稀土永磁粉、其制备方法、粘结磁体及器件的制作方法_3

文档序号:9922755阅读:来源:国知局
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[0049] 选择氮气气氛保护可W保证快浑过程顺利进行,所制备的磁粉的氧含量低于 SOOppm,送将对后续热处理过程中(RBRb)2化mB相与a-Fe相的交换禪合作用有利。而优选 流动的氮气气氛,且将通入氮气的流量控制在0. 1~IOm3A范围内,使得制备的磁粉的氧 含量低于30化pm,对提高磁粉的矫顽力有利。
[0050] 在实际操作中,用于喷射烙融合金液的喷嘴通常由高温耐火材料制成,例如石英、 BN或Al2〇3。在本发明中,喷嘴的材质优选BN材料,喷嘴的小孔的直径为0. 4~2mm,厚度 为5~IOmm,选择0. 4~2mm的理由是:直径低于0. 4mm,目前的机械加工手段难W制备,大 于2mm时,合金液单位时间与钢轮接触的量过多,送样将达不到理想的冷却效果,得不到本 发明需要的晶粒尺寸,厚度小于5mm,BN的强度会受影响,不利于本发明的实施,大于IOmm, 将加大快浑过程中BN小孔堵塞的概率,不利于本发明的顺利实施。
[0051] 漉轮的材质优选钢轮,钢轮具有更好的导热性能,由于快浑合金带需要快速的冷 却形成所要求的晶粒大小,选择导热性能更好的钢轮有利于得到本发明需要的晶粒尺寸, 送个晶粒尺寸有利于提高磁粉的矫顽力。线速度选取15~30m/s的理由是;低于15m/s,后 续热处理后得到的晶粒尺寸过粗且磁粉的厚度过厚,不利于后续破碎达到本发明要求的颗 粒尺寸,将影响本发明的效果,大于30m/s,磁粉的相结构难W控制,不利于本发明的实施, 另外,速度过快,对设备的要求也比较高,会增加运行的成本。
[0052] 漉轮粗糖度选择0. 1~2 U m的理由是:漉轮具有一定的粗糖度,可促进合金带的 成带率,同时避免快浑过程中磁粉的晶粒长大。另外,粗糖度低于0. 1 U m,目前的机加工水 平难W达到,会增加生产成本,大于2 y m时,快浑过程中将变得不稳定,会影响本发明磁粉 的颗粒大小,从而影响后续制备的磁粉的性能。
[0053] 本发明的破碎是采用快浑设备中自带的破碎机构来进行破碎的,将破碎得到的磁 粉的颗粒尺寸控制在80~150 U m范围,有利于ITz化相和R中3粉末均匀混合,从而使得 后续热处理过程中,元素Rb能够W (RBRb)2化相分布在1^2化和a -Fe两相之间,最终 可获得高矫顽力、高剩磁的纳米双相磁粉,若不在送个范围内,将影响本发明的磁粉的磁性 會良。
[0054] 混料需保证Rajei。。。e 兹粉与R中3粉末充分混合,所W优选机械混料机混 合,人工混合可能会不均匀,送样将影响本发明制备磁粉的性能。
[005引热处理;将上述得到的Rajei。。。0 兹粉与R中3粉末按照质量比100:0. 1~ 5混合,得到混合物,然后对该混合物进行热处理,即可得到本发明的上述稀±永磁粉。
[005引本发明中,将R3。化1。。。0 兹粉与R中3粉末混合的质量比选择为100:0. 1~ 5的理由是,低于100:0. 1矫顽力提高不明显,高于100:5时,虽然制备的磁粉的矫顽力得 到了大幅提高,但剩磁出现了下降,不利于本发明实施,本发明推荐优选100:0. 5~2,理由 是,在送个范围内,有利于本发明矫顽力的提高和剩磁保持最大值。
[0057] 上述混合物中R中3粉末的颗粒尺寸选择为0.0 l~0. 2 U m,是因为当R中3粉末的 颗粒尺寸低于0.01 Um时,加大了制备的难度;大于0.2 Um时,不利于后续热处理过程中元 素Rb进入ITzFeMB晶界处,占据Ra位置,形成(RaRb)2Fei4B相。而本发明中更优选R中3粉末 的颗粒尺寸为0. 03~0. 1 U m的理由是;在送个范围内,更有利于后续热处理过程中元素Rb 进入iTsFewB晶粒晶界处,占据Ra位置,形成(RaRb)ZFewB相。
[0058] 上述热处理过程中,热处理的温度为400~90(TC的理由是,低于40(TC, (RaRb)ZFewB相难W形成,高于900。磁粉的晶粒会变得粗大,对磁粉的矫顽力不利。而本 发明更优选热处理的温度为550~880°C,在送个温度区间内,Rb易进入ITz化相,易在 ITz化晶粒晶界处形成(RaRb)zFewB相。热处理时间选择1~30min的理由是:热处理时 间低于Imin时,Rb难W进入ITz化相在晶界处形成(RBRb)2化相,而高于30min时,将 造成iTsFewB、(RBRb)ZFewB相、a -Fe相的过度长大,而且Rb会进入iTsFewB晶粒内部,而不 是分布在晶界处,进入内部后,造成磁粉的剩磁下降。更优选热处理时间为5~15min,在 送个温度区间内,Rb易进入iTsFewB相在晶界处形成(RBRb) zFewB相且ITz化mB、(RBRb) 2化 相、a -Fe相的晶粒尺寸也在本发明要求的范围内,送样得到的磁粉的矫顽力和剩磁将易达 到更佳。
[0059] 在本发明的上述制备方法中,热处理的升温速率为10~500°C /min。由于如果升 温速率低于l〇°C/min,会使得IfaFei。。a 0 ^MeB^磁粉的晶粒尺寸长大,不利于提高矫顽力 和a -Fe相产生交换禪合作用,而高于50(TC /min,将加大设备的投入,不利于实现产业化。 本发明更优选升温速率为50~20(TC /min,在送个范围内,磁粉iTzFeMB、巧3扭)2化148相、 a -Fe相的晶粒尺寸将得到有效控制,有利于本发明磁粉的性能。
[0060] 在本发明的上述制备方法中,在热处理结束后,得到所述 Ra"RbpFei。。。P 0 , ?108,。6稀±永磁粉之前,还包括对热处理后的混合物按照200~ IOOCTC /min的冷却速率进行冷却的步骤。在本发明中,热处理后的冷却速率为200~ IOOCTC /min。冷却速率的选取对本发明的实施很重要,因为冷却速率低于20(TC /min, Ra,化mB相和a -Fe相的晶粒尺寸为会变得粗大,不利于产生较强的交换禪合,从而带来性 能的下降。而冷却速率大于IOOCTC /min,速度过快,不利于元素 Rb进入ITzFeMB晶粒晶界 处,形成(RaRb),Fe^B化也加大了制备投入。
[0061] 在本发明一种更优选的实施例中,本发明的冷却速率为300~60(TC /min,在送个 冷却速率范围内,Rb易进入iTsFewB相在晶界处形成(RBRb) zFewB相且ITz化mB、(RBRb) 2化mB 相、a -Fe相的的晶粒尺寸也在本发明要求的范围内,另外,在送个冷却速率范围内, (RaRb)ZFewB相在ITz化mB晶粒晶界的分布也更均匀,送样得到的磁粉的矫顽力和剩磁将达 到更佳。
[0062] 本发明还提供了一种粘结磁体,该粘结磁体由上述稀±永磁粉与粘结剂粘结而 成。在上述粘结磁体中所使用的粘结剂采用本领域常规粘结剂即可,例如其包括但不限于 为尼龙、树脂、橡胶、软金属。制备方法可W通过模压,注射,压延,挤出等方法制备而成,所 制备的粘结磁体可W为块状,环状等其他形式。本发明所制备的粘结磁体具有较高的剩磁 和较高的矫顽力。
[0063] 在本发明还提供了一种应用了上述的粘结磁体的器件,该器件具有较高磁性能的 同时还具有较高的矫顽力。
[0064] 下面将结合实施例和比较例来进一步说明本发明稀±永磁粉、制备方法包含其的 粘结磁体及器件的有益效果。
[0065] 在实施例1中详细叙述制备方法,其余实施例中除了参数不同外,制备方法同实 施例1。
[0066] 实施例1
[0067] 将按照NdisFeso.zBi.s配比制备的母合金放入巧巧中,然后通过中频感应对母合金 进行加热,待发现有烙液时,通入Ar气进行保护,待合金完全形成烙液后,使烙液通过直径 为0. 4mm、厚度为5mm的BN喷嘴喷射到旋转的水冷钢轮,钢轮的粗糖度为0. 1 U m,快浑速度 为15m/s,合金液随钢轮甩出后,先喷射到具有冷却水的铜板冷却,然后通过破碎机将合金 带破碎,破碎后磁粉的颗粒尺寸为60 U m ;
[006引将破碎后的颗粒尺寸为60 U m的磁粉与0. 2 U m的化F3粉末按照100:15的质量比 采用混料机混合,将混合后的粉末放入热处理炉中加热,其中热处理炉中为氮气保护,氮气 的流量为0.1 m3A ;热处理温度为90(TC,热处理时间为Imin,热处理升温速率为10°C /min, 热处理结束后,将热处
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