一种微特电机用永磁体及其加工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种微特电机用永磁体，所述的永磁体中各组分的重量比为：10%-14.5%的氧化镍，4%-6%的碳酸锰，1.2%-1.6%的氧化硅，7%-11.5%的氧化钴，3%-4.5%的钕，4%-5.5%的碳酸钡，余量为铁，所述的永磁体中需添加其他微量合金金属，所述的微量合金金属为0.04%-0.05%的镝铁合金，0.01%-0.03%的钐铁合金，0.02%-0.03%镨铁合金和0.05%-0.08%钪铁合金中的一种或两种，所述的原料经过氢碎→气流磨→成型→等静压→剥油→烧结→后加工后得到产品，所述的微量合金金属在原料进行烧结阶段加入到产品中；本发明生产工艺步骤简洁，方便辅助材料的增减，同时设备的操作成本底，适合大规模生产，生产后的永磁体的整体性能适用于微特电机的工作环境，进一步提高了电机的使用寿命，减少了电机的维护成本。
【专利说明】—种微特电机用永磁体及其加工工艺【技术领域】
[0001]本发明涉及磁性材料领域，尤其涉及一种在微特电机上使用的永磁体及其加工工艺。
【背景技术】
[0002]在美国、日本和西欧等发达国家，稀土永磁材料在电机中的应用已占稀土总销售额的60%以上。各国国情不同，稀土永磁在电机中的应用情况不尽相同。日本在VCM中的应用量占稀土永磁的50%左右，美国则在航空、航天、军工、汽车和机床等领域电机中的用量最大，欧洲则在数控机床中应用最多。
[0003]用永磁材料励磁的电动机、传动装置和发电机是基于法拉第定律和洛仑兹力进行工作的，永磁材料的磁性能即剩磁、矫顽力、磁能积及退磁曲线形状、温度稳定性、尺寸、重量、体积、制造成本等是决定永磁电机质量性能好坏的关键因素。一般来讲磁能积越高，电机的输出能量就越大:辟越闻，提供的气隙场就越闻，电机的力矩就越大，从而提闻电机的效率:越高、电机工作磁场、抗退磁能力就越强、工作范围越宽；退磁曲线矩形度越高、电机的动态损失越小:永磁体的电阻率越高，涡流损耗就越小。对于现代电子信息技术中使用的高精小微特电机，其要求是小型、轻量、大转矩、精度高、可控性好，因而对永磁材料要求是高、高，小体积和小的安装尺寸，同时要求价格要有竞争力。
[0004]市面上微特电机使用的烧结系Nd-Fe-B系列的永磁体，相比的磁能积的量不够大，磁感矫顽力相比较低，较容易退磁，影响了电机的使用寿命，同时其剩余磁通能力高，其在去掉外在磁场后，剩余的磁化强度或者剩余磁感应强度较大，很容易影响的电机中的其他电子元件，不利于电机整体结构的稳定。
【发明内容】
`[0005]针对上述存在的问题，本发明提供一种磁能积大，磁杆矫顽力好，且剩磁能力一般的应用于微特电机的永磁和及其生产工艺。
[0006]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:一种微特电机用永磁体，所述的永磁体中各组分的重量比为:10%-14.5%的氧化镍，4%-6%的碳酸锰，1.2%-1.6%的氧化硅，7%-11.5%的氧化钴，3%-4.5%的钕，4%-5.5%的碳酸钡，余量为铁，所述的永磁体中添加其他微量合金金属，所述的微量合金金属为0.04%-0.05%的镝铁合金，0.01%-0.03%的钐铁合金，0.02%-0.03%镨铁合金和0.05%-0.08%钪铁合金中的一种或两种。
[0007]本发明所述的一种微特电机用永磁体的加工工艺，所述的原料经过氢碎一气流磨—成型一等静压一剥油一烧结一后加工后得到产品，所述的微量合金金属在原料进行烧结阶段加入到产品中。
[0008]本发明所述合金金属中不同微量元素的与铁的重量比为1:1，所述微量合金金属的颗粒的平均直径为lum-3um，在此配比的和颗粒直径的微量合金金属，方便在烧结是融入到剥油后的产品中，混合均匀，提高产品的整体性能。[0009]本发明所述氢碎的过程中，将各组分原料置入氢碎炉中，在5-8Mpa的氢压下，吸氢操作40-60min，然后在抽真空的条件下，脱氢2_4h。
[0010]本发明所述的气流磨过程中，通过将脱氢后的产品经过气流磨通过高压气流粉碎处理，气流磨中通过氮气的环境下进行处理，气流磨的通过直径为4um-6um。
[0011]本发明所述的成型过程中，通过成型压机进行处理，将细粉压制成所需要的形状，所述的的压机操作过程在磁场的环境中进行。
[0012]本发明所述的等静压的过程中，通过冷等静压机对产品进行处理，使产品的密度增加，所述静压后的体积为静压前的33%_40%。
[0013]本发明所述的剥油过程中，将静压后产品的包装拆掉，该操作在氮气保护的剥油盒中进行操作。
[0014]本发明所述烧结的过程中，通过线将剥油后的产品加入到烧结炉中进行烧结，烧结温度为1200°C _1350°C，烧结时间为3-4h，在加热微量合金金属继续进行烧结，烧结温度提高到1400°C -1500°C，烧结时间为1.5h-2.5h，然后分别在1000°C -1100°C的条件下进行一级回火，一级回火1-1.5h，在800°C _850°C的条件下进行二级回火，二级回火4.5_5h。
[0015]本发明通过在烧结过程中添加的微量合金金属，属于产品的辅助添加剂，其中镨铁合金，可提高合金的其抗氧性能和机械性能，镝铁合金可提高永磁体的矫顽力，钪铁合金可以改善永磁体的硬度和耐热，钐铁合金用于调节永磁体的剩余磁通能力，保证了微特电机能够正常平稳的工作，相比与正常的永磁体，具有更好的抗性，提高了产品的使用寿命。
[0016]本发明以铁为基床，以氧化镍，碳酸锰，氧化硅，氧化钴，钕，碳酸钡为辅助材料，生产工艺步骤简洁，方便辅助材料的增减，同时设备的操作成本底，适合大规模生产，反应后的产品的的最大磁能积达到了 410Kj.m_3、剩余磁通为0.5-0.65T，产品的磁感矫顽力达到了 2300-2400 kA.nT1，生产后的永磁体的整体性能适用于微特电机的工作环境，进一步提高了电机的使用寿命，减少了电机的维护成本。
【具体实施方式】
[0017]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细的描述。
[0018]实施例1:一种微特电机用永磁体，所述的永磁体中各组分的重量比为:10%的氧化镍，4%的碳酸锰，1.2%的氧化硅，7%的氧化钴，3%的钕，4%的碳酸钡，余量为铁，所述的永磁体中需添加其他微量合金金属，所述的微量合金金属为0.04%的镝铁合金，0.01%的钐铁
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I=1-Wl O
[0019]氢碎的过程中，将各组分原料置入氢碎炉中，在5Mpa的氢压下，吸氢操作40min，然后在抽真空的条件下，脱氢2h。
[0020]气流磨过程中，通过将脱氢后的产品经过气流磨通过高压气流粉碎处理，气流磨中通过氮气的环境下进行处理，气流磨的通过直径为4um。
[0021]成型过程中，通过成型压机进行处理，将细粉压制成所需要的形状，所述的的压机操作过程在磁场的环境中进行。
[0022]等静压的过程中，通过冷等静压机对产品进行处理，使产品的密度增加，所述静压后的体积为静压前的33%。
[0023]剥油过程中，将静压后产品的包装拆掉，该操作在氮气保护的剥油盒中进行操作。[0024]烧结的过程中，通过线将剥油后的产品加入到烧结炉中进行烧结，烧结温度为1200°C，烧结时间为3h，在加热微量合金金属继续进行烧结，所述微量合金金属的颗粒的平均直径为lum，烧结温度提高到1400°C，烧结时间为1.5h，然后分别在1000°C的条件下进行一级回火，一级回火1，在800°C的条件下进行二级回火，二级回火4.5h。
[0025]生产后的产品经测定,最大磁能积达到了 400Kj.m-3、剩余磁通为0.65Τ,产品的磁感矫顽力达到了 2300 kA.nT1。
[0026]实施例2:—种微特电机用永磁体，所述的永磁体中各组分的重量比为:14.5%的氧化镍，6%的碳酸锰，1.6%的氧化硅，11.5%的氧化钴，4.5%的钕，5.5%的碳酸钡，余量为铁，所述的永磁体中需添加其他微量合金金属，所述的微量合金金属为0.08%钪铁合金。
[0027]氢碎的过程中，将各组分原料置入氢碎炉中，在8Mpa的氢压下，吸氢操作60min，然后在抽真空的条件下，脱氢4h。
[0028]气流磨过程中，通过将脱氢后的产品经过气流磨通过高压气流粉碎处理，气流磨中通过氮气的环境下进行处理，气流磨的通过直径为6um。
[0029]成型过程中，通过成型压机进行处理，将细粉压制成所需要的形状，所述的的压机操作过程在磁场的环境中进行。
[0030]等静压的过程中，通过冷等静压机对产品进行处理，使产品的密度增加，所述静压后的体积为静压前的40%。
[0031]剥油过程中，将静压后产品的包装拆掉，该操作在氮气保护的剥油盒中进行操作。
[0032]烧结的过程中，通过线将剥油后的产品加入到烧结炉中进行烧结，烧结温度为1350°C，烧结时间为4h，在加热微量合金金属继续进行烧结，所述微量合金金属的颗粒的平均直径为3um，烧结温度提高到1500°C，烧结时间为2.5h，然后分别在1100°C的条件下进行一级回火，一级回火1.5h，在850°C的条件下进行二级回火，二级回火5h。
[0033]生产后的产品经测定，最大磁能积达到了 408Kj.m_3、剩余磁通为0.58T，产品的磁感矫顽力达到了 2350 kA.nT1。
[0034]实施例3:—种微特电机用永磁体，所述的永磁体中各组分的重量比为:12%的氧化镍，5%的碳酸锰，1.5%的氧化硅，10%的氧化钴，4%的钕，5%的碳酸钡，余量为铁，所述的永磁体中需添加其他微量合金金属，所述的微量合金金属为0.023%镨铁合金和0.07%钪铁合金。
[0035]氢碎的过程中，将各组分原料置入氢碎炉中，在6Mpa的氢压下，吸氢操作45min，然后在抽真空的条件下，脱氢3h。
[0036]气流磨过程中，通过将脱氢后的产品经过气流磨通过高压气流粉碎处理，气流磨中通过氮气的环境下进行处理，气流磨的通过直径为5um。
[0037]成型过程中，通过成型压机进行处理，将细粉压制成所需要的形状，所述的的压机操作过程在磁场的环境中进行。
[0038]等静压的过程中，通过冷等静压机对产品进行处理，使产品的密度增加，所述静压后的体积为静压前的35%。
[0039]剥油过程中，将静压后产品的包装拆掉，该操作在氮气保护的剥油盒中进行操作。
[0040]烧结的过程中，通过线将剥油后的产品加入到烧结炉中进行烧结，烧结温度为1300°C，烧结时间为3.5h，在加热微量合金金属继续进行烧结，所述微量合金金属的颗粒的平均直径为2um，烧结温度提高到1450°C，烧结时间为2h，然后分别在1050°C的条件下进行一级回火，一级回火1.25h，在830°C的条件下进行二级回火，二级回火4.5h。
[0041]生产后的产品经测定，最大磁能积达到了 410Kj.m_3、剩余磁通为0.5T，产品的磁感矫顽力达到了 2400 kA.nT1。
[0042]实施例4:将实施例1到实施例3的永磁材料进行性能对比，所述对比材料为市面上常用的Nd-Fe-B系列的永磁材料的性能参数，如下表所示:
【权利要求】
1.一种微特电机用永磁体，其特征在于，所述的永磁体中各组分的重量比为:10%-14.5%的氧化镍，4%-6%的碳酸锰，1.2%-1.6%的氧化硅，7%_11.5%的氧化钴，3%_4.5%的钕，4%-5.5%的碳酸钡,余量为铁,所述的永磁体中添加其他微量合金金属，所述的微量合金金属为0.04%-0.05%的镝铁合金，0.01%-0.03%的钐铁合金，0.02%-0.03%镨铁合金和0.05%-0.08%钪铁合金中的一种或两种。
2.一种微特电机用永磁体的加工工艺，其特征在于，所述的原料经过氢碎一气流磨一成型一等静压一剥油一烧结一后加工后得到产品，所述的微量合金金属在原料进行烧结阶段加入到产品中。
3.根据权利要求1中所述的微特电机永磁体，其特征在于，所述合金金属中不同微量元素的与铁的重量比为1:1，所述微量合金金属的颗粒的平均直径为lum-3um。
4.根据权利要求2所述的微特电机永磁体的加工工艺，其特征在于，所述氢碎的过程中，将各组分原料置入氢碎炉中，在5-8Mpa的氢压下，吸氢操作40-60min，然后在抽真空的条件下，脱氢2-4h。
5.根据权利要求2所述的微特电机永磁体的加工工艺，其特征在于，所述的气流磨过程中，通过将脱氢后的产品经过气流磨通过高压气流粉碎处理，气流磨中通过氮气的环境下进行处理，气流磨的通过直径为4um-6um。
6.根据权利要求2所述的微特电机永磁体的加工工艺，其特征在于，所述的成型过程中，通过成型压机进行处理，将细粉压制成所需要的形状，所述的的压机操作过程在磁场的环境中进行。
7.根据权利要求2所述的微特电机永磁体的加工工艺，其特征在于，所述的等静压的过程中，通过冷等静压机对产品进行处理，使产品的密度增加，所述静压后的体积为静压前的 33%-40%。
8.根据权利要求2所述的微特电机永磁体的加工工艺，其特征在于，所述的剥油过程中，将静压后产品的包装拆掉，该操作在氮气保护的剥油盒中进行操作。
9.根据权利要求2所述的微特电机永磁体的加工工艺，其特征在于，所述烧结的过程中，通过线将剥油后的产品加入到烧结炉中进行烧结，烧结温度为1200°C -1350°C，烧结时间为3-4h，在加热微量合金金属继续进行烧结，烧结温度提高到1400°C -1500°C，烧结时间为1.5h-2.5h，然后分别在1000°C -1100°C的条件下进行一级回火，一级回火1_1.5h，在8000C _850°C的条件下进行二级回火，二级回火4.5-5h。
【文档编号】H01F1/053GK103614619SQ201310621769
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月30日 优先权日:2013年11月30日
【发明者】苏广春, 关井和, 陈益明 申请人:宁波科星材料科技有限公司