一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法与流程

本发明涉及一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法。

背景技术：

1、钕铁硼永磁材料因其优异的磁性能被广泛应用于航空航天、风力发电、节能家电、电子电器以及新能源汽车等领域。现有钕铁硼永磁材料主要分为烧结钕铁硼和粘结钕铁硼，前者是通过速凝、氢破、气流磨、取向成型、压制以及烧结回火等获得毛坯磁体。后者则是通过熔炼、快沾、破碎、晶化处理以及压制或注射成型获得毛坯磁体。

2、上述两类钕铁硼永磁材料的核心关键技术均是在于各向异性合金粉末的制备。然而现有工艺和技术难以制备颗粒尺寸细小、各向异性良好的钕铁硼合金粉末，使得磁体的沿充磁方向的磁性能难以满足业界的实际应用需求，限制了钕铁硼永磁合金在高精尖领域的应用和发展。

技术实现思路

1、本发明提供一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

3、包括以下步骤：

4、s1：配料及熔炼，将合金按照商业钕铁硼永磁合金的名义成分进行配料，随后采用真空感应熔炼将混合炉内的原料加热至钕铁硼合金完全熔化，液面呈现亮红色时进行保温；

5、s2：喷射雾化，对合金进行喷射雾化，待合金溶液充分熔化均匀后，通过流量控制阀控制合金液向下流动，同时在垂直液流方向施加氮气或氩气，使合金溶液在冲击下形成雾化颗粒，经过细小孔径后沿竖直向下喷射；

6、s3：颗粒分化，在雾化颗粒向下喷射过程中撞击颗粒保温板尖端，当雾化颗粒在触及尖端后进一步分化成细小颗粒向下滑动；

7、s4：定向冷却，液滴沿保温板向下流动，流至铜辊时迅速冷却，冷却后合金沿铜辊转动方向形成柱状晶，得到具有小晶粒、高织构的钕铁硼永磁合金粉末。

8、优选的，保温板或其表面涂层为低摩擦系数，并且由高温材料制成，由难熔金属以及稀土金属来制成。

9、优选的，所述混合炉内的真空度不低于6×102pa，1100℃-1400℃。

10、优选的，所述流量控制阀将速度流量控制在0~0.2m3/s。

11、优选的，施加的氮气或氩气的喷射气压≥2.0×105pa。

12、优选的，喷射孔的直径为：20μm≤孔径大小≤500μm，孔径和保温板的距离控制在5-30mm。

13、优选的，保温板尖端的厚度为：20μm≤尖端厚度≤100μm。

14、优选的，所述保温板的保温温度与溶液完全熔化时的温度差为0-60℃，合金液滴在保温板上形成粒径大小为3-8μm的液滴。

15、优选的，所述铜辊转速控制在10-45m/s。

16、与现有技术相比，本发明一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法优点在于：

17、（1）利用喷射成型设备制备的粉末颗粒相较于常规钕铁硼粉末具有小的晶粒尺寸，能够显著增强合金内部的交换耦合作用，显著提升最大磁能积和剩磁；

18、（2）在喷射成型设备中增设颗粒分化保温装置，实现颗粒尺度的显著细化，并且经过铜辊冷却后形成强织构的合金粉末，显著提升矫顽力；

19、（3）本发明工艺简单，设备要求相对较低，可在原有烧结钕铁硼生产设备基础上进行改造完成，具有大规模推广使用的前景。

技术特征：

1.一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1的一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法，其特征在于，保温板或其表面涂层为低摩擦系数，并且由高温材料制成，由难熔金属以及稀土金属来制成。

3.根据权利要求1的一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法，其特征在于，所述混合炉内的真空度不低于6×102pa，1100℃-1400℃。

4.根据权利要求1的一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法，其特征在于，所述流量控制阀将速度流量控制在0~0.2m3/s。

5.根据权利要求1的一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法，其特征在于，施加的氮气或氩气的喷射气压≥2.0×105pa。

6.根据权利要求1的一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法，其特征在于，细小孔径的直径为：20μm≤孔径大小≤500μm，通过控制孔径和保温板的距离为5-30 mm。

7.根据权利要求1的一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法，其特征在于，保温板尖端的厚度为：20μm≤尖端厚度≤100μm。

8.根据权利要求1的一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法，其特征在于，所述保温板的保温温度与溶液完全熔化时的温度差为0-60℃，合金液滴在保温板上形成粒径大小为3-8μm的液滴。

9.根据权利要求1的一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法，其特征在于，所述铜辊转速控制在10-45m/s。

技术总结
一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法，包括以下步骤：S1：配料及熔炼，将合金按照商业钕铁硼永磁合金的名义成分进行配料，随后采用真空感应熔炼将炉内的原料加热至钕铁硼合金完全熔化，且真空度不低于6×10<supgt;2</supgt;Pa，1100℃‑1400℃，液面呈现亮红色时进行保温，一种制备各向异性钕铁硼合金粉末的方法的有点在于：（1）利用喷射成型设备制备的粉末颗粒相较于常规钕铁硼粉末具有小的晶粒尺寸，能够显著增强合金内部的交换耦合作用，显著提升最大磁能积和剩磁。

技术研发人员：杨牧南,王海涛
受保护的技术使用者：宁波尼兰德磁业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13