高矫顽力纳米晶热变形稀土永磁体及其制备方法_2

文档序号:9565718阅读:来源:国知局
热变形成型,得到高矫顽力纳米晶热变 形稀±永磁体。
[0034] 在步骤Sl中,所述主磁粉的制备方法具体如下:
[0035] S110,按照主磁粉中各元素的比例配料;
[0036] S111,将配好的原料混合并在惰性气氛下进行烙炼,得到第一母合金;
[0037] S112,将第一母合金喷射至水冷漉轮进行快泽,制成第一快泽带,其中漉面速度为 lOm/s~50m/s,快泽溫度为1300°C~1500°C,喷射压力为0.OlMPa~0.OSMPa;W及
[0038] S113,将所述第一快泽带进行机械破碎,得到主磁粉,其中所述主磁粉的平均粒径 为50微米~350微米。
[0039] 在步骤Slll中,采用电弧或感应烙炼的方法将配好的Pr、Fe、BW及其他元素的原 料烙炼成烙融态的第一母合金。
[0040] 在步骤S112中,在惰性气氛中将烙融态的第一母合金喷射至水冷漉轮进行快泽。
[0041] 所述低烙点合金磁粉的制备方法具体如下:
[0042] S120,按照低烙点合金磁粉中各元素的比例配料;
[0043] S121,将配好的原料混合并在惰性气氛下进行烙炼,得到第二母合金;
[0044] S122,将第二母合金喷射至水冷漉轮进行快泽,制成第二快泽带,其中漉面速度为 lOm/s~50m/s,快泽溫度为400°C~1000°C,喷射压力为0.OlMPa~0.OSMPa;W及
[0045] S123,将所述第二快泽带进行机械破碎,得到低烙点合金磁粉,其中所述低烙点合 金磁粉的平均粒径为50微米~300微米。
[0046] 在步骤S121中,采用电弧或感应烙炼的方法将配好的各元素的原料烙炼成烙融 态的束^母合金。
[0047] 在步骤S122中,在惰性气氛中将烙融态的第二母合金喷射至水冷漉轮进行快泽。
[0048] 在步骤S2中,通过将所述主磁粉与所述低烙点合金磁粉混合,使得所述低烙点合 金磁粉均匀分布于所述主磁粉中。所述混合可在=维混料机中进行。考虑到当所述低烙 点合金磁粉的添加量过小时,矫顽力改善效果不明显,当添加量过大时,可能会严重降低剩 磁,因而在所述混合磁粉中所述低烙点合金磁粉所占的质量比例优选为1%~5%。
[0049] 在步骤S3中,通过热压成型工艺可将松散的混合磁粉形成具有一定密度和强度 的热压磁体。所述热变形成型工艺可将热压磁体在压力和溫度的作用下织构化得到热变形 磁体。通过热压与热变形工艺,可形成取向一致的纳米级片状晶,从而得到的高矫顽力纳米 晶热变形稀±永磁体具有优异的磁性能。
[0050] 具体的,所述热压成型具体为:将混合磁粉放入第一模具中,在保护气氛或真空 度不低于1X10 2Pa的真空环境中对混合磁粉进行加热至第一溫度,并对第一模具施加第 一压力,得到热压磁体,其中,所述第一溫度为550°C~750°C,所述第一压力为ISOMPa~ 250MPa。优选的,所述第一溫度为650°C~700°C,所述第一压力为170MPa~220MPa。
[0051] 所述热变形成型是将热压磁体放入第二模具中,在真空环境或保护气氛中对所述 热压磁体进行加热至第二溫度,再对热压磁体施加第二压力,使所述热压磁体进行变形度 为30 %~95%的变形,得到热变形磁体,其中所述第二溫度为700°C~900°C,所述第二压 力为30MPa~lOOMPa。优选的,所述第二溫度为780°C~830°C,所述第二压力为30MPa~ TOMPaO
[0052] 所述回火处理是指在真空环境或保护气氛中加热至第=溫度并保溫,并于保溫结 束后泽火急冷,其中第S溫度为400°C~800°C,保溫时间为1小时~10小时。优选的,第 S溫度为600°C~700°C,保溫时间为2小时~5小时。。
[0053] 由于低烙点合金磁粉中包括Al、Ga、化等低烙点金属,一方面,降低了边界富稀± 相的烙点,显著的提高了热压与热变形过程中液相的流动性,降低了热变形磁体的烙点,细 化了晶体,明显提高了矫顽力;另一方面,由低烙点合金磁粉中稀±元素Re"形成的低烙点 富稀±相,在回火处理过程中充分扩散,均匀分布在晶粒边界,促使边界相分布均匀,进一 步提局了局矫顽力纳米晶热变形稀上永磁体的磁体矫顽力。
[0054] 本发明还提供一种采用上述制备方法得到的高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁体, 其由基体相任诚)2化148和少量富稀±相组成,其中,3为稀±元素1曰、〔6、炯中的至少一种, 所述基体相(PrR)2化为纳米级片状晶。请参阅图1,所述纳米级片状晶的长度为200纳 米~1000纳米,厚度为50纳米~200纳米。该高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁体的矫顽 力大于 2〇kOe。 阳化5] 相对于现有的热烧结工艺要求稀±用量高,通过高溫(1000~ll〇〇°C)烧结使磁 体致密化,晶粒尺寸为5微米左右,靠磁场取向获得磁体织构,进而获得较高剩磁而言,本 方法采用热压与热变形工艺,在相对较低的溫度下使磁体软化,然后在压力作用下促使磁 体致密化和织构产生;而在一定的溫度与压力作用下,磁体晶粒形成片状,并且由于作用的 溫度相对较低,而且时间短,晶粒的尺寸在纳米范围内。即与传统的烧结磁体比较,热变形 磁体的稀±用量低,晶粒细小,而且易于实现近终成型,并且因晶粒细小,在相似成分的情 况下,热变形磁体具有更高的矫顽力。 阳056] 本方法通过提高主磁粉中Pr元素的含量,Pr所占总稀±元素的质量百分比大于 等于20%,WPr替代重稀±元素,而实现不含有重稀±元素,既降低了生产成本,又明显提 高了矫顽力;另外,通过引入包括A1、Ga、化等低烙点金属的低烙点合金磁粉,改善了热压 与热变形成型工艺,促进取向一致的片状晶的形成,提高了磁体织构,同时低烙点液相在回 火过程充分扩散,促使边界相分布均匀,进一步提高了磁体矫顽力。本制备方法易于操作和 产业化。所述高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁体的磁体矫顽力高、磁性能优异。
[0057] W下,将结合具体的实施例进一步说明。 阳05引实施例1
[0059] 按照质量百分比刷22.7Pre.sFebaiC〇3.sAl。.zGa。.sB。. 9成分配料,然后采用感应烙炼方式 烙炼成第一母合金锭。在惰性气氛中将烙融态的第一母合金喷射至水冷漉轮进行快泽,得 到第一快泽带,其中漉面速度为30m/s,快泽溫度为1350°C,喷射压力为0. 03MPa。将第一快 泽带进行机械破碎成粒径为50微米~350微米的主磁粉。 W60] 按照质量百分比Pr?2.击U17.5成分配料,然后采用感应烙炼方式烙炼成母合金锭。 在惰性气氛中将烙态母合金喷射至水冷漉轮进行快泽,得到第二快泽带,其中漉面速度为 35m/s,快泽溫度为700°C,喷射压力为0. 03MPa。将第二快泽带进行机械破碎成粒径为50 微米~150微米的低烙点合金磁粉。
[0061] 所述主磁粉与所述低烙点合金磁粉混合均匀得到混合磁粉,其中在所述混合磁粉 中所述低烙点合金磁粉所占的质量比例为1%。
[0062] 将混合磁粉在真空环境中,溫度为670°C,压力为200MPa下进行热压成型,得到热 压磁体。然后将热压磁体在氣气气氛中,溫度分别为780°C,为压力50MPa情况下进行70% 热变形,得到热变形磁体。将热变形磁体在真空环境中,于700°C回火处理3个小时后急冷, 最后得到高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁体。将高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁体加工成 尺寸为OlOXlO的样品,利用BH仪测量磁性能。
[0063]将制得的稀±永磁样品进行测试,测试得到的内禀矫顽力化,)、剩磁度f)与最大 磁能积[(BH)J见表1。 W64] 实施例2 W65] 本制备方法与实施例(1)的制备方法基本相同,区别在于,在所述混合磁粉中所 述低烙点合金磁粉所占的质量比例为2%。
[0066] 将制得的稀±永磁样品进行测试,测试得到的内禀矫顽力化,)、剩磁度f)与最大 磁能积(度H)J见表1。 W67] 实施例3 W側本制备方法与实施例(1)的
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