可提高MnAl-C永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法与流程

本发明实施例涉及材料制造，特别涉及一种可提高mnal-c永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法。

背景技术：

1、永磁材料在经充磁过后可以将能量以磁能的形式储存在永磁材料内部，永磁材料可以大幅地提高电机的电能-机械能转换效率，并广泛地应用于各类节能高效永磁变频电机的永磁转子、传感器等领域。永磁材料是新能源领域的核心材料，对“碳中和、碳达峰”和全社会的“电气化”极其重要。传统的钕铁硼、钐钴等稀土永磁材料需要大量使用dy、tb、co等贵重元素，存在生产成本过高的问题；而永磁铁氧体剩磁较低，整体磁能积较低。

2、铁磁性τ相的mnal-c永磁合金具有较高的理论磁性能，其理论磁能积是永磁铁氧体的两倍左右，可以部分取代粘接钕铁硼、铝镍钴等高成本的永磁材料。但铁磁性τ相存在结构稳定性较差，制备过程中易于分解等问题。另外mnal-c永磁合金的矫顽力hcj偏低，影响了其实际应用。

技术实现思路

1、本发明实施方式的目的在于提供一种可提高mnal-c永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法，旨在解决现有技术中mnal-c永磁合金铁磁性τ相存在结构稳定性较差，制备过程中易于分解、mnal-c永磁合金的矫顽力hcj偏低的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种可提高mnal-c永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法，所述可提高mnal-c永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法包括如下步骤：

3、将金属mn、al块、以及碳粉进行真空感应熔炼，充分熔融得到mnal-c永磁合金熔液；

4、在浇铸前第一预设时间内向所述mnal-c永磁合金熔液中第一次加入金属bi，得到mnalbi-c合金熔液；

5、对mnalbi-c合金熔液进行精炼，并在惰性气体保护下转移至中间包，得到mnalbi-c永磁合金溶液；

6、对mnalbi-c永磁合金溶液经真空气雾化或铜棍快淬后再经过球磨、筛分制备得到粒径为1-5μm的mnalbi-c永磁合金粉末；

7、向所述mnalbi-c永磁合金粉末中第二次加入金属bi，并进行磁场取向压制成型及真空烧结，得到磁场取向的mnalbi-c永磁合金；

8、对磁场取向及真空烧结后的mnalbi-c永磁合金，热压变形、热处理250-400℃得到目标mnalbi-c永磁合金。

9、优选地，在所述可提高mnal-c永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法中，所述第一预设时间为5min。

10、优选地，在所述可提高mnal-c永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法中，所述金属mn的原子百分数为50-60at％、碳粉的原子百分数为1-2at％、第一次和第二次加入的金属bi的原子百分数均为0-10at％，余量为al块；

11、优选地，所述对mnalbi-c永磁合金溶液经真空气雾化或铜棍快淬后再经过球磨、筛分制备得到粒径为1-5μm的mnalbi-c永磁合金粉末的步骤，包括：

12、在高压氮气或氩气等惰性气体的保护下，对所述mnalbi-c永磁合金熔液在高压惰性气体中进行快雾化喷粉，得到真空气流雾化的mnalbi-c永磁合金粉末。

13、优选地，在所述可提高mnal-c永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法中，所述对mnalbi-c永磁合金溶液经真空气雾化或铜棍快淬后再经过球磨、筛分制备得到粒径为1-5μm的mnalbi-c永磁合金粉末的步骤之后，还包括：

14、对所述mnalbi-c永磁合金粉末进行筛分，得到具有目标粒径1-5微米的所述mnalbi-c永磁合金粉末颗粒。

15、优选地，所述对mnalbi-c永磁合金溶液经真空气雾化或铜棍快淬后再经过球磨、筛分制备得到粒径为1-5μm的mnalbi-c永磁合金粉末的步骤，包括：

16、在高压氮气或氩气等惰性气体的保护下，对所述mnalbi-c永磁合金熔液在水冷铜辊上快淬冷却得到mnalbi-c永磁合金甩带片。

17、优选地，在所述可提高mnal-c永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法中，所述对mnalbi-c永磁合金溶液经真空气雾化或铜棍快淬后再经过球磨、筛分制备得到粒径为1-5μm的mnalbi-c永磁合金粉末的步骤之后，还包括：

18、用破碎机对经所述mnalbi-c永磁合金甩带片进行初破碎；

19、经球磨机进一步磨碎处理，采用气流磨的分选筛筛分得到粒径为1-5微米的mnalbi-c永磁合金细粉。

20、优选地，在所述可提高mnal-c永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法中，所述对磁场取向及真空烧结后的mnalbi-c永磁合金，热压变形、热处理250-400℃得到目标mnalbi-c永磁合金的步骤之后，还包括：

21、对热压变形后的mnal-c永磁合金在250-400℃下保温5h-50h进行保温热处理。

22、优选地，在所述可提高mnal-c永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法中，所述向所述mnalbi-c永磁合金粉末中第二次加入金属bi，并进行磁场取向压制成型及真空烧结，得到磁场取向的mnalbi-c永磁合金的步骤中，烧结温度为300-1000℃。

23、优选地，在所述可提高mnal-c永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法中，所述对磁场取向及真空烧结后的mnalbi-c永磁合金，热压变形、热处理250-400℃得到目标mnalbi-c永磁合金的步骤中，热压变形温度为300-1000℃。

24、为了实现上述目的，本发明还提供一种mnalbi-c永磁合金，所述mnalbi-c永磁合金采用上述可提高mnal-c永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法制备得到。

25、本发明有益效果如下：

26、本发明提供可提高mnal-c永磁合金铁磁性τ相结构稳定性及矫顽力的方法，将金属mn、al块、以及碳粉进行真空感应熔炼，充分熔融得到mnal-c永磁合金熔液；在浇铸前第一预设时间内向所述mnal-c永磁合金熔液中第一次加入金属bi，得到mnalbi-c合金熔液；对mnalbi-c合金熔液进行精炼，并在惰性气体保护下转移至中间包，得到mnalbi-c永磁合金溶液；对mnalbi-c永磁合金溶液经真空气雾化或铜棍快淬后再经过球磨、筛分制备得到粒径为1-5μm的mnalbi-c永磁合金粉末；向所述mnalbi-c永磁合金粉末中第二次加入金属bi，并进行磁场取向压制成型及真空烧结，得到磁场取向的mnalbi-c永磁合金；对磁场取向及真空烧结后的mnalbi-c永磁合金，热压变形、热处理250-400℃得到目标mnalbi-c永磁合金，如此，所添加的合金化元素bi起到两方面的作用：第一，一部分bi元素进入到铁磁性τ相的晶格，起到稳定铁磁性τ相的作用；第二，一部分过多的bi元素与mn结合形成高矫顽力hcj的低温ltpmnbi相；如此，解决了现有技术中mnal-c永磁合金铁磁性τ相存在结构稳定性较差，制备过程中易于分解、mnal-c永磁合金的矫顽力hcj偏低的问题；

27、进一步地，本发明通过所添加的合金化元素bi可大幅提高mnalbi-c永磁合金的铁磁性τ相结构稳定性和矫顽力hcj；同时过程简单易控、工艺简单高效、适宜于大规模工业化生产的需要；

28、进一步地，本发明提升mnalbi-c永磁合金铁磁性τ相的相结构稳定性和矫顽力hcj，运用该方法制备得到的mnalbi-c永磁合金具有优异的综合磁性能，其具备高的剩磁br、高的矫顽力hcj以及高磁能积(bh)max；同时压制成型性能好同时高耐蚀。