一种大尺寸磁体及其制备方法与流程

本发明涉及磁体制备，尤其涉及一种大尺寸磁体及其制备方法。

背景技术：

1、随着工业的高速发展，电机的功率也向着大功率方向发展，这也意味着大功率的电机需要大尺寸的磁体。

2、目前，大尺寸的磁体主要通过以下两种方法制备获得。第一种方法为磁体拼接法，是通过将不同尺寸的磁体拼接并用胶水固定的方式，实现了大尺寸磁体的制备。但是，在实际应用中，利用拼接法制备的磁体面临胶水耐温不足、胶水老化和粘接力不足的问题，极易造成磁体的崩裂。第二种为冷等静压烧结法，是通过磁粉制备、压制成型小块体、小块体拼接、冷等静压、烧结和时效处理制得大尺寸的磁体，制得磁体较为致密。但是，由于小块体在烧结过程中收缩方向不同，极易造成磁体内部出现裂纹，给实际应用带来了风险。

3、利用传统方法制备大尺寸的磁体，制备工艺受制于取向磁场均匀区尺寸不足、大尺寸磁体成型密度不均匀、烧结后磁体一致性差等难题，磁体的最大尺寸为140mm。而采用上述两种方法制备大尺寸的磁体，制备工艺受制于粘胶开裂、存在内裂纹等问题，大尺寸磁体应用存在风险。为了满足电机的使用需求，亟需一种尺寸在150mm以上的磁体和制备方法。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供了一种大尺寸磁体及其制备方法，成功制备尺寸在150mm以上的磁体，满足大功率电机的使用，且所得磁体磁性能和一致性性能较优。

2、一方面，本发明提供了一种大尺寸磁体，采用预烧结和压力辅助烧结相结合制备得到所述磁体，所述磁体至少一个边长尺寸≥150mm。

3、进一步地，所述磁体的材质选自钕铁硼、铈铁硼和钐钴。

4、进一步地，所述磁体内部的取向方向为平行排列或不平行排列。

5、进一步地，所述磁体内部的取向方向为不平行排列，所述磁体内部的取向具有聚磁效果，或所述磁体内部的取向具有辐射效果。

6、进一步地，所述预烧结的温度为800-1100℃。

7、进一步地，所述压力辅助烧结中，烧结的温度为880-1100℃；烧结的压力为30-200mpa，烧结的时间为1-5h。

8、进一步地，所述磁体的性能满足当前烧结铈铁硼磁体所有性能范围：最大磁能积10-46mgoe。

9、进一步地，所述磁体的性能满足当前烧结钕铁硼磁体所有性能范围：最大磁能积35-54mgoe。

10、进一步地，所述磁体的性能满足当前钐钴磁体所有性能范围：最大磁能积12-35mgoe。

11、另一方面，本发明提供了一种大尺寸磁体的制备方法，包括以下步骤：

12、s1：熔炼、制粉；

13、s2：取向成型，将所得磁粉进行磁场取向并压制成型，制得生坯；

14、s3：预烧结；

15、s4：组合封装；

16、s5：压力辅助烧结；

17、s6：回火，制得磁体。

18、进一步地，在所述步骤s1中，将原料经过熔炼、破碎，制得磁粉。

19、进一步地，在所述步骤s2中，将所得磁粉进行磁场取向并压制成型，制得生坯。

20、进一步地，在所述步骤s5中，所述烧结的压力为30-200mpa，所述烧结的时间为1-5h。

21、进一步地，所述烧结的压力为50-100mpa。

22、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

23、1、本发明采用预烧结和压力辅助烧结相结合的方式制备磁体，能够获得较大尺寸的磁体，至少一边尺寸≥150mm，能够做到180mm以上，甚至达到200mm以上。

24、2、本发明所得磁体致密度较高，且磁体内部不存在内部裂纹。

25、3、本发明能够根据实际需要，满足不同电机的需求，能够控制磁体内部的取向方向为平行排列或不平行排列；当磁体内部的取向方向为不平行排列时，可以制备成聚磁效果或辐射效果，能够提升磁场工作稳定性及电机功率。

26、4、本发明磁体的材质选自钕铁硼、铈铁硼和钐钴，可以为单一材质，如钕铁硼、铈铁硼或钐钴；亦可以为复合材质，如钕铁硼和铈铁硼的结合，烧结后不产生裂纹。

27、5、本发明磁体的制备方法包括制磁粉、取向成型、预烧结、组合封装、压力辅助烧结和回火等步骤，能够制得大尺寸、无裂纹的磁体，致密度能够达到7.55g/cm3以上，矫顽力在12.9-31.3koe，剩磁在10.78-14.5kgs，最大磁能积在28.4-50.5mgoe。

28、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种大尺寸磁体，其特征在于，采用预烧结和压力辅助烧结相结合制备得到所述磁体，所述磁体至少一个边长尺寸≥150mm。

2.根据权利要求1所述大尺寸磁体，其特征在于，所述磁体的材质选自钕铁硼、铈铁硼和钐钴。

3.根据权利要求1或2所述大尺寸磁体，其特征在于，所述磁体内部的取向方向为平行排列或不平行排列。

4.根据权利要求3所述大尺寸磁体，其特征在于，所述磁体内部的取向具有聚磁效果，或所述磁体内部的取向具有辐射效果。

5.根据权利要求1所述大尺寸磁体，其特征在于，所述预烧结的温度为800-1100℃。

6.根据权利要求1所述大尺寸磁体，其特征在于，所述压力辅助烧结中，烧结的温度为880-1100℃；烧结的压力为30-200mpa，烧结的时间为1-5h。

7.一种制备权利要求1-6任一项所述大尺寸磁体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述大尺寸磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤s1中，将原料经过熔炼、破碎，制得磁粉。

9.根据权利要求7所述大尺寸磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤s2中，将所得磁粉进行磁场取向并压制成型，制得生坯。

10.根据权利要求7所述大尺寸磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤s5中，将所得组合体在压力辅助下进行烧结，制得烧结体所述烧结的压力为30-200mpa，所述烧结的时间为1-5h。

技术总结
本发明涉及一种大尺寸磁体及其制备方法，属于磁体制备技术领域。所述大尺寸磁体，采用预烧结和压力辅助烧结相结合制备磁体，所述磁体至少一个边长尺寸≥150mm，能够做到180mm以上，甚至达到200mm以上，致密度较高，且磁体内部不存在内部裂纹，能够满足大功率电机的使用。此外，本发明能够根据实际需要，能够控制磁体内部的取向方向为平行排列或不平行排列，满足不同电机的需求。

技术研发人员：韩瑞,喻鸿,刘涛,卢其云,陈红升,方以坤,叶祥,胡贤君,董生智,李卫
受保护的技术使用者：钢铁研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1