专利名称：：用锆取代铌的钕铁硼永磁材料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种钕铁硼永磁材料，特别是用锆取代铌的烧结钕铁硼永磁材料。
背景技术：
：稀土永磁钕铁硼是八十年代开发出来的新型磁性材料，它具有高剩磁、高磁能积、高矫顽力以及高性价比等优异特性，是当今磁性最强的永磁体，被誉为永磁材料中的磁王。但三元钕铁硼合金的磁性能并不理想，内禀矫顽力较低，只有理论各向异性场的1/10左右；由于对烧结温度敏感，烧结过程中，经常出现晶粒异常长大现象。添加合金元素可有效解决上述问题。在钕铁硼合金中，添加铌可有效地抑制a-Fe相形成，并可明显提高磁体的内禀矫顽力。由于近年来有色金属价格大幅上涨，铌金属价格也大幅上升，造成钕铁硼生产成本不断上升。铌为高熔点稀有金属，自然界含量小，而锆在自然界分布广、含量大，我国锆资源丰富，锆的价格比稀有金属铌低得多。为此，通过价位低的金属取代价格昂贵的稀有金属，制备具有相同磁性能的产品，达到降低生产成本，提高市场竞争力的目的。CN1986856A提到如果在钕铁硼快淬永磁合金中添加Nb、Zr、Ti等金属将会改变其微观结构，使晶体细化晶粒尺寸均匀，使磁体矫顽力提高，温度稳定性也提高，但未见采用锆取代铌制造烧结钕铁硼永磁合金的相关报导。
发明内容本发明要解决的技术问题是通过调整合金成分，添加金属元素锆，取代钕铁硼合金中的铌元素，达到综合提高NdFeB合金的工艺稳定性和磁性能，提高矫顽力，降低钕铁硼永磁体的制作成本和提高性能价格比，提高产品的巿场竞争力。本发明的技术方案是用锆取代铌的钕铁硼永磁材料，其组成配比为，(28~35)%镨钕合金，(110)%钆，(0.10.5)%锆，(0.95~1.3)%硼，(0.11.5)%铝，(0.010.3)%铜，其余为铁及不可避免的杂质，上述为重量百分比。本发明用我国资源丰富的锆代替稀有高熔点金属铌，它的有益效果是在保证磁性能不降低的情况下降低原材料成本，锆的售价不到铌铁的1/2，而且锆的添加量明显少于铌的添加量，仍然可以得到同样磁性能的钕铁硼合金材料。具体实施方式实施例一配料按照以下成份配比重量配料，镨钕合金30.2%重量、钆2.0%重量、硼元素1.03%重量、铝0.64%重量、锆0.3%重量、铜0.02%重量、余量为铁及其他杂质，其中镨钕合金中，镨占25%重量，钕占75%重量，硼元素以BFe合金状态加入，硼含量为19%，铁含量为81%;钆元素以GdFe合金状态加入，钆含量为75%，铁含量为25%;以熔炼100公斤钕铁硼合金为例:成分配比(%重量)PrNdGdBAlZrCuFe及杂质30,221.030.640.30.0265.81所需原材料(公斤)PrNdGdFeBFeAlZrCu纯Fe30.22.675.420.640.30.0260.75按上表所述的金属原材料装入真空感应炉中。熔铸装入真空感应炉内后，将真空感应炉中的空气抽真空至小于1Pa，开始加温熔炼，至炉内配料发红时，关闭真空阀，充入氩气，待材料熔清后，精炼浇注成锭子，然后关闭电源，待锭子温度低于6(TC出炉；制粉将锭子破碎至90110ram的料块，经颚碎机和中碎机后将料块的出料颗粒处理成为20目以下，然后将出料放入气流磨内进行制粉，使粉颗粒控制在2.75.5um之间，将粉料放入混料机内，按配比加入汽油并进行混料3060分钟；成型混好的粉料称重后，放入成型压机的模具内，加磁场取向，压制成型，然后退磁取出生坯，迅速抽真空封装，再将封装好的坯料放入等静压机中加压150-200Mpa，保压13分钟后取出制成的生坯；烧结将生坯装入料盒后，放入真空烧结炉内烧结，在1080-1115"C的烧结温度下烧结3.5-4.5个小时后，从烧结炉中取出，即制成钕铁硼磁体。按照以上所述的工艺歩骤，用0.3y。的Zr成分全部取代W的Nb，其它成分不变，制成的烧结钕铁硼合金，检测方法参照GB/T3217永磁(硬磁)材料磁性试验方法规定，经检测，磁性能达到剩磁能Br:12.6KGs内禀矫顽力Hcj:13.5KOe磁感应矫顽力Hcb:12.IKOe磁能积BH(max):39MG0e未用Zr取代Nb制成的烧结钕铁硼合金的磁性能剩磁能Br:12.4KGs内禀矫顽力Hcj:13.5K0e磁感应矫顽力Hcb:11.9K0e磁能积BH(max):38.4MG0e对比性能测试的数据可以看出使用0.3%的锆元素替代1%的铌元素后，磁性能的以上四个参数的值得到改善提高，可见，使用替代元素锆，采用上述工艺制造烧结钕铁硼合金，达到节约成本的目的。实施例二配料按照以下成份重量配比配料，镨钕合金31%重量、钆2.5%重量、硼元素1.02%重量、铝O.64%重量、锆O.1%重量、铜0.02%重量、余量为铁及其他杂质，其中镨钕合金中，镨为25%重量，钕为75%重量；硼元素以BFe合金状态加入，硼含量为19%，铁含量为81%;钆元素以GdFe合金状态加入，钆含量为75%，铁含量为25%;以熔炼100公斤钕铁硼合金为例:成<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>按上表所述的金属原材料装入真空感应炉中;熔铸装入真空感应炉内后，将真空感应炉中的空气抽真空至小于lPa,开始加温熔炼，至炉内配料发红时，关闭真空阀，充入氩气，待材料熔清后，精炼浇注成锭子，然后关闭电源，待锭子温度低于6(TC出炉；制粉将锭子破碎至90110mm的料块，经颚碎机和中碎机后将料块的出料颗粒处理成为20目以下，然后将出料放入气流磨内进行制粉，使粉颗粒控制在2.75.5um之间，将粉料放入混料机内，按配比加入汽油并进行混料3060分钟；成型混好的粉料称重后，放入成型压机的模具内，加磁场取向，压制成型，然后退磁取出生坯，迅速抽真空封装，再将封装好的坯料放入等静压机中加压150200Mpa，保压13分钟后取出制成的生坯；烧结将生坯装入料盒后，放入真空烧结炉内烧结，在10801115'C的烧结温度下烧结3.54.5个小时后，从烧结炉中取出，即制成钕铁硼磁体。按照以上所述的工艺方法，用0.1%的Zr成分全部取代1%的Nb，其它成分不变，制成烧结钕铁硼合金经检测，检测方法参照GB/T3217永磁(硬磁)材料磁性试验方法规定，经检测，磁性能达到剩磁能Br:12.5KGs内禀矫顽力Hcj:13,3KOe磁感应矫顽力Hcb:12.1K0e磁能积BH(max):38.5MG0e未用Zr取代Nb制成的烧结钕铁硼合金的磁性能剩磁能Br:12.4KGs内禀矫顽力Hcj:13.6K0e磁感应矫顽力Hcb:12.OKoe磁能积BH(max):38.4MG0e对比性能测试的数据可以看出使用0.1%的锆元素替代铌元素后，磁性能的以上四个参数的值得到改善，可见，使用替代元素锆，采用上述工艺制造烧结钕铁硼合金，达到节约成本的目的。实施例三配料按照以下成份配比重量配料，镨钕合金30.5%重量、钆2%重量、硼元素1.02%重量、铝O.64%重量、锆O.5%重量、铜0.02%重量、余量为铁及其他杂质，其中镨钕合金中，镨为25%重量，钕为75%重量，硼元素以BFe合金状态加入，硼含量为19%，铁含量为81%;钆元素以GdFe合金状态加入，钆含量为75%，铁含量为25%;以熔炼100公斤钕铁硼合金为例:成分配比(%重量)PrNdGdBAlZrCuFe及杂质30.521.020.640.50.0265.32所需原材料(公斤)PrNdGdFeBFeAlZrCu纯Fe30.52.675.370.640.50.0260.3按上表所述的金属原材料装入真空感应炉中;熔铸装入真空感应炉内后，将真空感应炉中的空气抽真空至小于1Pa，开始加温熔炼，至炉内配料发红时，关闭真空阀，充入氩气，待材料熔清后，精炼浇注成锭子，然后关闭电源，待锭子温度低于6(TC出炉；制粉将锭子破碎至90110mm的料块，经颚碎机和中碎机后将料块的出料颗粒处理成为20目以下，然后将出料放入气流磨内进行制粉，使粉颗粒控制在2.75.5ura之间，将粉料放入混料机内，按配比加入汽油并进行混料3060分钟；成型混好的粉料称重后，放入成型压机的模具内，加磁场取向，压制成型，然后退磁取出生坯，迅速抽真空封装，再将封装好的坯料放入等静压机中加压150200Mpa，保压13分钟后取出制成的生坯；烧结将生坯装入料盒后，放入真空烧结炉内烧结，在10801115'C的烧结温度下烧结3.54.5个小时后，从烧结炉中取出，即制成钕铁硼磁体。按照上述的工艺方法，用0.5%的Zr成分全部取代1%的Nb，其它成分不变制成烧结钕铁硼合金经检测，检测方法参照GB/T3217永磁(硬磁)材料磁性试验方法规定，经检测，磁性能达到剩磁能Br:12.7KGs内禀矫顽力Hcj:13.5KOe磁感应矫顽力Hcb:12.5K0e磁能积BH(max):39,5MG0e未用Zr取代Nb制成的烧结钕铁硼合金的磁性能剩磁能Br:12.4KGs内禀矫顽力Hcj:13.4K0e磁感应矫顽力Hcb:11.9K0e磁能积BH(max):38,5MG0e对比性能测试的数据可以看出使用0.5%的锆元素替代铌元素后，磁性能的以上四个参数的值得到明显的改善提高。可见，使用替代元素锆，在同样工艺制造烧结钕铁硼合金，达到节约成本的目的。综观上述实施例中，效果最明显的就是使用0.1%的锆取代铌就能达到使用1%的铌的磁性能。总之，通过调整合金成分，适量的添加锆元素来取代钕铁硼合金中的铌元素，可以起到细化晶粒、综合改善磁体磁性能的作用，达到加Nb的磁性能，并符合加Nb的钕铁硼磁体所达到的牌号要求，最终降低了生产成本。权利要求1、用锆取代铌的钕铁硼永磁材料，其组成配比为，(28～35)％镨钕合金，(1～10)％钆，(0.1～0.5)％锆，(0.95～1.3)％硼，(0.1～1.5)％铝，(0.01～0.3)％铜，其余为铁及不可避免的杂质，上述为重量百分比。2、根据权利要求1所述的用锆取代铌的钕铁硼永磁材料，其特征在于组成配比为，镨钕合金30.2%重量、钆2.0%重量、硼元素1.03%重量、铝0.64%重量、锆0.3%重量、铜0.02%重量、余量为铁及其他杂质。3、根据权利要求1所述的用锆取代铌的钕铁硼永磁材料，其特征在于组成配比为镨钕合金31%重量、钆2.5%重量、硼元素1.02%重量、铝0.64%重量、锆0.1%重量、铜0.02%重量、余量为铁及其他杂质。4、根据权利要求1所述的用锆取代铌的钕铁硼永磁材料，其特征在于组成配比为镨钕合金30.5%重量、轧2%重量、硼元素1.02%重量、铝0.64%重量、锆0.5%重量、铜0.02%重量、余量为铁及其他杂质。5、根据权利要求14中任一项所述的用锆取代铌的钕铁硼永磁材料，其特征在于镨钕合金中，镨为25%重量，钕为75%重量。6、根据权利要求14中任一项所述的用锆取代铌的钕铁硼永磁材料，其特征在于硼元素以BFe合金状态加入，其中硼含量为19%重量，铁含量为81%重量。7、根据权利要求14中任一项所述的用锆取代铌的钕铁硼永磁材料，其特征在于钆以GdFe合金状态加入，其中钆含量为75%重量，铁含量为25%重量。全文摘要用锆取代铌的钕铁硼永磁材料，其组成配比为，(28～35)％镨钕合金，(1～10)％钆，(0.1～0.5)％锆，(0.95～1.3)％硼，(0.1～1.5)％铝，(0.01～0.3)％铜，其余为铁及不可避免的杂质，上述为重量百分比。通过调整合金成分，添加金属元素锆，取代钕铁硼合金中的铌元素。本发明用我国资源丰富的锆代替稀有高熔点金属铌，在保证磁性能不降低的情况下降低原材料成本，且锆的添加量明显少于铌的添加量，仍然可以得到同样磁性能的钕铁硼合金材料。达到综合提高NdFeB合金的工艺稳定性和磁性能，降低钕铁硼永磁体的制作成本和提高性能价格比，提高产品的市场竞争力。文档编号H01F1/057GK101256860SQ20071016457公开日2008年9月3日申请日期2007年12月8日优先权日2007年12月8日发明者王育平,郑敦敦申请人:宁波科田磁业有限公司