专利名称：一种具有优异矫顽力的Fe基块体永磁合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种具有优异矫顽力的!^e基块体永磁合金及其制备方法，属磁性合金材料及加工工艺技术领域。
背景技术：
随着电子、信息产业的迅猛发展，磁性材料对人类社会的进步所起到的作用也越来越大。其中永磁材料是用量大、用途也很广泛的一种磁性材料，而稀土永磁材料是目前磁性能最好、发展最快的永磁材料之一。目前永磁材料的主要制备方法是将非晶化的薄带进行晶化处理，然后粘结或是烧结成型，这使得工艺复杂，成本高。而随着大块非晶合金的制备成功，这给永磁材料的制备提供了一个新思路。上世纪90年代，日本的Inoue等人系统研究制备出了多个金属体系直径为 lmnT30mm的棒状大块非晶合金。美国加州理工学院的Johnson等人发现了迄今为止非晶形成能力最好的^-Ti-Cu-Ni-Be合金系，其非晶形成能力已接近传统氧化物玻璃，得到的棒状大块非晶合金的直径最大可达到十多厘米。多组元大块非晶合金的发现由于其简单的制备工艺，优异的性能(如高强度、抗腐蚀、磁性等)，使它具有很好的应用前景。2002年， 日本的张伟等人在对(Fe，Co)-(Nd，Dy)-B用非晶晶化的方法制备出了直径为0. 5mm的棒状 Fe67Coa4Nd11Dy0^B20块体永磁合金。随后，罗马尼亚的Marinescu等人也用同样的方法得到了直径为0. 6mm的!^66ColtlNd3Dy1B2tl块体永磁材料。但是迄今为止，用这种方法制备得到的块体永磁材料的矫顽力一般较低，只有20(T300kA/m。我们通过成分调节，用铜模吸铸法及常规热处理工艺制备得到一种具有优异矫顽力的狗基块体永磁合金。而且与传统的永磁材料的制备方法相比，用吸铸和热处理的方法制备块体永磁材料，可以节约成本，简化工艺，并且容易制备形状复杂的永磁材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有优异矫顽力的！^基块体永磁合金。本发明的另一目的是提供一种具有优异矫顽力的狗基块体永磁合金的制备方法。本发明的目的是通过以下技术手段来实现的。—种具有优异矫顽力的狗基块体永磁合金，其特征在于该合金的成分以原子百分含量计为
Fe55 ‘ 75%Nd5 ^ 15%Nb1 ^ 7%B18 ^ 30%
上述狗基块体永磁合金的制备方法，其特征在于该方法具有以下工艺步骤 a. 将工业纯金属原料!^、而、恥以及FeB合金，以原子百分含量计为Fe 55 75%、Nd 5 15%、Nbl 7%、B 18 30%进行配料，然后用真空非自耗电弧炉在氩气保护下进行熔炼，熔炼电流密度为100 220A/cm2，将合金反复熔炼3 5次，制得母合金；
b.重熔母合金后采用铜模负压吸铸法浇注，制得狗基块体非晶合金；
c.将上述大块非晶合金在580 850°C，真空度为3X 10 — 3 5X 10 — 3I^a条件下进行真空退火处理，退火时间为10 35分钟，制得具有优异矫顽力的！^基块体永磁合金。本发明中所用的原料为纯金属i^、Nd、Nb以及!^eB中间合金。本发明合金具有较好的非晶形成能力，在室温下表现为优良的软磁性能。经过适当的真空处理后合金由软磁性转变为硬磁性。图1为本发明的合金在室温下的磁滞回线图，图中比较了铸态和经过真空退火后样品的磁性能。可以看出，本发明的狗基合金在铸态时为软磁性能，经过真空退火后，合金由软磁性变为硬磁性，饱和磁化强度Ms=61Am2/kg， 矫顽力 jH。=819kA/m。本发明的特点是1)特殊的合金配方；2)使用非常简单的工艺方法，得到具有良好优异矫顽力的狗基块体永磁合金。本发明的合金具有优异的矫顽力，可以广泛用于信息、通讯、计算机等领域的磁性器件。这种具有硬磁性的狗基块体永磁合金由于其简便的工艺，可以克服现有磁性材料加工工艺复杂、元件尺寸受限制的问题，使其应用领域进一步扩大。
图1为本发明的具有优异矫顽力的!^e基块体永磁合金在室温下的磁滞回线图。
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
本实施例的具有硬磁性的Fe基块体合金的成分(原子百分含量)为Fe 63%、Nd 7%、 Nb6、B 24%0制备过程和步骤如下将工业纯金属原料!^ejcUNb以及FeB合金按本实施例的狗基块体合金成分配制20克，然后用真空非自耗电弧炉在氩气保护下进行熔炼，熔炼电流密度为150A/cm2，将合金反复熔炼4次，制得母合金；重熔母合金后采用铜模负压吸铸法浇注，得到尺寸为ImmX IOmmXSOmm的块体非晶合金。将上述大块非晶合金在690°C，真空度为4X10_3!^条件下，进行真空退火，退火时间为20分钟，最后制得本发明的具有优异矫顽力的狗基块体永磁合金。本实施例中所制得的铁基块体永磁合金在室温下的磁性能，见附图1。图中比较了铸态和经过真空退火后样品的磁性能。可以看出，本发明的狗基合金在铸态时为软磁性能，经过真空退火后，合金由软磁性变为硬磁性，饱和磁化强度Ms=61Am2/kg，矫顽力 」Η。=8191 Α/πι。
权利要求
1.一种具有优异矫顽力的i^e基块体永磁合金，其特征在于该合金的成分以原子百分含量计为Fe 55 75% Nd 5 15% Nb 1 7% B 18 30%。
2.一种用于权利要求1所述的具有优异矫顽力的Fe基块体永磁合金的制备方法，其特征在于该方法具有以下工艺步骤a.将工业纯金属原料!^ejcUNb以及FeB合金，以原子百分含量计为Fe55 75%、Nd 5 15%、Nbl 7%、B 18 30%进行配料，然后用真空非自耗电弧炉在氩气保护下进行熔炼，熔炼电流密度为100 220A/cm2，将合金反复熔炼3 5次，制得母合金；b.重熔母合金后采用铜模负压吸铸法浇注，制得狗基块体非晶合金；c.将上述大块非晶合金在580 850°C，真空度为3X 10 —3 5 X 10 — 3Pa条件下进行真空退火处理，退火时间为10 35分钟，制得具有优异矫顽力的！^基块体永磁合金。
全文摘要
本发明涉及一种具有优异矫顽力的Fe基块体永磁合金及其制备方法。本发明的Fe基块体永磁合金成分(原子百分含量)为Fe55～75%、Nd5～15%、Nb1～7%、B18～30%。其制备过程如下(1)将工业纯金属原料Fe、Nd、Nb以及FeB合金按上述配方进行配料，然后用真空非自耗电弧炉在氩气保护下进行熔炼，将合金反复熔炼3～5次，制得母合金；(2)重熔母合金后采用铜模负压吸铸法浇注，制得Fe基大块非晶合金。(3)将上述大块非晶合金在580～850℃，真空度为3～5×10－3Pa条件下进行真空退火处理，退火时间为10～35分钟，制得具有优异矫顽力的Fe基块体永磁合金。本发明的Fe基合金在铸态时为软磁性能，经过真空退火后，合金由软磁性变为硬磁性，饱和磁化强度Ms=61Am2/kg，矫顽力jHc=819kA/m。
文档编号H01F1/057GK102290183SQ20111011331
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者徐晖, 满华, 谭晓华 申请人:上海大学