专利名称：一种钕铁硼永磁材料及制备方法
一种钕铁硼永磁材料及制备方法技术领域
本发明属于磁性材料领域，特别是指一种钕铁硼永磁材料及制备方法。
背景技术：
现有技术中，钕铁硼永磁体的使用范围最广，但对于某些高温环境下，却无法应用。因为，钕铁硼永磁体的居里温度较低，同时，这类磁体的矫顽力也较低，其居里温度一般在150°C以下，矫顽力低于1500KA/m。为了能够在高温环境下使用，基本上采用的是钐钴系永磁体，而钐钴系永磁体的成本较高，不利于推广应用。
现已有技术提出，以现有的钕铁硼磁体为基体，添加一些辅助元素来提高钕铁硼磁体的居里温度和矫顽力。但所添加的基本上均包含有镝、钆、铽、钐等属于重稀土的元素， 而这类稀土材料随着国家对资源的保护和管理，价格在不断提高。在这一情况下，应当考虑的是如何能够减少对重稀土类材料的使用量，来实现能够满足性能的前提下，降低生产成本。发明内容
本发明的目的是提供一种钕铁硼永磁材料，以克服现钕铁硼永磁体的居里温度和矫顽力低的问题，同时，减少对重稀土类材料的使用量。
本发明是通过以下技术方案实现的
一种钕铁硼永磁材料，包括钕铁硼基体，所述钕铁硼基体其组成按质量百分含量计算包括，25-26. 5 %的钕、O. 5-1 %的钴、1-1. 5 %的硅、2-2. 5 %的锰、2-2. 5 %的硼、 O. 1-0. 3%的钛、O. 1-0. 3%的锆、O. 3-0. 5%的铝、O. 1-0. 15%的镓及余量的铁；所述钕铁硼永磁材料还加入包括按钕铁硼基体质量百分含量为O. 1-0. 3%的镝铁合金、O. 3-0. 5%的钐铁合金、I. 5-2. 5%的乾铁合金。
所述镝铁合金中镝占重量百分含量为5%。
所述钐铁合金中钐占重量百分含量为5%。
所述乾铁合金中乾占重量百分含量为10-15%。
所述制备方法包括以下步骤
将含碳量按重量百分含量不高于2%的铁或钢熔化后，依次加入锰、钴、硼、钛、锆、 镓、铝及钕铁合金、镝铁合金、钐铁合金熔化并充分混合后浇铸成合金锭，再通过破碎机破碎，然后用磨麻成粉料，粉料的平均粒径在10微米以下；
将钇铁合金经粉碎，平均粒径低于2微米以下；
选用粒径低于100纳米的纳米级硅粉；
将上述粉末在混料机中混合2-4小时；
在恒定磁场环境中用模具压制成型,再通过450_550MPa压力下压制成毛还；
将毛坯在400-500°C真空条件下预烧1-3小时；匀速降温至150_250°C后整形处理；再放入真空炉内于1200±20°C烧结2-4小时，然后分三段匀速降温。
所述真空条件是指压力为5_8pa环境。
第一个降温阶段，降温速度不能超过5°C /分钟，在降温至870-890°C时回火处理 2-4小时；在第二个降温阶段，降温速度保持在10-15°C /分钟，降温至650-680°C时回火处理2-4小时；在第三个降温阶段，采用风冷或自然降温至环境温度。
本发明同现有技术相比的有益效果是
I、本发明通过使用相对轻和含量大的钇稀土材料，来替代原需要量很大的镝、铽、 钐、钆等材料，从成本考虑降低很多。
2、通过使用纳米级的硅粉，减少了磁体中的空隙率,有效的提高了磁体的磁通密度。
3、通过特定的处理方式，提高了磁体的矫顽力，同时制得的磁体的居里温度达到了 230°C，其适用范围有了显著的提高。
具体实施方式
以下通过具体实施例来对本发明的技术方案进行说明，但应当注意到的是，以下的实施例仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能用来解释是对本发明的限制。
一种钕铁硼永磁材料，包括钕铁硼基体，所述钕铁硼基体其组成按质量百分含量计算包括，25-26. 5 %的钕、O. 5-1 %的钴、1-1. 5 %的硅、2-2. 5 %的锰、2-2. 5 %的硼、 O. 1-0. 3%的钛、O. 1-0. 3%的锆、O. 3-0. 5%的铝、O. 1-0. 15%的镓及余量的铁；所述钕铁硼永磁材料还加入包括按钕铁硼基体质量百分含量为O. 1-0. 3%的镝铁合金、O. 3-0. 5%的钐铁合金、I. 5-2. 5%的乾铁合金。
所述镝铁合金中镝占重量百分含量为5%。
所述钐铁合金中钐占重量百分含量为5%。
所述钇铁合金中钇占重量百分含量为10-15%。
所述制备方法包括以下步骤
将含碳量按重量百分含量不高于2%的铁或钢熔化后，依次加入锰、钴、硼、钛、锆、 镓、铝及钕铁合金、镝铁合金、钐铁合金熔化并充分混合后浇铸成合金锭，再通过破碎机破碎，然后用磨麻成粉料，粉料的平均粒径在10微米以下；
将钇铁合金经粉碎，平均粒径低于2微米以下；
选用粒径低于100纳米的纳米级硅粉；
将上述粉末在混料机中混合2-4小时；
在恒定磁场环境中用模具压制成型，再通过450_550MPa压力下压制成毛还；
将毛坯在400-500°C真空条件下预烧1_3小时；匀速降温至150_250°C后整形处理；再放入真空炉内于1200±20°C烧结2-4小时，然后分三段匀速降温。
所述真空条件是指压力为5_8pa环境。
第一个降温阶段，降温速度不能超过5°C /分钟，在降温至870-890°C时回火处理 2-4小时；此阶段硅在磁体内的晶粒一定的增长，有利于减少磁体的空隙率，对提高磁体的磁通密度及提高磁体的使用截止频率有利；在第二个降温阶段，降温速度保持在10-15°C / 分钟，降温至650-680°C时回火处理2-4小时；在第三个降温阶段，采用风冷或自然降温至环境温度。
在本申请中，制备的方法在各个实施例中均相同，区别仅为各组成材料的数值。
实施例I
一种钕铁硼永磁材料，包括钕铁硼基体，所述钕铁硼基体其组成按原子百分含量计算包括，25%的钕、1%的钴、I. 5%的硅、2%的锰、2%的硼、O. 1%的钛、O. 1%的锆、O. 3% 的铝、O. I %的镓及余量的铁；所述钕铁硼永磁材料还加入包括按钕铁硼基体重量百分含量为O. I %的镝铁合金其中镝铁合金中镝占重量百分含量为5%、0. 5%的钐铁合金其中钐铁合金中钐占重量百分含量为5%、1. 5%的钇铁合金其中钇铁合金中钇占重量百分含量为 10%。
实施例2
一种钕铁硼永磁材料，包括钕铁硼基体，所述钕铁硼基体其组成按原子百分含量计算包括，26. 5%的钕、O. 5%的钴、I %的硅、2. 5%的锰、2. 5%的硼、O. 3%的钛、O. 3%的错、O. 5%的招、O. 15%的镓及余量的铁；所述钕铁硼永磁材料还加入包括按钕铁硼基体重量百分含量为O. 3%的镝铁合金其中镝铁合金中镝占重量百分含量为5%、0. 3%的钐铁合金其中钐铁合金中钐占重量百分含量为5%、2. 5%的钇铁合金其中钇铁合金中钇占重量百分含量为10%。
实施例3
一种钕铁硼永磁材料，包括钕铁硼基体，所述钕铁硼基体其组成按原子百分含量计算包括，26%的钕、O. 8%的钴、I. 3%的硅、2. 2%的锰、2. 2%的硼、O. 2%的钛、O. 2%的错、O. 4%的招、O. I %的镓及余量的铁；所述钕铁硼永磁材料还加入包括按钕铁硼基体重量百分含量为O. 2%的镝铁合金其中镝铁合金中镝占重量百分含量为5%、0. 4%的钐铁合金其中钐铁合金中钐占重量百分含量为5%、2. 0%的钇铁合金其中钇铁合金中钇占重量百分含量为10%。
实施例4
一种钕铁硼永磁材料，包括钕铁硼基体，所述钕铁硼基体其组成按原子百分含量计算包括，25 %的钕、O. 6 %的钴、I. 5 %的硅、2. 5 %的锰、2 %的硼、O. 3 %的钛、O. I %的锆、 O. 5%的招、O. 15%的镓及余量的铁；所述钕铁硼永磁材料还加入包括按钕铁硼基体重量百分含量为O. 2%的镝铁合金其中镝铁合金中镝占重量百分含量为5%、0. 3%的钐铁合金其中钐铁合金中钐占重量百分含量为5%、2. 5%的钇铁合金其中钇铁合金中钇占重量百分含量为10%。
权利要求
1.一种钕铁硼永磁材料，包括钕铁硼基体，其特征在于所述钕铁硼基体其组成按质量百分含量计算包括，25-26. 5%的钕、0. 5-1%的钴、1-1. 5%的硅、2-2. 5%的锰、2-2. 5%的硼、0. 1-0. 3%的钛、0. 1-0. 3%的锆、0. 3-0. 5%的铝、0. 1-0. 15%的镓及余量的铁；所述钕铁硼永磁材料还加入包括按钕铁硼基体质量百分含量为0. 1-0. 3%的镝铁合金、0.3-0. 5%的钐铁合金、I. 5-2. 5%的钇铁合金。
2.根据权利要求I所述的钕铁硼永磁材料，其特征在于所述镝铁合金中镝占重量百分含量为5%。
3.根据权利要求I所述的钕铁硼永磁材料，其特征在于所述钐铁合金中钐占重量百分含量为5%。
4.根据权利要求I所述的钕铁硼永磁材料，其特征在于所述钇铁合金中钇占重量百分含量为10-15%。
5.一种钕铁硼永磁材述制备方法，其特征在于包括以下步骤 将含碳量按重量百分含量不高于2%的铁或钢熔化后，依次加入锰、钴、硼、钛、锆、镓、铝及钕铁合金、镝铁合金、钐铁合金熔化并充分混合后浇铸成合金锭，再通过破碎机破碎，然后用磨麻成粉料，粉料的平均粒径在10微米以下； 将钇铁合金经粉碎，平均粒径低于2微米以下； 选用粒径低于100纳米的纳米级娃粉； 将上述粉末在混料机中混合2-4小时； 在恒定磁场环境中用模具压制成型，再通过450-550MPa压力下压制成毛坯； 将毛坯在400-500°C真空条件下预烧1-3小时；匀速降温至150-250°C后整形处理；再放入真空炉内于1200±20°C烧结2-4小时，然后分三段匀速降温。
6.根据权利要求5所述的钕铁硼永磁材料制备方法，其特征在于所述真空条件是指压力为5_8pa环境。
7.根据权利要求5所述的钕铁硼永磁材料制备方法，其特征在于第一个降温阶段，降温速度不能超过5°C /分钟，在降温至870-890°C时回火处理2_4小时；此阶段硅在磁体内的晶粒一定的增长，有利于减少磁体的空隙率，对提闻磁体的磁通密度及提闻磁体的使用截止频率有利；在第二个降温阶段，降温速度保持在10-15°C /分钟，降温至650-680°C时回火处理2-4小时；在第三个降温阶段，采用风冷或自然降温至环境温度。
全文摘要
本发明涉及一种钕铁硼永磁材料及制备方法，包括钕铁硼基体，所述钕铁硼基体其组成按质量百分含量计算包括，25-26.5％的钕、0.5-1％的钴、1-1.5％的硅、2-2.5％的锰、2-2.5％的硼、0.1-0.3％的钛、0.1-0.3％的锆、0.3-0.5％的铝、0.1-0.15％的镓及余量的铁；所述钕铁硼永磁材料还加入包括按钕铁硼基体质量百分含量为0.1-0.3％的镝铁合金、0.3-0.5％的钐铁合金、1.5-2.5％的钇铁合金。
文档编号B22F3/16GK102982939SQ201210474059
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者潘道良, 陈益明, 苏广春 申请人:宁波科星材料科技有限公司