一种钕铁硼系烧结磁体的制造方法及其磁体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于钦铁测系烧结磁体的领域，特别涉及一种混入添加物的制造方法及其 磁体。
【背景技术】
[0002] 钦铁测系烧结磁体在风力发电、混合动力汽车领域中有广泛的应用。由于工作环 境复杂，要求所使用的钦铁测系烧结磁体具有优异的矫顽力性能。对于采用单合金工艺生 产钦铁测系烧结磁体，一般通过添加中重稀±元素提高磁体的矫顽力，尤其是生产甜、UH 和邸W上牌号的磁体时，往往更是过量添加。然而，中重稀±资源宝贵，近年来中重稀±的 原材料市场价格不断上涨，因此，W添加中重稀±元素的方式提高磁体的矫顽力面临着沉 重的成本压力。
[0003] 中国专利CN102237166A公开一种钦铁测永磁材料的制备方法，其中掲示；将钦 铁测合金破碎、制粉，再添加纳米碳化娃，然后进行磁场取向、压制成型，最后在真空或惰性 气体保护下进行烧结、并回火处理，可制备具有高矫顽力的钦铁测系烧结磁体。其中，纳米 碳化娃的添加量为为钦铁测合金重量的0. 02~3wt%。该技术方案的作用机理在于：部 分的纳米碳化娃颗粒在烧结、回火过程中均匀扩散于主相的周围，阻隔主相晶粒的磁禪合 作用，阻碍主相晶粒的长大W及相邻主相晶粒的合并，细化烧结钦铁测的主相晶粒，达到改 善微观结构的作用；而另一部分的纳米碳化娃颗粒进行主相晶体的内部，当在外场和/或 高温下，磁畴发生偏转时，起到钉扎作用，阻止磁畴壁偏转和/或移动，有利于提高矫顽力； 另外，娃元素本身能够替代铁元素占据四方相中的K2晶位，使总的交换作用增强、各向异 性场提高，有利于提高矫顽力。然而，研究人员经试验发现，根据该文献所掲示的烧结工 艺一烧结温度为1050~109(TC、烧结时间为4~化，并无法使碳化娃均匀扩散于主相 的周围或者进入主相的内部，试验结果显示；在烧结之后，娃元素主要集中在晶界H叉点区 域，而且在钦铁测系烧结磁体中可W检测到晶粒异常长大（AGG)的现象，最后经磁性能检 巧IJ，钦铁测系烧结磁体的矫顽力并无显著提高；且由于娃元素替代铁元素改变主相结构，使 磁性相减少，会降低钦铁测系烧结磁体的剩磁。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，提出一种混入添加物的制造钦铁测系烧结磁体方法，并根据 该方法获得具有优异磁性能的磁体。
[0005] 本发明的技术方案为，钦铁测系烧结磁体的制造方法包括混入添加物的工序，添 加物为纳米鹤或纳米碳化鹤或纳米氮化鹤或其组合，且其平均分散粒径为10~200nm。特 别地，当添加物为纳米鹤时，其平均分散粒径为40~IOOnm;当添加物为纳米碳化鹤时，其 平均分散粒径为50~SOnm;当添加物为纳米氮化鹤时，其平均分散粒径为25~40nm。
[0006] 添加物的混入涉及固溶度的问题。影响固溶度的因素包括；1)离子尺寸，当溶质 和主晶体的原子半径相对差值超过14~15%时，尺寸因素不利于固溶体生成，两固体间 的固溶度是有限的；2)离子价，两种固体只有在离子价相同或同号离子的离子价总和相同 时，才可能满足电中性的要求生成连续固溶体。钦铁测系烧结磁体晶界的主要元素是钦 (Nd),鹤（W)与钦（Nd)的离子半径和电子构成差异较小，因此，鹤（W)相对娃仪）在晶界 中具有更大的固溶度。在相同的烧结温度下，鹤（W)能更大程度地从晶界H叉点的富集区 域向晶间区域扩散，从而均匀地分布在主相的周围，发挥钉扎（Pining)作用，防止晶粒异 常长大（AGG)现象。而钦铁测系烧结磁体主相的主要元素是铁（Fe),鹤（W)与铁（Fe)的 离子半径和电子构成差异较大，因此，鹤（W)几乎不进入主相中。相对添加娃（Si)而言，添 加鹤（W)能更多地保留主相结构，从而使钦铁测系烧结磁体具有优异的剩磁度r)。另外， 将鹤（W)作为添加物混入进行烧结而非作为原料进行烙炼，原因在于；其一，如图1所示， 将鹤（W)混入原料进行烙炼并W甩带法进行铸造时，原料烙融合金在铜漉表面先形成含鹤 (W)的急冷晶（区域1)，然后在急冷晶之上再形成柱状晶（区域2)，送样的情况不利于粉 碎，因此将影响钦铁测系烧结磁体的磁性能；其二，烙炼温度在140(TCW上，鹤（W)具有较 大的迁移动能，其中一部分将进入钦铁测系烧结磁体的主相，从而改变主相结构，烧结温度 在IiocrcW下，鹤（W)的迁移动能较小，几乎聚集在钦铁测系烧结磁体的晶界相中，从而更 多地保留主相，相比之下，将鹤（W)作为添加物混入进行烧结能使钦铁测系烧结磁体具有 优异的剩磁度r)。
[0007] 在某优选的实施例中，钦铁测系烧结磁体的制造方法包括W下步骤；1)通过甩带 法制备钦铁测铸片，且其平均厚度控制为0. 2~0. 5mm;2)将钦铁测铸片粉碎制得钦铁测粉 末；3)将钦铁测粉末取向压制成型，制得钦铁测压昆；4)将钦铁测压昆烧结制得钦铁测系 烧结磁体；其中，在步骤1)的钦铁测铸片或步骤2)的钦铁测粉末中混入添加物，且其添加 量为钦铁测铸片或钦铁测粉末质量的0. 03~0. 15wt%。
[0008] 在某优选的实施例中，步骤1)的钦铁测铸片还经热处理，其中，热处理的温度为 400~90(TC，处理时间为20min~化。对钦铁测铸片进行热处理的目的在于；使富钦相沿 晶界充分扩散，减少团聚，可使钦铁测系烧结磁体中的富钦相具有更均匀的分布。
[0009] 在某优选的实施例中，步骤2)的钦铁测粉末的平均粒径控制在15UmW下、氧含 量控制在2500ppmW下。钦铁测粉末的平均粒径越小，越有利于纳米添加物的流动；氧含量 越低，越有利于避免纳米添加物被氧化。
[0010] 在某优选的实施例中，步骤2)中，钦铁测粉末与添加物在高速混料机中进行混 合，其中，混合环境为无氧气氛，混料机转速为300~2000rpm，混合时间至少为30min。与 常规使用的锥形混料机和H维混料机相比，高速混料机通过高速旋转的叶片将添加物的纳 米粉末打散，避免纳米粉末的团聚，有利于提高钦铁测系烧结磁体的强度并抑制晶粒异常 长大（AGG)现象。值得注意的是，若在步骤1)的钦铁测铸片中混入添加物，则添加物随钦 铁测铸片经过粉碎，已混合在钦铁测粉末中，直接将该钦铁测粉末置于高速混料机进行混 合即可；若在步骤2)中的钦铁测粉末中混入添加物，则可将钦铁测粉末和添加物同时置于 高速混料机进行混合，也可将二者分步骤地置于高速混料机中进行混合。
[0011] 在某优选的实施例中，混合包含W下步骤；1)将添加物置于高速混料机混合5~ IOmin;2)再加入钦铁测粉末进行混合。添加物的粒径小于钦铁测粉末的粒径，因此更容易 发生团聚，使用高速混料机先将添加物打散后，再与钦铁测粉末混合，可W提高二者混合的 均匀度。
[0012] 一种基于上述方法制造的钦铁测系烧结磁体，其包括如下原料成分：
[0013] RaFelO〇-a-b-c-d-e-fBbCocAldQieMf;其中，a、b、C、d、e、f、g为各元素的重量 百分比，28《a《32wt%，0. 9《b《I. 3wt%，0. 5《C《3. 0wt%，0.I《d《0. 8wt%， 0. 05《e《0. 5wt%，0. 05《f《0. 4wt%，；R为含Y的稀±元素；M选自Ga或佩的至少 一种。
[0014] 在某优选的实施例中，磁体中富W相的体积比例为5. 0~11. 0%。
[0015] 与现有技术相比，本发明的钦铁测系烧结磁体的制造方法可有效抑制晶粒异常长 大（AGG)的现象，从而提高钦铁测磁体的矫顽力，而且，可更大程度地保留主相，从而使钦 铁测磁体具有优异的剩磁。
【附图说明】
[0016] 图1为原料烙融合金在铜漉表面急冷后的结晶示意图。
【具体实施方式】
[0017] 实施例一
[001引钦铁测系烧结磁体的制备工序如下：
[0019] 1)按表1的组分配制原料。
[0020] 表1实施例一的原料组成表
[0022] 2)将配制好的原料放入氧化铅巧巧，置于高频真空感应烙炼炉，抽真空至10中曰， W1450°C的温度进行真空烙炼。
[0023] 3)真空烙炼结束，向烙炼炉中通入氮气，使气压至SXlO4Pa,使用甩带法进行铸 造，WIO2~IO4C/s的冷却速度获得钦铁测铸片，将钦铁测铸片的平均厚度控制在0. 3mm。 将钦铁测铸片置于热处理炉，W60(TC的温度进行化的热处理。
[0024] 4)将钦铁测铸片放入氨破炉，抽真空，然后通入纯度为99. 99%的氨气，