一种钕铁硼永磁材料及其制备方法与流程

文档序号:11835072阅读:519来源:国知局

本发明涉及永磁材料技术领域,具体涉及一种钕铁硼永磁材料及其制备方法。



背景技术:

钕铁硼磁铁为至目前为止具有最强磁力的永久磁铁。钕铁硼被称为第三代稀土永磁材料,是当今磁能积最高的永磁材料,1983年,由日本住友特殊金属公司和美国通用汽车公司最先研制成功口]。随着计算机、通信等产业的发展,NdFeB永磁材料的制备及应用得到飞速发展。NdFeB磁体主要有3种组成相,分别是主相NdFeB、富硼相、富钕相,其中,主相NdFe B相为各向异性的四方晶体结构,滑移系极少,所以烧结NdFeB永磁体形变困难,冲击韧性低,长期以来,人们一直把提高NdFeB永磁材料的磁性能作为研究重点,随着磁体磁性能的不断提高,NdFeB的脆性逐渐暴露出来。NdFeB磁体塑韧性差使其在机械加工过程中容易开裂,大大降低了成品率和加工精度,增加了成本,同时磁体的抗振、抗冲击能力差也限制了其在高精度仪器仪表、高速电机等行业的应用,因此,如何提高稀土永磁材料的韧性,称为本领域亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

本发明针对现有技术的上述不足,提供一种韧性高,且永磁性能好的钕铁硼永磁材料。

为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种钕铁硼永磁材料,该永磁材料由以下重量百分比的各个组分组成:PrNd 15-30%,Gd 3-6%,Ga 0.05-0.15%,B0.5-1.2%,Co 0.6-1.2%,Al 0.3-0.8%,Cu 0.05-0.3%,Mo 0.05-0.3%,Ti 0.05-0.3%,余量为Fe。

作为优选,所述的钕铁硼永磁材料,该永磁材料由以下重量百分比的各个组分组成:PrNd 20-28%,Gd 4-6%,Ga 0.1-0.15%,B 0.6-1.0%,Co 0.8-1.2%,Al 0.5-0.8%,Cu0.05-0.3%,Mo 0.05-0.3%,Ti 0.05-0.3%,余量为Fe。

本发明上述的PrNd为PrNd合金,其中的Nd的占有量为1-5%。

本发明还提供一种上述钕铁硼永磁材料的制备方法,制备步骤为:

(1)按钕铁硼磁体的组成成分以及质量百分比配比原料并进行熔炼,熔炼完全后浇注、冷却成甩带片;

(2)将上述得到的甩带进行氢碎和气流磨,制成粉料;

(3)将上述粉料在惰性气体保护下放入成型压机模具中加磁场进行取向,取向后压制成型;

(4)将上述成型后得到的生坯放入烧结炉中在高温下进行烧结,然后进行回火,得到钕铁硼磁体坯体

本发明步骤(1)的熔炼为真空熔炼,真空度为0.05-0.2Pa;甩带片的厚度为0.1-0.3mm;

本发明步骤(2)氢破碎后进行4-8h的脱氢,然后用气流磨将粉体粒径磨到3-5微米;然后将抗氧化剂加入粉体中混料,混好之后再8T的脉冲磁场中垂直取向压成坯块;

本发明步骤(4)中的烧结为:放入RVS-300真空烧结炉中烧结,烧结温度为1060-1120℃,烧结时间40-100min;

发明步骤(4)中的回火为:将炉内抽真空至1-5Pa,然后升高炉温至300-450℃,保温0.5-1.5h;然后升温至500-650℃,保温0.5-1.5h;然后炉温升高至950-1100℃,保温3-5h;然后随炉冷却。

本发明的优点和有意效果:

1.本发明的配方,PrNd:15-30%,Gd 3-6%,Ga 0.05-0.15%,B:0.5-1.2%,Co 0.6-1.2%,Al 0.3-0.8%,Cu 0.05-0.3%,Mo 0.05-0.3%,Ti 0.05-0.3%,余量为Fe;其中的Co、Cu、Al、Ti、Mo的添加能够获得了较细的晶粒组织,改善了磁体的塑性、韧性;通过添加高熔点元素和低熔点元素,低熔点元素先在晶间溶解,液相在溶解过程中发生物理和化学性能变化,提高了高熔点元素在液相中的溶解性,使之在晶间区域均匀分布,而高熔点元素能阻碍晶粒的长大,细化晶粒,从而使磁体的强韧性得到提高。在磁体中添加Al、Nb、Ti等元素后,由于晶粒细化,获得了具有较高冲击韧性的烧结NdFeB磁体。

2.本发明的配方中,通过PrNd合金中Nd的占有量为1-5%的控制,Nb元素可以细化晶粒,Nb元素在硬磁相中溶解度很小,很容易形成沉淀质点,抑制晶粒长大,从而提高磁体冲击韧性。

3.本发明的方法简单易于操作,特别是其中回火阶段和温度的控制,能有效提高产物的韧性。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地说明,但不仅限于以下实施 例。

实施例1

该永磁材料由以下重量百分比的各个组分组成:PrNd:26%,Gd5.5%,Ga 0.1%,B0.95%,Co0.80%,Al 0.60%,Cu 0.25%,Mo0.20%,Ti 0.20%,余量为Fe。

本发明上述的PrNd为PrNd合金,其中的Nd的占有量为1%。

本发明还提供一种上述钕铁硼永磁材料的制备方法,制备步骤为:

(1)按钕铁硼磁体的组成成分以及质量百分比配比原料并进行熔炼,熔炼完全后浇注、冷却成甩带片;

(2)将上述得到的甩带进行氢碎和气流磨,制成粉料;

(3)将上述粉料在惰性气体保护下放入成型压机模具中加磁场进行取向,取向后压制成型;

(4)将上述成型后得到的生坯放入烧结炉中在高温下进行烧结,然后进行回火,得到钕铁硼磁体坯体

本发明步骤(1)的熔炼为真空熔炼,真空度为0.2Pa;甩带片的厚度为0.3mm;

本发明步骤(2)氢破碎后进行4-8h的脱氢,然后用气流磨将粉体粒径磨到3微米;然后将抗氧化剂加入粉体中混料,混好之后再8T的脉冲磁场中垂直取向压成坯块;

本发明步骤(4)中的烧结为:放入RVS-300真空烧结炉中烧结,烧结温度为1060-1120℃,烧结时间60min;

发明步骤(4)中的回火为:将炉内抽真空至2Pa,然后升高炉温至350℃,保温1h;然后升温至600℃,保温1h;然后炉温升高至1000℃,保温4h;然后随炉冷却。

实施例2

该永磁材料由以下重量百分比的各个组分组成:PrNd:20-28%,Gd 4-6%,Ga0.1-0.15%,B:0.6-1.0%,Co 0.8-1.2%,Al 0.5-0.8%,Cu 0.05-0.3%,Mo 0.05-0.3%,Ti0.05-0.3%,余量为Fe。

方法同实施例1。

本发明制备的样品,性能检测如表1所示:

表1 实施例样品性能检测

从上述检测数据可知,本发明具有磁性强且稳定,同时韧性高的优点。

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