本发明涉及磁性材料,更具体地说,本发明涉及一种低成本烧结钕铁硼晶界扩散源的制备方法。
背景技术:
1、第三代烧结钕铁硼稀土永磁材料因其较高的磁性能被成为“磁王”,其磁性指标主要有剩磁(br),内禀矫顽力(hcj),最大磁能积(bh)max等,其剩磁和最大磁能积是表示磁钢能够输出的“能量”,其数值越高,那么同等需求的条件下,需要的磁钢的体积和重量越小,内禀矫顽力越高,表示磁钢的抗退磁能力越强,其应用的温度越高,若磁钢应用于电机中,高矫顽力的磁钢可用于电机的转速越高。
2、钕铁硼自发现以来,已经经历了40余年的发展,因其较好的综合性能其被广泛应用于风力发电,工业电机,通讯电子设备以及新能源汽车等领域,随着近几年智能化和数字化的高速发展,工业化的发展,需要紧随其节奏,同时对于更高性能的磁钢需求愈演愈烈,现阶段提高烧结钕铁硼磁体性能(内禀矫顽力)的手段主要有:优化配方成分,晶粒细化以及晶界渗透技术,配方优化受限于科学原理,目前已经做到极致,而且很难通过此手段提高磁体的内禀矫顽力,同时不降低剩磁,晶粒细化目前也已经发展到瓶颈,而且此技术对设备以及控氧技术有很严苛的要求,晶界渗透技术是目前提高钕铁硼性能的最有效而且是最热门的技术,通过在磁钢表面涂敷重金属tb和dy的氢化物或者氟化物,然后热处理,在磁钢的表面形成重稀土晶界渗透层,从而大幅度提高磁钢的磁性能,然而随着行业的高速发展,国际贸易战的越演越烈,以及稀土资源的争夺,如何较少的使用重稀土,同时低成本的研发出高性能的烧结钕铁硼磁钢,成为尤为重要的事情。
3、因此我们提出了一种低成本烧结钕铁硼晶界扩散源的制备方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的实施例提供一种低成本烧结钕铁硼晶界扩散源的制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种低成本烧结钕铁硼晶界扩散源的制备方法,包括以下步骤:
3、步骤s1:合金甩片的制备:按重量百分比配制扩散源合金原料,包括:
4、co:0.5%~3%、al:2%~8%、cu:1%~5%、ga:0.2%~3%、ni:2%~8%,余量为铽或镝;
5、将原料在惰性气体保护下熔炼成合金甩片;
6、步骤s2:合金粉末的制备:将合金甩片通过超高压吸氢破碎(氢气压力20mpa~25mpa),随后在松油醇与异丙醇混合保护剂(质量比1:1~3)及高纯氩气保护下进行高能球磨,制得平均粒度为1~2μm的合金粉末;
7、步骤s3:浆液的制备:将合金粉末与高分子树脂、保护剂按质量比1:1~1.5:1~1.8混合,搅拌均匀制得合金浆液;
8、步骤s4:覆膜:将浆液均匀涂敷于磁钢表面,涂敷增重比为0.3%~1%,并在70~120℃下烘干形成覆膜;
9、步骤s5:热处理:将覆膜磁钢在真空炉中依次进行以下处理:
10、加热至500℃~600℃保温1h~3h,以3℃/min~5℃/min冷却至400℃~450℃保温0.5h~1h;
11、加热至680℃~750℃保温2h~6h,再以3/min~5℃/min冷却至400℃~450℃保温0.5h~1h;
12、加热至780℃~960℃保温6h~12h进行渗透热处理,快速冷却后,再于400℃~650℃回火1h~6h,快速风冷至室温,得到烧结钕铁硼磁钢。
13、在一个优选地实施方式中,步骤s1中惰性气体为纯度≥99.999%的氩气,且合金甩片的厚度为0.18mm~0.25mm。
14、在一个优选地实施方式中,步骤s2中保护剂与合金粉末的质量比为1:0.1~0.5,且超高压吸氢破碎的氢气压力为22mpa~24mpa。
15、在一个优选地实施方式中,步骤s3中高分子树脂为聚氨酯或环氧树脂,且浆液粘度为1000mpa·s~3000mpa·s。
16、在一个优选地实施方式中,步骤s4中磁钢取向方向的涂敷厚度为0.5mm~20mm,烘干时间为3分钟~10分钟。
17、在一个优选地实施方式中,步骤s5中渗透热处理阶段的真空度≤10-3pa,回火阶段的真空度≤10-2pa。
18、在一个优选地实施方式中,步骤s5中渗透热处理温度为820℃~900℃,保温时间为8h~10h。
19、在一个优选地实施方式中,合金粉末中co含量为0.8%~2.5%,al含量为3%~6%,且ga含量为0.5%~2%。
20、在一个优选地实施方式中,最终烧结钕铁硼磁钢的内禀矫顽力较基材提升≥10koe,且剩磁变化率≤2%。
21、在一个优选地实施方式中,一种低成本烧结钕铁硼磁钢,其六价铬含量≤10ppm,内禀矫顽力≥25koe,且生产成本较传统工艺降低10%~25%。
22、本发明的技术效果和优点:
23、本发明从提高钕铁硼磁钢的矫顽力的原理出发,通过巧妙的设计晶界渗透的合金渗透扩散源,经过新扩散源制备的磁钢的内禀矫顽力很大提升(折算磁钢涂敷增量1克的渗透合金磁粉,内禀矫顽力增加32.68koe),磁钢的磁性能牌号上升4个等级,并且剩磁几乎不变,相较与传统的纯重稀土氢化物或者氟化物,成本降低10-25%。
1.一种低成本烧结钕铁硼晶界扩散源的制备方法,其特征在于;包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种低成本烧结钕铁硼晶界扩散源的制备方法,其特征在于:步骤s1中惰性气体为纯度≥99.999%的氩气,且合金甩片的厚度为0.18mm~0.25mm。
3.根据权利要求1所述的一种低成本烧结钕铁硼晶界扩散源的制备方法,其特征在于:步骤s2中保护剂与合金粉末的质量比为1:0.1~0.5,且超高压吸氢破碎的氢气压力为22mpa~24mpa。
4.根据权利要求1所述的一种低成本烧结钕铁硼晶界扩散源的制备方法,其特征在于:步骤s3中高分子树脂为聚氨酯或环氧树脂,且浆液粘度为1000mpa·s~3000mpa·s。
5.根据权利要求1所述的一种低成本烧结钕铁硼晶界扩散源的制备方法,其特征在于:步骤s4中磁钢取向方向的涂敷厚度为0.5mm~20mm,烘干时间为3分钟~10分钟。
6.根据权利要求1所述的一种低成本烧结钕铁硼晶界扩散源的制备方法,其特征在于:步骤s5中渗透热处理阶段的真空度≤10-3pa,回火阶段的真空度≤10-2pa。
7.根据权利要求1所述的一种低成本烧结钕铁硼晶界扩散源的制备方法,其特征在于:步骤s5中渗透热处理温度为820℃~900℃,保温时间为8h~10h。
8.根据权利要求1所述的一种低成本烧结钕铁硼晶界扩散源的制备方法,其特征在于:合金粉末中co含量为0.8%~2.5%,al含量为3%~6%,且ga含量为0.5%~2%。
9.根据权利要求1所述的一种低成本烧结钕铁硼晶界扩散源的制备方法,其特征在于:最终烧结钕铁硼磁钢的内禀矫顽力较基材提升≥10koe,且剩磁变化率≤2%。
10.一种低成本烧结钕铁硼磁钢,其特征在于,由权利要求1-9任一所述方法制备,其六价铬含量≤10ppm,内禀矫顽力≥25koe,且生产成本较传统工艺降低10%~25%。