CN101246771B - 一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法，该方法在配料过程中加入金属元素Tb来部分替代金属元素Nd，并将下列以重量比的原料：16.924-30.855的Nd，53.364-80.132的Fe，1.087-1.233的B，0.817-6.952的Dy，0.266-4.533的Tb，0.593-2.101的Co，0.181-0.962的Al混台在一起进行配料，然后进行炼制、压制及烧结过程。所制造的钕铁硼永磁材料，提高了分子各向异性场，提高了钕铁硼永磁材料的矫顽力，同时，减小了对磁能积影响，使得钕铁硼永磁材料的性能得到较大的提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁性材料的制造方法，尤其是一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法。
背景技术
目前，永磁材料被广泛应用于电子、汽车、计算机、能源、机械、医疗器械等众多领域，如制造各种永磁电机、振动马达、永磁仪表、电子工业(手机、计算机上的磁环、磁柱)、汽车工业、石油化工、核磁共振装置、音响器材(音响、耳机、扬声器、磁振动器的圆形磁片)、磁悬浮系统、永磁吊车、磁分离器、磁性传动机构和磁疗设备等方面，其中，钕铁硼永磁材料具有磁性能优异、价格低廉等优势，更是得到广泛的应用。但是，随着科学技术的发展，钕铁硼永磁材料的应用范围更加扩大，在某些领域对钕铁硼永磁材料的矫顽力和磁积能等性能提出了更高的要求，因此，按照现有的钕铁硼永磁材料的制造方法生产出的钕铁硼永磁材料的矫顽力、磁能积越来越不能满足实际需要，因此迫切需要一种能够提高钕铁硼永磁材料的矫顽力和磁能积性能的制造方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法，能够有效提高钕铁硼永磁材料的矫顽力和磁能积性能。
本发明的技术解决方案如下：
该高性能钕铁硼永磁材料的制造方法，其特征在于：
(1)将下列以重量比的原料：16.924-30.855的Nd，53.364-80.132的Fe，1.087-1.233的B，0.817-6.952的Dy，0.266-4.533的Tb，0.593-2.101的Co，0.181-0.962的Al混合在一起进行配料；
(2)将配制的原料投入真空中频感应炉里，在真空度2.1×10-2Pa的条件下进行加热熔化，充入Ar气进行精炼，在氢碎炉里进行氢化合金铸锭，在气流磨里磨制成平均粒度为3.0-5.0μm的磁粉，在磁场强度大于1.4KOe的磁场中取向并压制出成型的磁合金；
(3)将成型的磁合金放入高真空炉里进行烧结，调节真空度达到2.1×10-2Pa时开始提升温度到800℃，保持该保温3-5个小时，调节烧结温度到1060℃-1120℃，保持保温1.5-2小时后充入Ar气冷却到90℃以下，然后在高真空炉里进行时效处理。
而且，在高真空炉里进行时效处理分两级：第一级时效温度900℃-950℃，保持该温度1.5-2小时后充入Ar气冷却到90℃以下；第二级时效温度490℃-550℃，保温2-2.5小时后充入Ar气冷却到90℃以下。
而且，所述的充入Ar气为1个大气压的Ar气。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明通过在配料过程中加入金属元素Tb来部分替代金属元素Nd，而改变过去完全使用金属元素Dy来替换金属元素Nd，从而提高了分子各向异性场，提高了钕铁硼永磁材料的矫顽力，同时，由于减小了对磁能积影响，使得钕铁硼永磁材料的性能得到较大的提高。
具体实施方式：
本发明在配料过程中加入金属元素Tb来部分替代金属元素Nd，而改变过去完全使用金属元素Dy来替换金属元素Nd，最后制造出的钕铁硼永磁材料的原子含量百分比分子式为：
NdxFe余ByDyzTbuCovAlw
其中：x＝7.0-15，y＝6.0-8.0，z＝0.3-5，
u＝0.1-2，v＝0.6-2.5，w＝0.4-3.0。
实施例1
按下列步骤生产：
(1)将下列以重量比的原料：26.845％的钕(Nd)，66.200％的铁(Fe)，0.989％的硼(B)，3.223％的镝(Dy)，1.212％的铽(Tb)，1.079％的钴(Co)，0.452％的铝(Al)混合在一起进行配料；
(2)将步骤(1)配制的原料投入真空中频感应炉里，调节真空中频感应炉的压力，当真空度达到2.1×10-2Pa的条件时对炉内的原料进行加热熔化，同时充入一个大气压的Ar气进行精炼，然后在氢碎炉里进行氢化合金铸锭，在气流磨里将氢化合金铸锭磨制成平均粒度为3.75μm的磁粉，在磁场强度为1.45KOe的磁场中取向并压制出成型的磁合金；
(3)将成型的磁合金放入高真空炉里进行烧结，调节真空度达到2.1×10-2Pa时开始提升温度到800℃，保持该保温4.5个小时，调节烧结温度到1085℃，保持保温1.5小时后充入一个大气压的Ar气，冷却到86℃，然后在高真空炉里进行两级时效处理：第一级时效温度910℃，保持该温度1.5小时后充入一个大气压的Ar气，冷却到84℃；第二级时效温度520℃，保温2小时后充入一个大气压的Ar气，冷却到80℃。
将按上述方法制成的钕铁硼永磁材料与普通钕铁硼永磁材料的矫顽力和磁能积性能对比如下表所示：
| 分子式 | Br | Hcj | (BM)max |
| Nd<sub>12.2</sub>Fe<sub>77.7</sub>B<sub>6.0</sub>Dy<sub>1.3</sub>Tb<sub>0.5</sub>Co<sub>1.2</sub>Al<sub>1.1</sub> | 13.37KGs | 22.08KOe | 43.05MGOe |
| Nd<sub>12.2</sub>Fe<sub>77.7</sub>B<sub>6.0</sub>Dy<sub>1.8</sub>Co<sub>1.2</sub>Al<sub>1.1</sub> | 12.2KGs | 22.12KOe | 36.02MGOe |
实施例2
按下列步骤生产：
(1)将下列以重量比的原料：按16.952％的钕(Nd)，64.873％的铁(Fe)，0.998％的硼(B)，10.913％的镝(Dy)，3.518％的铽(Tb)，1.799％的钴(Co)，0.947％的铝(Al)混合在一起进行配料；
(2)将步骤(1)配制的原料投入真空中频感应炉里，调节真空中频感应炉的压力，当真空度达到2.1×10-2Pa的条件时对炉内的原料进行加热熔化，同时充入一个大气压的Ar气进行精炼，然后在氢碎炉里进行氢化合金铸锭，在气流磨里将氢化合金铸锭磨制成平均粒度为3.7μm的磁粉，在磁场强度为1.47KOe的磁场中取向并压制出成型的磁合金；
(3)将成型的磁合金放入高真空炉里进行烧结，调节真空度达到2.1×10-2Pa时开始提升温度到800℃，保持该保温4.5个小时，调节烧结温度到1100℃，保持保温1.5小时后充入一个大气压的Ar气，冷却到84℃，然后在高真空炉里进行两级时效处理：第一级时效温度910℃，保持该温度1.5小时后充入一个大气压的Ar气，冷却到87℃；第二级时效温度520℃，保温2小时后充入一个大气压的Ar气，冷却到82℃。
将按上述方法制成的钕铁硼永磁材料与普通钕铁硼永磁材料的矫顽力和磁能积性能对比如下表所示：
| 分子式 | Br | Hcj | (BM)max |
| Nd<sub>7.7</sub>Fe<sub>76.1</sub>B<sub>6.05</sub>Dy<sub>4.4</sub>Tb<sub>1.45</sub>Co<sub>2.0</sub>Al<sub>2.3</sub> | 11.01KGs | 38.56KOe | 29.09MGOe |
| Nd<sub>7.7</sub>Fe<sub>76.1</sub>B<sub>6.05</sub>Dy<sub>5.85</sub>Co<sub>2.0</sub>Al<sub>2.3</sub> | 9.13KGs | 35.34KOe | 20.38MGOe |
从上面两个实施例来看，使用金属元素Tb来部分替代金属元素Nd制成的钕铁硼永磁材料的磁能积和矫顽力都有了很大提高，产品性能提高了三个档次。
Claims (3)
1.一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法，其特征在于：
(1)将下列以重量比的原料：16.924-30.855的Nd，53.364-80.132的Fe，1.087-1.233的B，0.817-6.952的Dy，0.266-4.533的Tb，0.593-2.101的Co，0.181-0.962的Al混合在一起进行配料；
(2)将配制的原料投入真空中频感应炉里，在真空度2.1×10-2Pa的条件下进行加热熔化，充入Ar气进行精炼，在氢碎炉里进行氢化合金铸锭，在气流磨里磨制成平均粒度为3.0-5.0μm的磁粉，在磁场强度大于1.4KOe的磁场中取向并压制出成型的磁合金；
(3)将成型的磁合金放入高真空炉里进行烧结，调节真空度达到2.1×10-2Pa时开始提升温度到800℃，保持该温度3-5个小时，调节烧结温度到1060℃-1120℃，保持温度1.5-2小时后充入Ar气冷却到90℃以下，然后在高真空炉里进行时效处理。
2.按照权利要求1所述的一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法，其特征在于：在高真空炉里进行时效处理分两级：第一级时效温度900℃-950℃，保持该温度1.5-2小时后充入Ar气冷却到90℃以下；第二级时效温度490℃-550℃，保温2-2.5小时后充入Ar气冷却到90℃以下。
3.按照权利要求1或2所述的一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法，其特征在于：所述的充入Ar气为1个大气压的Ar气。
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Address after: 014030 No. 8-17 Rare Earth Avenue, Rare Earth Application Industrial Park, Baotou Rare Earth High-tech Zone, Inner Mongolia Autonomous Region Patentee after: BAOTOU TIANHE MAGNETIC MATERIALS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 014030 No. 8-17 Rare Earth Avenue, Rare Earth Application Industrial Park, Baotou Rare Earth High-tech Zone, Inner Mongolia Patentee before: TIANHE (BAOTOU) ADVANCED TECH MAGNET CO.,LTD. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231023 Granted publication date: 20100519 Pledgee: Baotou Zhengxin Zhejiang silver rare earth industry investment fund partnership (L.P.) Pledgor: TIANHE (BAOTOU) ADVANCED TECH MAGNET CO.,LTD. Registration number: 2017990000223 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |