图1所示的Nd-Fe-B粉末颗粒A和B是其中的两个代表颗粒，Nd-Fe-B粉末颗粒A与外磁场H的夹角是a ,Nd-Fe-B粉末颗粒B与外磁场H的方向一致(夹角为O)。
[0020]根据本发明【具体实施方式】的提高Nd-Fe-B粉末颗粒的取向度的方法，包括如下步骤:
[0021 ] 对模腔中的Nd-Fe-B粉末颗粒施加外磁场H，外磁场H的磁感应强度大于1.5Τ ;
[0022]当Nd-Fe-B粉末颗粒在磁场中取得平衡后，保持外磁场H的情况下对Nd-Fe-B粉末颗粒施加振动波。
[0023]当Nd-Fe-B粉末颗粒处于磁场中时，外磁场H对NchFe-B粉末颗粒的静磁转矩力是推动Nd-Fe-B粉末颗粒的c轴转向外磁场方向的推动力，而Nd-Fe-B粉末颗粒之间的静磁团聚力、外形不规则的粉末颗粒之间的机械阻力和粉末颗粒之间相互接触的摩擦力是阻碍Nd-Fe-B粉末颗粒的c轴转向外磁场方向的阻力。
[0024]当外磁场H的磁感应强度大于1.5Τ时，Nd-Fe-B粉末颗粒的团聚状态就会被打破，静磁团聚力也就消失了，因此Nd-Fe-B粉末颗粒只受到外磁场H的静磁转矩力以及Nd-Fe-B粉末颗粒之间的机械阻力和摩擦力。[0025]以图中的两个Nd-Fe-B粉末颗粒为例，刚刚施加外磁场H时，Nd-Fe-B粉末颗粒A受到的静磁转矩力矩大于机械阻力和摩擦力共同产生的转矩，Nd-Fe-B粉末颗粒A的c轴在静磁转矩力的作用下向外磁场方向H旋转，随着旋转Nd-Fe-B粉末颗粒A的c轴与外磁场H之间的夹角α逐渐变小，静磁转矩力矩也在逐渐变小，而机械阻力和摩擦力共同产生的转矩不变，当这两种力矩相等时Nd-Fe-B粉末颗粒A的受力达到平衡而停止旋转，此时粉末颗粒A的c轴与外磁场的方向未达到一致，如图2所示。另外，由于Nd-Fe-B粉末颗粒A在旋转时对Nd-Fe-B粉末颗粒B产生了影响，受到了 Nd-Fe-B粉末颗粒A的转矩，Nd-Fe-B粉末颗粒B的c轴也产生旋转，在达到平衡而停止旋转的状态下Nd-Fe-B粉末颗粒B的c轴与外磁场H之间的夹角为β，如图2所示。
[0026]在Nd-Fe-B粉末颗粒达到平衡后，在保持外磁场H的基础上对Nd-Fe-B粉末颗粒施加振动波(对振动波的波长、频率等参数无特殊要求)，使Nd-Fe-B粉末颗粒在振动的作用下时分时聚。在Nd-Fe-B粉末颗粒A和B分开的瞬间(如图3所示)，Nd-Fe-B粉末颗粒A和B均只受到外磁场H的静磁转矩力矩，因此Nd-Fe-B粉末颗粒A和B各自产生旋转，使它们的c轴与外磁场H的方向一致，如图4所示。
[0027]由于Nd-Fe-B粉末颗粒的取向度不能直接测量，为了证明本发明的提高Nd-Fe-B粉末颗粒的取向度的方法的效果，通过测量烧结完后的Nd-Fe-B磁钢的取向度来间接反应:
[0028]取两份同一批号的Nd-Fe-B粉末颗粒，在其他工艺条件完全相同的情况下，在成型工序中，第一份Nd-Fe-B粉末颗粒在取向时施加了本发明的振动波，第二份没有施加振动波。
[0029]经测量烧结完成后的Nd-Fe-B磁钢的取向度，第一份NchFe-B粉末颗粒烧出的磁钢的取向度Jr/Js范围在0.93?0.96之间，第二份Nd-Fe-B粉末颗粒烧出的磁钢的取向度Jr/Js范围在0.82?0.87之间。
[0030]上述测量结果充分说明了对Nd-Fe-B粉末颗粒施加振动波对磁钢的取向度起到了重要的积极作用。
[0031]本发明通过对Nd-Fe-B粉末颗粒施加振动波使Nd-Fe-B粉末颗粒的c轴更容易转向外磁场的方向，从而提高了磁钢的取向度，另外施加振动波的成本较低，简单易行，便于工业化规模生产；本发明对Nd-Fe-B粉末颗粒施加的外磁场大于1.5T，从而使Nd-Fe-B粉末颗粒之间的静磁团聚力消失，更易于使Nd-Fe-B粉末颗粒的c轴朝向外磁场方向的旋转，提闻了生广效率。
[0032]前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
【权利要求】
1.一种提高Nd-Fe-B粉末颗粒的取向度的方法，其特征在于，所述方法包括: 将多个Nd-Fe-B粉末装在模腔中； 对所述模腔中的Nd-Fe-B粉末颗粒施加外磁场，使得所述Nd-Fe-B粉末颗粒在静磁转矩力的作用下旋转，从而使所述Nd-Fe-B粉末颗粒受到的静磁转矩力矩与所述Nd-Fe-B粉末颗粒之间的机械阻力和摩擦力共同产生的转矩相同； 在保持所述外磁场的基础上对所述Nd-Fe-B粉末颗粒施加振动波，当相邻的Nd-Fe-B粉末颗粒分开时，所述Nd-Fe-B粉末颗粒只受到所述外磁场的静磁转矩力的作用，从而使所述Nd-Fe-B粉末颗粒转向所述外磁场的方向。
2.根据权利要求1所述的提高Nd-Fe-B粉末颗粒的取向度的方法，其特征在于，所述外磁场的磁感应强度大于1.5T。
【文档编号】B22F1/00GK104028744SQ201410244490
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】张云, 黄聚慧 申请人:中磁科技股份有限公司