专利名称：一种纳米晶钕铁硼粘结磁体的成型方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米晶钕铁硼粘结磁体的成型方法，属金属粉末加压成型工艺技术领域。
背景技术：
纳米晶双相钕铁硼是由具有纳米晶粒尺寸的软磁相a-Fe与硬磁相Nd2Fe14B组成。当两相的晶粒尺寸在几个到几十个纳米时，颗粒间将会发生强烈的交换耦合作用而导致剩磁增强，这种以“交换弹性耦合”组成的纳米复合材料是获得高磁能积的新途径，理论预计它的最大磁能积可高达1MJ/m3，远高于目前磁能积最高的烧结NdFeB磁体，被广泛的应用到汽车工业、小型和大型仪表或装置、音响、移动电话、耳机、光盘驱动器等。纳米晶复合永磁材料包含很多体系，硬磁相可以是Nd2Fe14B、Sm2Fe17Nx、SmCo5或铁氧体等，软磁相可以是α-Fe、Fe3B、FeCo合金等。纳米晶磁粉的制作方法也较多，有快淬法、机械合金化法、HDDR、和薄膜技术等。
将纳米晶双相钕铁硼粉末和2～5％的粘结剂混合，在一定压力下成型，可制造出各种各样的粘结纳米晶钕铁硼磁环、磁瓦片等，具有优异得性能和良好得性价比，其用途十分广泛，如计算机硬盘驱动器的音圈电机，打字机、DVD、CD中的主轴电机，手机的振动电机，车载用的磁性传感器，飞机控制仪的陀螺组件等等。能很好得满足磁性材料及器件得小型化、智能化以及高性能化，因此，在信息、汽车、音响系统等到广泛得使用。
现有的纳米晶钕铁硼磁体的成型工艺有三种方法，即压制成型、注射成型、挤压成型。它们存在一个共同的问题是成型时需要用较多的粘结剂，而且成型制得的磁体密度较小，粘结磁体的磁性能较差。当采用压制成型时，典型的成型工艺如下以Nd85(FeCoZr)84.5Cr0.5B6.5为例，通过熔体快淬的方法制备非晶带，晶化处理获得纳米晶；将纳米晶粉末和粘结剂混合(纳米晶粉末粒度范围为80～200目，粘结剂为树脂粘结剂，加入量为2～5wt％)，在一定的压力(200～400Mpa)下进行压制成型，然后在150℃下固化一个小时，最后获得纳米晶粘结磁体。由于该工艺中在造粒时加入了较多的非磁性的树脂粘结剂2.9wt％，同时，模压成型的方法因模具强度的限制而限制了压力不能太高，制得磁体的密度较低，性能较差。其各项性能参数为粘结磁体的密度为6.037g/cm3，剩磁Br＝5.96T(特斯拉)，内禀矫顽力jHc＝610KA/m，最大储能积(BH)max＝58.02KJ/m3，曲线的方形度为25％。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米晶钕铁硼粘结磁体的成型方法。本发明的另一目的是提高纳米晶钕铁硼粘结磁体的密度和磁学性能。
本发明的目的是通过下述技术方案实施的。
一种纳米晶钕铁硼粘结磁体的成型方法，该方法的特征在于具有以下工艺步骤a.将钕铁硼原料通过熔体快淬方法获得非晶磁体，经晶化处理获得纳米晶钕铁硼磁体粉末；b.用上述纳米晶钕铁硼磁体粉末与0.2～1.0wt％粘结剂均匀混合得钕铁硼混合物，纳米晶钕铁硼粉末粒度范围为80～200目；c.将上述混合物装在橡胶套管内，在室温下经500～800Mpa压力的等静压处理0.5～2min，从橡胶套管内取出混合物，然后在130～200℃下固化1～2h，即可得到高密度高磁学性能的纳米晶钕铁硼磁体。
本发明的纳米晶钕铁硼磁体粉末也可以这样制得以NdFeB要求的化学计量配方进行配料，通过真空感应熔炼法制得合金铸锭，经过熔体快淬方法获得非晶磁体，再经晶化处理获得纳米晶钕铁硼磁体粉末。
本发明的特点是将对用快淬法准备的Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶双相粉末进行等静压成型。由于等静压成型时液体压力在各个方向很均匀，生成纳米晶钕铁硼磁体很致密，且密度均匀，因此，本发明的方法提高了纳米晶钕铁硼磁体密度和磁学性能。本发明的另一特点是粘结剂的加入量为0.2～1.0wt％，远低于常规压制成型方法粘结剂的加入量(2～5wt％)。用本发明方法所制得的纳米晶钕铁硼磁体与常规的压制成型方法所制得的磁体相比，可以提高磁体的密度、最大磁能积、剩磁Br、内禀矫顽力和曲线的方形度。
具体实施例方式
现将本发明的实施例具体叙述于后。
实施例1本实施例中以Nd8.5(FeCoZr)84.5Cr0.5B6.5化学计量配方的基础准备好原料，通过熔体快淬方法获得非晶磁体，经晶化处理获得纳米晶钕铁硼磁体粉末；用上述纳米晶钕铁硼磁体粉末与0.5wt％粘结剂均匀混合得钕铁硼混合物，纳米晶钕铁硼粉末粒度范围为100目。将上述混合物装在橡胶套管内，在室温下经650Mpa压力的等静压处理1min，从橡胶套管内取出混合物，然后在150℃下固化1h，即可得到高密度高磁学性能的纳米晶钕铁硼磁体。
制得的纳米晶钕铁硼磁体的密度及磁学性能明显地提高。其磁体密度由6.037g/cm3提高至6.78g/cm3，剩磁Br由5.96T(特斯拉)提高至0.747T(特斯拉)，内禀矫顽力jHe由原来的610KA/m提高至712KA/m，最大磁能积(BH)max由原来的58.02KJ/m3提高至72KJ/m3，曲线的方形度由25％提高至30％。
实施例2本实施例中以Nd8.5(FeCoZr)84.5Cr0.5B6.5化学计量配方的基础准备好原料，通过熔体快淬方法获得非晶磁体，经晶化处理获得纳米晶磁体粉末，粉末的粒度为120目；用上述纳米晶钕铁硼磁体粉末与0.2wt％粘结剂均匀混合得钕铁硼混合物；将上述混合物装在橡胶套管内，在室温下经600Mpa压力的等静压处理1min，从橡胶套管内取出混合物，然后在160℃下固化1.5h，即可得到高密度高磁学性能的纳米晶钕铁硼磁体。制得的纳米晶钕铁硼磁体的密度及磁学性能明显地提高。其磁体密度为6.56g/cm3，剩磁Br为0.651T(特斯拉)，内禀矫顽力jHe为632KA/m，最大磁能积(BH)max为69KJ/m3，曲线的方形度为29％。
实施例3本实施例中以Nd8.5(FeCoZr)84.5Cr0.5B6.5化学计量配方的基础准备好原料，通过熔体快淬方法获得非晶磁体，经晶化处理获得纳米晶磁体粉末，粉末的粒度为140目；用上述纳米晶钕铁硼磁体粉末与0.7wt％粘结剂均匀混合得钕铁硼混合物；将上述混合物装在橡胶套管内，在室温下经750Mpa压力的等静压处理1min，从橡胶套管内取出混合物，然后在180℃下固化1h，即可得到高密度高磁学性能的纳米晶钕铁硼磁体。制得的纳米晶钕铁硼磁体的密度及磁学性能明显地提高。其磁体密度为7.10g/cm3，剩磁Br为0.691T(特斯拉)，内禀矫顽力jHe为640KA/m，最大磁能积(BH)max为75KJ/m3，曲线的方形度为33％。
实施例4本实施例中以Nd8.5(FeCoZr)84.5Cr0.5B6.5化学计量配方的基础准备好原料，通过熔体快淬方法获得非晶磁体，经晶化处理获得纳米晶磁体粉末，粉末的粒度为160目；用上述纳米晶钕铁硼磁体粉末与0.9wt％粘结剂均匀混合得钕铁硼混合物；将上述混合物装在橡胶套管内，在室温下经550Mpa压力的等静压处理1min，从橡胶套管内取出混合物，然后在170℃下固化1h，即可得到高密度高磁学性能的纳米晶钕铁硼磁体。制得的纳米晶钕铁硼磁体的密度及磁学性能明显地提高。其磁体密度为6.53g/cm3，剩磁Br为0.659T(特斯拉)，内禀矫顽力jHe为629KA/m，最大磁能积(BH)max为68KJ/m3，曲线的方形度为27％。
权利要求
1.一种纳米晶钕铁硼粘结磁体的成型方法，该方法的特征在于具有以下工艺步骤a.将钕铁硼原料通过熔体快淬方法获得非晶磁体，经晶化处理获得纳米晶钕铁硼磁体粉末；b.用上述纳米晶钕铁硼磁体粉末与0.2～1.0wt％粘结剂均匀混合得钕铁硼混合物，纳米晶钕铁硼粉末粒度范围为80～200目；c.将上述混合物装在橡胶套管内，在室温下经500～800Mpa压力的等静压处理0.5～2min，从橡胶套管内取出混合物，然后在130～200℃下固化1～2h，即可得到高密度高磁学性能的纳米晶钕铁硼磁体。
2.如权利要求1所述的纳米晶钕铁硼粘结磁体的成型方法，其特征在于所述的纳米晶钕铁硼粉末粒度范围为120～160目。
3.如权利要求1所述的纳米晶钕铁硼粘结磁体的成型方法，其特征在于所述的粘结剂为树脂粘结剂。
4.如权利要求1所述的纳米晶钕铁硼粘结磁体的成型方法，其特征在于所述的压力为600～700Mpa。
全文摘要
本发明涉及一种纳米晶钕铁硼粘结磁体的成型方法。本发明方法的特点是采用等静压成型方法，将纳米晶钕铁硼磁体粉末与0.2～1.0wt％粘结剂均匀混合后装在橡胶套管内，经500～800Mpa压力的等静压处理，然后在130～200℃下固化，即可生成高密度高磁学性能的纳米晶钕铁硼磁体。本发明方法的粘结剂的加入量远低于常规压制成型方法粘结剂的加入量。用本发明方法可以提高纳米晶钕铁硼磁体的最大磁能积、剩磁、内禀矫顽力等磁学性能。
文档编号H01F41/02GK1792510SQ20051011192
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月23日 优先权日2005年12月23日
发明者侯雪玲, 李士涛, 孔俊峰, 倪建森, 徐晖, 周邦新, 沈绍义 申请人:上海大学