一种稀土永磁材料的制备方法与流程

文档序号:11232791阅读:1837来源:国知局
一种稀土永磁材料的制备方法与流程

本发明涉及一种稀土永磁材料的制备方法,特别涉及一种采用静电附着一种或多种富含重稀土的化合物和纯金属粉末在烧结钕铁硼磁体表面并高温处理、低温时效提高磁体性能的方法,属于稀土永磁材料技术领域。



背景技术:

钕铁硼永磁材料广泛应用于混合动力汽车、风力发电、节能电机和变频空调等领域中,这些领域要求磁体长时间在高温下工作,稀土永磁体应具有更高的矫顽力hcj。传统的提高ndfeb烧结磁体矫顽力hcj的一种有效方法是通过重稀土元素如镝(dy)、铽(tb)取代磁体主相nd2fe14b中的nd,形成(nd、dy)2fe14b,(nd、dy)2fe14b的各向异性强于nd2fe14b;因而,磁体的hcj得到显著提高;但这些重稀土元素资源稀缺、价格昂贵,另一方面,nd和铁的磁矩是平行排列,而dy与铁则是反平行排列,因而,磁体的剩磁br及最大磁能积(bh)max都会降低。

近些年,许多研究机构报道了多种将稀土元素从磁体表面扩散到基体内部的工艺。这些工艺方法使渗透的稀土元素沿着晶界以及主相晶粒表面区域,使得稀土元素能择优分布,不仅提高了矫顽力,还节约了贵重稀土的使用量,使剩磁及磁能积没有明显降低。目前国内外对利用晶界扩散的原理进行磁体性能提高的研究已进行了十多年。晶界扩散处理技术主要采用涂覆、沉积、镀覆、溅射、粘覆等方式,使金属粉末(如dy、tb或其它稀土元素)或化合物附着在磁体外表面,通过热处理使金属粉末或化合物经晶界扩散到烧结磁体主相内,这种晶界扩散技术对烧结ndfeb磁体的成分、微观组织和磁性能都有显著的影响。然而,在这些研究中,仍有一些问题亟待解决:(1)利用溅射将dy/tb附着在ndfeb烧结磁铁的表面的方法生产率低,工序费用过高,容易出现融坑等缺陷,蒸镀过程中大量稀土金属散布在加热炉腔室内,造成了重稀土金属的不必要浪费;(2)采用气相沉淀的方法,存在重稀土元素利用率低,处理温度高等缺点;(3)在表面涂覆稀土氧化物或氟化物加热扩散则存在矫顽力提高受限的问题;(4)另外由于dy/tb昂贵,最有效地利用dy/tb的资源,也是该类技术中的关键问题。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种稀土永磁材料的制备方法,该方法是在ndfeb基体表面静电附着一种或多种富含重稀土元素的化合物和其他纯金属粉末并高温烧结以制备稀土永磁材料,该方法不仅实现了稀土元素在ndfeb基体表面及内部的有序排列,而且提高了磁体的矫顽力,同时剩磁基本没有明显降低。

为了实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:

一种稀土永磁材料的制备方法,包括如下操作步骤:

步骤一,按照通式h100-x-ymxqy中的原子百分比含量称取h、m、q三种原料粉末,在氮气或其他无氧环境下将所述三种原料依次进行混合处理和过筛处理,得到复合粉末;所述通式中,h为dy、tb、dytb、ho、gd的氟化物或氧化物粉末中的一种或多种,m为nd或/和pr金属粉末,q为cu、al、zn、ga和sn金属粉末中的一种或多种,x、y分别为原料m和原料q的原子百分含量,x=0-20(比如0、1、3、5、7、9、11、13、15、17、19)、y=0-40(比如0、1、3、5、7、8、9、11、13、15、17、19、20、23、28、30、34、37、39)且x和y不同时为零;

步骤二,将烧结ndfeb磁体机械加工成规定形状和尺寸,随后进行表面清理及干燥,从而得到待处理ndfeb磁体;

步骤三,在无氧的环境下,将所述复合粉末通过静电附着于所述待处理ndfeb磁体的表面,得到表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体;

步骤四,将所述表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体进行真空热处理,之后随炉冷却,从而得到扩散后的ndfeb磁体;

步骤五,将所述扩散后的ndfeb磁体进行回火处理(即时效处理),从而得到所述稀土永磁材料。

本发明的技术原理是:利用静电附着方式和晶界扩散处理及后续回火处理来改善磁体性能;其中,通过静电附着方式可以在烧结ndfeb磁体表面形成一种结合力较好的、由富含重稀土元素的化合物和纯金属粉末形成的粉末膜;将富含重稀土元素的化合物和纯金属粉末通过静电作用附着在磁体表面,通过随后的热处理实现晶界扩散,从而提高磁体的矫顽力特性。

h成分的作用主要在于为后续处理提供重稀土元素,通过元素取代,来提高磁体磁性能。

m成分的主要作用有两方面:一方面在高温的情况下将重稀土化合物粉末中的重稀土还原出来,形成重稀土金属单质;另一方面增加磁体晶界扩散过程中晶间相的数量,有助于增加效率。当m含量为0时,重稀土的置换和取代将需要更复杂的形式实现,例如,添加还原剂而且还原剂不能对磁体性能有影响,或者磁体内的富钕相和重稀土反应。当m的原子百分比含量大于20时,会造成浪费同时也会降低扩散效果。这里m为nd、pr或prnd(即pr、nd两种金属的混合粉,质量比优选为1:2-1:5,比如1:2、1:2.5、1:3、1:4、1:4.5、1:5)金属粉末。

重稀土置换后需要从磁体表层到心部扩散,液相的流动性和浸润性很重要,对扩散结果和效率意义重大。q成分的主要作用是增加重稀土元素被置换后的流动性和浸润性,增强扩散效率;当q的原子百分比含量大于40时,会对流动的液相中的重稀土元素造成浓度稀释,对磁体性能的提高和扩散效果反而是不利的。

在上述方法中,作为一种优选实施方式,在所述步骤一中,所述通式中x=1-15、y=4-25。

在上述方法中,作为一种优选实施方式,在所述步骤一中,m为prnd金属粉末(即pr、nd两种金属的混合粉),pr和nd质量比为1:2-1:5(比如1:2、1:2.5、1:3、1:4、1:4.5、1:5)。在上述方法中,作为一种优选实施方式,在所述步骤一中,所述原料粉末粒度为-150目,所述过筛处理为过150目筛。因为粉料的粒径较小,小于150目,混合时存在小部分团聚的可能性,因此需要在混合后进行过筛;混粉工艺可以为本领域常规工艺,比如采用目前普通的混粉设备,360°回转混粉。

在上述方法中,作为一种优选实施方式,在所述步骤二中,所述待处理ndfeb磁体的取向方向厚度为1-8mm(比如2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm)。该厚度过薄则在后续处理时磁体易发生弯曲变形,过厚则晶界扩散的效果无法达到磁体心部,导致性能的内外差很大。

在上述方法中,作为一种优选实施方式,在所述步骤二中,所述表面清理的过程如下:首先将所述烧结ndfeb磁体放入除油槽中浸泡8-15min(比如10min、12min、14min)以去除磁体表面的油污;然后依次经第一次水洗、酸洗、第二次水洗及超声波处理,最后风干所述烧结ndfeb磁体表面。优选地,所述酸洗采用稀hno3(质量分数浓度为50-70%)酸洗、时间为20-45s(比如22s、28s、35s、39s、44s),所述超声波处理的时间为20-45s(比如22s、28s、35s、39s、44s),所述风干采用强风快速干燥。

在上述方法中,作为一种优选实施方式,在所述步骤三中,所述复合粉末膜厚度为10-40μm(比如12μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、38μm)。大于40μm厚度的膜的附着力差,且40μm以下已经将晶界扩散效果达到了最佳,再厚也不会对性能提高有帮助;过薄的话,提高性能的能力有限。更优选地,所述复合粉末膜厚度为25-40μm(比如26μm、28μm、32μm、36μm、39μm)。

现有技术中一般采用静电把含有固化剂的粉末附着在工件表面,经低温固化后达到防护工件表面的作用,如静电粉末中不含有固化用的固化剂的话,粉末很难长期有效附着于工件表面,起不到保护工件的作用。而本发明用于永磁材料性能改善的原料粉末不能含有固化剂(如果含有,将对后续的高温处理产生不利影响),也没有固化过程,因此复合粉末在磁体表面的附着力和成膜厚度的控制很关键也很难。发明人通过电压、时间等参数的控制,采用静电喷枪将复合粉末喷射到待处理的钕铁硼磁体表面,得到合适厚度的膜层,而且附着力良好。

上述方法中,作为一种优选实施方式,在所述步骤三中,将所述复合粉末通过静电喷枪喷射于所述待处理ndfeb磁体的表面,即复合粉末通过喷枪带正电或负电子,加速撞击到与阴极或阳极相连的待处理ndfeb磁体上,其中,工艺条件如下:

电压为30-120kv(比如35kv、40kv、50kv、60kv、70kv、80kv、90kv、100kv、110kv、115kv),提供正负离子间的电动势,电压过低,则粉末的颗粒撞击力弱,附着力差;电压过高,则会在工件和喷嘴间产生较高的电晕电流,安全性差;更优选为50-90kv;

时间为5-40s(比如8s、12s、16s、20s、25s、30s、35s、38s),时间过短时,附着的粉末少,产生的膜厚薄;时间过长时,由于粉末的附着达到一定厚度后,不需要更多的粉末(后续效果所需),粉末间的附着力也变差;更优选为15-30s;

喷枪移动速度5-45cm/s(比如6cm/s、8cm/s、10cm/s、15cm/s、20cm/s、25cm/s、30cm/s、35cm/s、40cm/s、42cm/s);速度过快,粉末附着不均匀,速度过慢,粉末浪费严重;更优选为10-30cm/s;

喷射距离8-35cm(比如10cm、12cm、15cm、18cm、22cm、24cm、25cm、28cm);喷射距离过短安全性差,喷枪是靠气流带出粉末的,对已附着的粉末有冲击作用;喷射距离过远,粉末飞射的距离变远,附着率和附着力都会下降,降低了效率,也增加了成本;更优选为15-25cm。本申请采用静电喷枪,通过对上述参数(电压、时间、喷枪移动速度、喷射距离)的控制,影响成膜质量、厚度和成本,最终将复合粉末喷射到待处理的钕铁硼磁体表面,得到合适厚度、附着力良好的膜层,同时降低了生产成本。

在上述方法中,作为一种优选实施方式,在所述步骤四中,所述真空热处理的条件如下:真空度高于10-3pa(比如5×10-4pa、1×10-4pa、8×10-5pa、5×10-5pa、1×10-6pa),保温温度为650-1050℃(比如650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、1000℃、1020℃),保温时间为5-50h(6h、10h、20h、30h、40h、48h)。保温温度过低,则处理效果不明显;保温温度过高,将导致晶粒异常长大,反而使磁性能恶化;温度和时间的匹配将有助于既发挥很好的处理效果,也有效利用能源。更优选地,在所述步骤四中,所述保温温度为830-870℃(比如835℃、840℃、845℃、850℃、855℃、860℃、865℃),保温时间为30-40h(比如32h、34h、36h、38h)。

在上述方法中,作为一种优选实施方式,在所述步骤四中,所述随炉冷却至不高于50℃(25℃、30℃、35℃、40℃、45℃)。高于50℃出炉,一方面磁体在热的状态易吸附周围环境中的湿气等,对磁性能不利,另一方面不利于炉体内加热元件,降低使用寿命,部分氧化后物理特性也发生了变化,导致炉体内温度分布有变化。

在上述方法中,作为一种优选实施方式,所述步骤五中,所述回火处理的温度为420-640℃(比如430℃、460℃、500℃、550℃、600℃、630℃),时间为2-10h(比如3h、4h、6h、8h、9h)。在该回火制度下,利于富钕晶界相的形成和保持,超出该温度范围时,产品的性能会降低。更优选地,在所述步骤五中,所述回火处理的温度为420-480℃(比如425℃、430℃、445℃、455℃、470℃),时间为4-6h(比如4.5h、5h、5.5h)。

在上述方法中,所述步骤四中的处理设备可以为真空热处理炉。

在上述方法中,作为一种优选实施方式,在所述步骤五之后还包括后处理步骤:将所述稀土永磁材料在稀硝酸内浸泡去除表面残留的附着物,再用去离子水将所述稀土永磁材料清洗干净;优选地,所述稀硝酸为硝酸酒精溶液,质量浓度为2-10%(3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%),如果浓度过高,时间配合的窗口会很小,残留的可能性增加,如果浓度低的话,效率将降低;更优选质量浓度为4-6%;所述浸泡时间为60-180s(比如65s、70s、85s、100s、120s、145s、160s、170s、175s)。经回火处理后,磁体表面残留的附着物是非磁性的,会影响磁体性能,进行上述后处理除去该层物质能获得性能进一步提高的磁体,上述浸泡时间与膜厚有关。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1)通过静电附着的方法将ndfeb基体和富含重稀土元素的化合物和纯金属粉末很好的结合在一起,经高温处理后,粉末膜内的重稀土化合物和纯金属粉末在磁体内扩散至主相和富钕相交界区域富集;通过这些处理的ndfeb磁体的矫顽力有显著提高,达到或超过了蒸镀、溅射等方法的效果。本发明提供的制备方法通过复合粉末有效的附着,适宜的热处理温度、时间,有效的时效温度和时间,改善了磁体晶界相及邻近区域的物理性质,使磁体的性能有显著提高,同时大大节约重稀土使用量;而传统方式主要是采用添加重稀土的方式来提高矫顽力,这种方式一方面会大幅降低剩磁,另一方面大量重稀土存在主相粒子内,因此需要重稀土的使用量较多。采用本发明提供的制备方法制备的稀土永磁材料ndfeb磁体的矫顽力可提高4000~14000oe,剩磁仅降低1-2%,同等性能磁体可节约重稀土使用量30%。

2)传统的蒸镀、溅射需要的原料都是纯金属,与本发明中使用的氟化物或氧化物粉末相比较为昂贵,即,本发明中使用的原料为富含重稀土元素的化合物(氟化物或氧化物),就是金属还原前的半成品,价格低,易于获得。传统的蒸镀、溅射工艺的附着都是一个简单的物理附着过程,需要一定的温度和真空条件;而本发明中,静电附着方法由于粉末和工件带不同的电荷,粉末和基体之间结合力更强,而且静电附着过程一旦结束,清扫后可以再使用,再者静电附着可在常温下进行,只需氮气保护。因此,本发明为稀土永磁材料ndfeb性能的改善开辟了一条新颖的路线。采用本发明来改善磁体性能,一方面效率高、重稀土元素附着物和基体磁体结合力强;另一方面残余粉料回收方便,使用的重稀土量大幅降低,降低了产品的成本,使产品的性价比更具优势。

附图说明

图1为本发明的优选实施方式的技术流程图。

图2为本发明实施例1制备的稀土永磁材料的组织结构图;

图3为本发明实施例1中处理前后磁体的磁性能变化图,该图中横坐标appliedfield,即为外加磁场强度,纵坐标magnetisation,即为磁化强度。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明。

以下实施例中使用的待处理的ndfeb磁体均为烧结ndfeb磁体,各实施例中使用不同牌号、不同批次商用的烧结钕铁硼磁体作为待处理磁体,本发明的方法适用于各种ndfeb磁体。静电附着采用的设备是静电喷粉线,生产厂家是固安科宇鑫鹏自动化控制设备有限公司,其中核心部件静电喷枪采用德国wagner的喷枪。

图1给出了本发明方法的一种优选实施方式的工艺流程,具体包括如下步骤:磁体切割加工、磁体表面清理;粉末制备、粉末混合筛分;静电附着制备附着粉末膜的磁体;晶界扩散处理及时效;磁体表面加工。下面给出具体实施例。

实施例1

(1)按照粉末比例式(tbf3)95nd2al3配置复合粉末。称取tbf3粉末,-150目;金属nd粉末,-150目;金属al粉末,-150目;将上述粉末混合均匀,并过150目筛分,粉末混合和过筛过程在氮气环境下进行。

(2)首先将商用50h牌号烧结ndfeb磁体机械加工成待处理形状,其中取向方向为1.96mm厚度;然后进入清理表面程序,清理表面程序如下:将磁体放入除油槽中浸泡10min以去除磁体表面的油污,用清水洗净表面后用稀hno3(浓度为50wt%)酸洗20s,再经过水洗及超声波处理20s后,采用强风快速干燥磁体表面;从而得到待处理ndfeb磁体。

(3)在氮气环境下,步骤(1)制备的复合粉末,按照电压70kv,时间30s,喷枪移动速度20cm/s,喷射距离20cm的工艺条件通过喷枪带正电子;加速撞击到与阴极相连的步骤(2)得到的待处理ndfeb磁体上,从而得到表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体,膜厚约40μm。

(4)将步骤(3)得到的表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体放置在真空热处理炉内,真空度高于10-3pa,在850℃保温35小时;随炉冷却至不高于50℃,再经490℃回火处理6小时。

(5)将步骤(4)得到的磁体在稀硝酸(浓度为6wt%)内浸泡80s,去除磁体表面残留的附着物;用去离子水将磁体清洗干净,获得性能提高的磁体。

本实施例制备得到的稀土永磁材料的矫顽力提高14240oe,剩磁稍有降低,降低了190gs。处理前后磁体的性能变化(即将经步骤(2)得到的待处理ndfeb磁体和经步骤(3)、(4)、(5)处理后最终得到的永磁体进行进行性能测试,以后的实施例也是如此)如表1所示。本实施例制备得到的稀土永磁材料微观组织结构如图2所示,从该图中可以看出在主相颗粒周围包覆了一层均匀的、连续的晶界相,这将大大提高磁体在外加磁场时的去磁耦合能力,有利于磁体矫顽力的提高。图3为本发明的实施例1中处理前后磁体的性能变化图,从该图可以看出经过本实施例步骤(3)、(4)、(5)的技术处理,烧结钕铁硼的矫顽力从17740oe提高到31980oe,增加了14240oe,剩磁稍有降低,即从13960gs降低到13770g是,降低了190gs。

实施例2

(1)按照粉末比例式(dyf3)95nd1al4配置复合粉末。称取dyf3粉末,-150目;金属nd粉末,-150目;金属al粉末,-150目;将上述粉末混合均匀,并过150目筛分,粉末混合和过筛过程在氮气环境下进行。

(2)首先将商用48h牌号烧结ndfeb磁体机械加工成待处理形状,其中取向方向为3mm厚度;然后进入清理表面程序,清理表面程序如下:将磁体放入除油槽中浸泡10min以去除磁体表面的油污,用清水洗净表面后用稀hno3酸洗20s,再经过水洗及超声波处理20s后,采用强风快速干燥磁体表面;从而得到待处理ndfeb磁体。

(3)在氮气环境下,步骤(1)制备的复合粉末,按照电压60kv,时间25s,喷枪移动速度20cm/s,喷射距离20cm的工艺条件通过喷枪带正电子,加速撞击到与阴极相连的步骤(2)得到的待处理ndfeb磁体上,从而得到表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体,膜厚约30μm。

(4)将步骤(3)得到的表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体放置在真空热处理炉内,真空度高于10-3pa,在830℃保温30小时;随炉冷却至不高于50℃,再经510℃回火处理4小时。

(5)将步骤(4)得到的磁体在稀硝酸(浓度为5.5wt%)内浸泡60s,去除磁体表面残留的附着物;用去离子水将磁体清洗干净,获得性能提高的磁体。

本实施例制备得到的稀土永磁材料的矫顽力提高7500oe,剩磁稍有降低,降低了175gs。处理前后磁体性能变化如表1所示。

实施例3

(1)按照粉末比例式(tbf3)95cu5配置复合粉末。称取tbf3粉末,-150目;金属cu粉末,-150目;将上述粉末混合均匀,并过150目筛分,粉末混合和过筛过程在氮气环境下进行。

(2)首先将商用42m牌号烧结ndfeb磁体机械加工成待处理形状,其中取向方向为5mm厚度;然后进入清理表面程序,清理表面程序如下:将磁体放入除油槽中浸泡10min以去除磁体表面的油污,用清水洗净表面后用稀hno3酸洗35s,再经过水洗及超声波处理35s后,采用强风快速干燥磁体表面;从而得到待处理ndfeb磁体。

(3)在氮气环境下,步骤(1)制备的复合粉末,按照电压60kv,时间25s,喷枪移动速度20cm/s,喷射距离20cm的工艺条件通过喷枪带正电子,加速撞击到与阴极相连的步骤(2)得到的待处理ndfeb磁体上,从而得到表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体,膜厚约30μm。

(4)将步骤(3)得到的表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体放置在真空热处理炉内,真空度高于10-3pa,在860℃保温35小时;随炉冷却至不高于50℃,再经500℃回火处理6小时。

(5)将步骤(4)得到的磁体在稀硝酸(浓度为6.5wt%)内浸泡100s,去除磁体表面残留的附着物;用去离子水将磁体清洗干净,获得性能提高的磁体。

本实施例制备得到的稀土永磁材料的矫顽力提高12000oe,剩磁稍有降低,降低了180gs。处理前后磁体性能变化如表1所示。

实施例4

(1)按照粉末比例式(hof3)97pr1cu2配置复合粉末。称取hof3粉末,-150目;金属pr粉末,-150目;金属cu粉末,-150目;将上述粉末混合均匀,并过150目筛分,粉末混合和过筛过程在氮气环境下进行。

(2)首先将商用42m牌号烧结ndfeb磁体机械加工成待处理形状,其中取向方向为3mm厚度;然后进入清理表面程序,清理表面程序如下:将磁体放入除油槽中浸泡10min以去除磁体表面的油污,用清水洗净表面后用稀hno3酸洗25s,再经过水洗及超声波处理25s后,采用强风快速干燥磁体表面;从而得到待处理ndfeb磁体。

(3)在氮气环境下,步骤(1)制备的复合粉末,按照电压50kv,时间15s,喷枪移动速度25cm/s,喷射距离20cm的工艺条件通过喷枪带正电子,加速撞击到与阴极相连的步骤(2)得到的待处理ndfeb磁体上,从而得到表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体,膜厚约25μm。

(4)将步骤(3)得到的表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体放置在真空热处理炉内,真空度高于10-3pa,在850℃保温35小时;随炉冷却至不高于50℃,再经480℃回火处理4小时。

(5)将步骤(4)得到的磁体在稀硝酸(浓度为5.5wt%)内浸泡60s,去除磁体表面残留的附着物;用去离子水将磁体清洗干净,获得性能提高的磁体。

本实施例制备得到的稀土永磁材料的矫顽力提高4000oe,剩磁稍有降低,降低了210gs。处理前后磁体性能变化如表1所示。

实施例5

(1)按照粉末比例式((dytb)f3)96cu1al3配置复合粉末。称取(dytb)f3粉末,-150目;金属cu粉末,-150目;金属al粉末,-150目;将上述粉末混合均匀,并过150目筛分,粉末混合和过筛过程在氮气环境下进行。

(2)首先将商用52sh牌号烧结ndfeb磁体机械加工成待处理形状,其中取向方向为6mm厚度;然后进入清理表面程序,清理表面程序如下:将磁体放入除油槽中浸泡10min以去除磁体表面的油污,用清水洗净表面后用稀hno3酸洗45s,再经过水洗及超声波处理45s后,采用强风快速干燥磁体表面;从而得到待处理ndfeb磁体。

(3)在氩气环境下,步骤(1)制备的复合粉末,按照电压65kv,时间28s,喷枪移动速度20cm/s,喷射距离18cm的工艺条件通过喷枪带正电子,加速撞击到与阴极相连的步骤(2)得到的待处理ndfeb磁体上,从而得到表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体,膜厚约30μm。

(4)将步骤(3)得到的表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体放置在真空热处理炉内,真空度高于10-3pa,在870℃保温40小时;随炉冷却至不高于50℃,再经520℃回火处理6小时。

(5)将步骤(4)得到的磁体在稀硝酸(浓度为6wt%)内浸泡90s,去除磁体表面残留的附着物;用去离子水将磁体清洗干净,获得性能提高的磁体。

本实施例制备得到的稀土永磁材料的矫顽力提高11000oe,剩磁稍有降低,降低了168gs。处理前后磁体性能变化如表1所示。

实施例6

(1)按照粉末比例式(gdf3)98cu2配置复合粉末。称取gdf3粉末,-150目;金属cu粉末,-150目;将上述粉末混合均匀,并过150目筛分,粉末混合和过筛过程在氮气环境下进行。

(2)首先将商用35m+牌号烧结ndfeb磁体机械加工成待处理形状,其中取向方向为3mm厚度;然后进入清理表面程序,清理表面程序如下:将磁体放入除油槽中浸泡10min以去除磁体表面的油污,用清水洗净表面后用稀hno3酸洗25s,再经过水洗及超声波处理25s后,采用强风快速干燥磁体表面;从而得到待处理ndfeb磁体。

(3)在氩气环境下,步骤(1)制备的复合粉末,按照电压65kv,时间25s,喷枪移动速度20cm/s,喷射距离20cm的工艺条件通过喷枪带正电子,加速撞击到与阴极相连的步骤(2)得到的待处理ndfeb磁体上,从而得到表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体,膜厚约35μm。

(4)将步骤(3)得到的表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体放置在真空热处理炉内,真空度高于10-3pa,在840℃保温35小时;随炉冷却至不高于50℃,再经490℃回火处理4小时。

(5)将步骤(4)得到的磁体在稀硝酸(浓度为5wt%)内浸泡60s,去除磁体表面残留的附着物;用去离子水将磁体清洗干净,获得性能提高的磁体。

本实施例制备得到的稀土永磁材料的矫顽力提高4200oe,剩磁稍有降低,降低了208gs。处理前后磁体性能变化如表1所示。

实施例7

(1)按照粉末比例式(tbo3)94nd1al5配置复合粉末。称取tbo3粉末,-150目;金属nd粉末,-150目;金属al粉末,-150目;将上述粉末混合均匀,并过150目筛分,粉末混合和过筛过程须氮气环境下进行。

(2)首先将商用48h+牌号烧结ndfeb磁体机械加工成待处理形状,其中取向方向为8mm厚度;然后进入清理表面程序,清理表面程序如下:将磁体放入除油槽中浸泡10min以去除磁体表面的油污,用清水洗净表面后用稀hno3酸洗45s,再经过水洗及超声波处理45s后,采用强风快速干燥磁体表面;从而得到待处理ndfeb磁体。

(3)在氩气环境下,步骤(1)制备的复合粉末,按照电压75kv,时间30s,喷枪移动速度20cm/s,喷射距离20cm的工艺条件通过喷枪带正电子,加速撞击到与阴极相连的步骤(2)得到的待处理ndfeb磁体上,从而得到表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体,膜厚约40μm。

(4)将步骤(3)得到的表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体放置在真空热处理炉内,真空度高于10-3pa,在860℃保温40小时;随炉冷却至不高于50℃,再经490℃回火处理5小时。

(5)将步骤(4)得到的磁体在稀硝酸(浓度为8wt%)内浸泡180s,去除磁体表面残留的附着物;用去离子水将磁体清洗干净,获得性能提高的磁体。

本实施例制备得到的稀土永磁材料的矫顽力提高8000oe,剩磁稍有降低,降低了185gs。处理前后磁体性能变化如表1所示。

实施例8

(1)按照粉末比例式(dyo3)97(prnd)2al1配置复合粉末。称取dyo3粉末,-150目;金属prnd粉末(pr和nd的质量比为1:4),-150目;金属al粉末,-150目;将上述粉末混合均匀,并过150目筛分,粉末混合和过筛过程在氮气环境下进行。

(2)首先将商用42m牌号烧结ndfeb磁体机械加工成待处理形状,其中取向方向为6mm厚度;然后进入清理表面程序,清理表面程序如下:将磁体放入除油槽中浸泡10min以去除磁体表面的油污,用清水洗净表面后用稀hno3酸洗45s,再经过水洗及超声波处理45s后,采用强风快速干燥磁体表面;从而得到待处理ndfeb磁体。

(3)在氩气环境下,步骤(1)制备的复合粉末,按照电压75kv,时间30s,喷枪移动速度18cm/s,喷射距离22cm的工艺条件通过喷枪带正电子,加速撞击到与阴极相连的步骤(2)得到的待处理ndfeb磁体上,从而得到表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体,膜厚约40μm。

(4)将步骤(3)得到的表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体放置在真空热处理炉内,真空度高于10-3pa,在830℃保温40小时;随炉冷却至不高于50℃,再经490℃回火处理6小时。

(5)将步骤(4)得到的磁体在稀硝酸(浓度为7wt%)内浸泡120s,去除磁体表面残留的附着物;用去离子水将磁体清洗干净,获得性能提高的磁体。

本实施例制备得到的稀土永磁材料的矫顽力提高6500oe,剩磁稍有降低,降低了190gs。处理前后磁体性能变化如表1所示。

实施例9

(1)按照粉末比例式(tbf3)46(dyo3)48nd2znsncu2配置复合粉末。称取tbf3和dyo3粉末,-150目;金属nd粉末,-150目;金属zn、sn、cu粉末,-150目;将上述粉末混合均匀,并过150目筛分,粉末混合和过筛过程在氮气环境下进行。

(2)首先将商用46uh牌号烧结ndfeb磁体机械加工成待处理形状,其中取向方向为4.5mm厚度;然后进入清理表面程序,清理表面程序如下:将磁体放入除油槽中浸泡10min以去除磁体表面的油污,用清水洗净表面后用稀hno3酸洗30s,再经过水洗及超声波处理30s后,采用强风快速干燥磁体表面;从而得到待处理ndfeb磁体。

(3)在氩气环境下,步骤(1)制备的复合粉末,按照电压70kv,时间25s,喷枪移动速度18cm/s,喷射距离22cm的工艺条件通过喷枪带正电子,加速撞击到与阴极相连的步骤(2)得到的待处理ndfeb磁体上,从而得到表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体,膜厚约30μm。

(4)将步骤(3)得到的表面附着复合粉末膜的ndfeb磁体放置在真空热处理炉内,真空度高于10-3pa,在845℃保温30小时;随炉冷却至不高于50℃,再经490℃回火处理6小时。

(5)将步骤(4)得到的磁体在稀硝酸(浓度为5.0wt%)内浸泡80s,去除磁体表面残留的附着物;用去离子水将磁体清洗干净,获得性能提高的磁体。

本实施例制备得到的稀土永磁材料的矫顽力提高8500oe,剩磁稍有降低,降低了170gs。处理前后磁体性能变化如表1所示。

表1实施例1-9中磁体处理前后的性能检测结果

实施例10-13

实施例10-13除复合粉末膜厚度不同于实施例2外,其他工艺参数都与实施例2相同;其中,实施例10中复合粉末膜厚度约为12μm,实施例11中复合粉末膜厚度约为20μm,实施例12中复合粉末膜厚度约为5μm,实施例13中复合粉末膜厚度约为45μm。处理前后磁体性能变化如表2所示。

实施例14-15

实施例14-15除第(4)步骤真空热处理中保温温度和保温时间不同于实施例2外,其他工艺参数都与实施例2相同;其中,实施例14中真空热处理条件为:1000℃保温10h,实施例15中真空热处理条件为:700℃保温48h。处理前后磁体性能变化如表2所示。

实施例16-17

实施例16-17除第(4)步骤回火处理温度和时间不同于实施例2外,其他工艺参数都与实施例2相同;其中,实施例16中回火处理条件为:430℃回火处理8h,实施例17中回火处理条件为:640℃回火处理2h。处理前后磁体性能变化如表2所示。

表2实施例10-17中磁体处理前后的性能检测结果

实施例18-23

实施例18-23除所用复合粉末组成不同于实施例2外,其他工艺参数都与实施例2相同;具体的复合粉末组成以及处理前后磁体性能变化如表3所示。

表3实施例18-23中磁体处理前后的性能检测结果

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1