专利名称：一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种永磁材料的制造方法，尤其是一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法。
背景技术：
目前，永磁材料被广泛应用于电子、汽车、计算机、能源、机械、医疗器械等众多领 域，如制造各种永磁电机、振动马达、永磁仪表、电子工业(手机、计算机上的磁环、磁柱)、 汽车工业、石油化工、核磁共振装置、音响器材(音响、耳机、扬声器、磁振动器的圆形磁 片)、磁悬浮系统、永磁吊车、磁分离器、磁性传动机构和磁疗设备等方面。在某些领域对钕 铁硼永磁材料的矫顽力和磁积能等性能提出了更高的要求，因此，按照现有的钕铁硼永磁 材料的制造方法生产出的钕铁硼永磁材料的矫顽力、磁能积越来越不能满足实际需要，因 此迫切需要一种能够提高钕铁硼永磁材料的矫顽力和磁能积性能的制造方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种高性能钕铁硼永磁材料 的制造方法，能够有效提高钕铁硼永磁材料的矫顽力和磁能积性能。本发明的技术解决方案如下该高性能钕铁硼永磁材料的制造方法，其特征在于(1)将下列原子百分比的原料7. 0-15.0%的Pr-Nd合金，5. 5% -8.0%的B， 0. 05% -6. 0%的 Dy，0-2. 0%的 Tb，0. 1% -3. 0%的 Co，0. 1% -1. 5%的 A1，其余为 Fe 和由 原料引入的杂质混合在一起进行配料；(2)将配制好的原料放入真空中频速凝感应炉里，抽真空到小于1. 0X 的条 件下充入Ar气保护进行加热熔化，精炼结束后将钢液浇到旋转的冷却铜辊上，制备出厚度 约为0. 25-0. 35mm合金铸片，浇钢温度控制在1450-1500°C之间，在氢碎炉里进行氢化合金 铸片，通过低温吸氢和高温脱氢反应后合金铸片变成非常疏松的颗粒，然后通过气流磨制 成平均粒度为3. 0-5. 0 u m的料粉；(3)料粉称好后，放入适合的压机模具内，在磁场强度大于1. 8T的磁场中取向并 压制成型；(4)将成型的生坯放入高真空炉里进行烧结，调节真空度达到2.0 X10_2Pa后升温 到1040°C -1120°C进行烧结，烧结时间2-5小时；然后在高真空炉里进行时效处理，时效处理分两级第一级时效温度 850°C _950°C，保持该温度1. 5-3小时后充入Ar气冷却；第二级时效温度450°C _550°C，保 温2-5小时后充入Ar气冷却。本发明与现有技术相比具有如下优点本发明通过在配料过程中加入金属元素Tb来部分替代金属元素Dy，Pr来部分替 代Nd，有效提高了磁体的分子各向异性场，改善了钕铁硼永磁材料的矫顽力，同时，由于减小了对磁能积影响，使得钕铁硼永磁材料的性能得到较大的提高。
具体实施例方式本发明在配料过程中加入金属元素Tb来部分替代金属元素Dy，有效提高了钕 铁硼永磁材料的矫顽力，所述的含Pr和Tb的钕铁硼稀土永磁材料组成为(Nd，Pr)xFe^ ByDyzTbuCovAlw其中7< x < 15，5. 5 < y < 8,0. 05 ^ z ^ 6,0. 05 ^ u ^ 2,0 ^ v ^ 3,0 ^ w ^ 1. 5实施例1 (1)将下列原子百分比的原料Nd 合金12.8% ；Dy 0. 7% ；Co 1.0% ； Cu 0. 1% ； A1 0. 4% ；B 5. 95%，其余为Fe及由原料引入的杂质混合在一起进行配料；(2)将配制好的原料放入真空中频速凝感应炉里，抽真空到小于1. 0X 的条 件下充入Ar气保护进行加热熔化，精炼结束后将钢液浇到旋转的冷却铜辊上，制备出厚度 约为0. 25-0. 35mm合金铸片，浇钢温度控制在1450-1500°C之间，在氢碎炉里进行氢化合金 铸片，通过低温吸氢和高温脱氢反应后合金铸片变成非常疏松的颗粒，然后通过气流磨制 成平均粒度为3. 0-5. 0 u m的料粉；(3)料粉称好后，放入适合的压机模具内，在磁场强度大于1.8T的磁场中取向并 压制成型；(4)将成型的生坯放入高真空炉里进行烧结，调节真空度达到2.0 X10_2Pa后升温 到1040°C -1120°C进行烧结，烧结时间2-5小时然后在高真空炉里进行时效处理，时效处理分两级第一级时效温度910°C，保持 该温度1. 5-3小时后充入Ar气冷却；第二级时效温度490°C，保温2_5小时后充入Ar气冷却。(5)对烧结完成后的毛坯进行密度和磁性能的测量。实施例2(1)将下列原子百分比的原料含20% Pr的Pr_Nd合金12. 8% ；Dy 0. 7% ；Co 1.0% ；A1 0. 5% ；B 5. 95%，其余为Fe及由原料引入的杂质混合在一起进行配料；(2)以下生产步骤和工艺与实施例1相同，请参考实施例1。上述实施例1和实施例2制成的钕铁硼永磁材料的矫顽力和磁能积对比如下表所 示(测试样品为小10X5圆柱) 从上面两个实施例来看，使用Pr-Nd合金来代替金属Nd，对磁体的矫顽力略有提 高，由于Pr-Nd合金的价格比金属Nd的价格低，生产的磁体成本也有所降低，有一定的市场 竞争力。实施例3(1)将下列原子百分比的原料Nd 合金11.6% ；Dy 1.9% ；Tb 0. 5% ；Co 1. 2% ；A1 0. 5% ；B 5. 95%，其余为Fe及由原料引入的杂质混合在一起进行配料；(2)以下生产步骤和工艺与实施例1相同，请参考实施例1。实施例4(1)将下列原子百分比的原料含20% Pr的Pr_Nd合金11. 6% ；Dy 1. 9% ；Co 1.2% ；A1 0. 5% ；B 5. 95%，其余为Fe及由原料引入的杂质混合在一起进行配料；(2)以下生产步骤和工艺与实施例1相同，请参考实施例1。实施例5(1)将下列原子百分比的原料含20% Pr的Pr_Nd合金11. 6% ；Dy 1. 4% ；Tb 0.5% ；Co 1.2% ； ；A1 0. 5% ；B:5. 95%，其余为Fe及由原料引入的杂质混合在一起进行 配料；(2)以下生产步骤和工艺与实施例1相同，请参考实施例1。上述实施例3，实施例4和实施例5制成的钕铁硼永磁材料的矫顽力和磁能积对比 如下表所示(测试样品为 10X5圆柱)
从上面三个实施例来看，随着Tb含量的增加，不仅磁体的矫顽力有很大提高，而 且磁性能也有了提高，，用该方法制备的钕铁硼磁材可广泛应用在对耐温有较高要求的各 种产品中。
权利要求
一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法，其特征在于(1)将下列原子百分比的原料7.0-15.0％的Nd或Pr-Nd合金，5.5％-8.0％的B，0.05％-6.0％的Dy，0-2.0％的Tb，0.1％-3.0％的Co，0.1％-1.5％的Al，其余为Fe和由原料引入的杂质混合在一起进行配料；(2)将配制好的原料放入真空中频速凝感应炉里，抽真空到小于1.0×10-1Pa的条件下充入Ar气保护进行加热熔化，精炼结束后将钢液浇到旋转的冷却铜辊上，制备出厚度约为0.25-0.35mm合金铸片，浇钢温度控制在1450-1500℃之间，在氢碎炉里进行氢化合金铸片，通过低温吸氢和高温脱氢反应后合金铸片变成非常疏松的颗粒，然后通过气流磨制成平均粒度为3.0-5.0μm的料粉；(3)料粉称好后，放入适合的压机模具内，在磁场强度大于1.8T的磁场中取向并压制成型；(4)将成型的生坯放入高真空炉里进行烧结，调节真空度达到2.0×10-2Pa时开始提升温度到1040℃-1120℃，保持该温度2-5小时后充入Ar气冷却到90℃以下，然后在高真空炉里进行时效处理。
2.按照权利要求1所述的一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法，其特征在于在高 真空炉里进行时效处理分两级第一级时效温度850°C-950°C，保持该温度1. 5-3小时后充 入Ar气冷却；第二级时效温度450°C -550°C，保温2_5小时后充入Ar气冷却。
3.按照权利要求1所述的一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法，其特征在于整个 生产过程都是在惰性气体氩气或氮气保护下进行。
4.按照权利要求1所述的一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法，其特征在于成分中 组成的原子含量百分比为-J. 0-15. 0%的金属Nd，5. 5% -8. 0%的B，0. 05% -6. 0%的Dy， 0. 1% _3.0%的&)，0. 1% _1.5%的六1，其余为？6和由原料引入的杂质。
5.按照权利要求1所述的一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法，其特征在于成分中 Nd元素可以用Pr元素以任意比例进行替代。
全文摘要
一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法，该方法通过在原料中加入重稀土元素Tb取代Dy来提高磁体的矫顽力。用少量Pr替代Nd来降低生产成本。所含Pr和Tb的钕铁硼稀土永磁材料组成为(Nd，Pr)x Fe余ByDyzTbuCovAlw，该发明中各元素的原子百分比为7≤x≤15，5.5≤y≤8，0.05≤z≤6，0≤u≤2，0≤v≤3，0≤w≤1.5，其余为Fe和由原材料引入的杂质。按上述原子百分比进行配料、熔炼、制粉、成型及烧结过程。Tb的加入提高了磁体分子各向异性场，磁体的矫顽力有显著改善。由于Pr2Fe14B的磁晶各向异性场略高于Nd2Fe14B，所以，少量Pr的添加对磁体的矫顽力也略有提高。
文档编号H01F1/057GK101877265SQ20101015803
公开日2010年11月3日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者刁树林, 范耀林, 董义, 袁文杰, 陈雅 申请人:天津天和磁材技术有限公司