CN101246772A - 一种耐腐蚀钕铁硼永磁材料的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐腐蚀钕铁硼永磁材料的制造方法，该方法是将下列按重量比的原料：22.962－30.204的Nd，50.289－72.955的Fe，1.033－1.207的B，0.776－6.806的Dy，1.252－6.586的Gd，0.563－2.057的Co，0.129－0.942的Al，0.290－1.910的Zr混合在一起进行配料，然后进行炼制、压制及烧结过程。所制造的钕铁硼永磁材料，由于加入金属元素Gd和Zr后，提高了钕铁硼永磁材料的致密性，细化了晶粒，减少了磁体表面上的微孔，提高原子间相互作用，使磁体密度达到7.65mg/cm3以上，从而大大地提高了钕铁硼永磁材料耐腐蚀性能，同时降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁性材料的制造方法，尤其是一种耐腐蚀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耐腐蚀性提出了更高的要求，而在现有的钕铁硼永磁材料的制造过程中，会在其表面中产生很多微孔，所以钕铁硼永磁材料在潮湿的环境中或酸性大的空气中，均会受到腐蚀，其本身存在的耐腐蚀性差的缺点，严重影响钕铁硼永磁材料的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种耐腐蚀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耐腐蚀性能。
本发明的技术解决方案如下：
该耐腐蚀钕铁硼永磁材料的制造方法，其特征在于：
(1)将下列按重量比的原料：22.962-30.204的Nd，50.289--72.955的Fe，1.033-1.207的B，0.776-6.806的Dy，1.252-6.586的Gd，0.563-2.057的Co，0.129-0.942的Al，0.290-1.910的Zr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1085℃-1100℃，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：
(1)本发明通过在配料过程中加入金属元素Zr后，提高了钕铁硼永磁材料的致密性，细化了晶粒，减少了磁体表面上的微孔，从而大大地提高了钕铁硼永磁材料耐腐蚀性能，
(2)本发明通过在配料过程中加入金属元素Gd部分取代金属元素钕，提高原子间相互作用，提高分子各向异性场，使磁体密度达到7.65mg/cm3以上，降低了钕铁硼永磁材料成孔的机率，相应地提高了钕铁硼永磁材料耐腐蚀性能，同时降低了成本。
具体实施方式：
本发明在配料过程中加入了金属元素Tb来部分替代金属元素Nd，并增加了金属元素Zr，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ByDyzGduCovAlwZrn
其中：x＝10-15，y＝6.0-8.0，z＝0.3-3，
u＝0.5-3，v＝0.6-2.5，w＝0.3-2.5，n＝0.2-1.5。
实施例1
按下列步骤生产：
(1)将下列以重量比的原料：26.679％的钕(Nd)，65.030％的铁(Fe)，0.983％的硼(B)，1.725％的镝(Dy)，2.624％的钆(Gd)，1.608％的钴(Co)，0.245％的铝(Al)，1.106％的锆(Zr)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3.46μm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1090℃，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进行机械加工后，在如下条件：
压力：2.4个大气压；温度：125℃；实验时间：240小时；
样品尺寸：5mm×5mm×3mm；
样品重量0.575g；
样品密度7.67g/mm3；
进行失重法耐腐蚀性能对比实验，其实验结果如下表所示：
| 分子式 | 失重法对比(损失) |
| Nd12.2Fe76.8B6.0Dy0.7Gd1.1Co1.8Al0.6Zr0.8 | 0.010g |
| Nd13.3Fe77.6B6.0Dy0.7Co1.8Al0.6 | 0.575g |
实施例2
按下列步骤生产：
(1)将下列以重量比的原料：23.429％的钕(Nd)，64.646％的铁(Fe)，0.993％的硼(B)，2.713％的镝(Dy)，4.774％的钆(Gd)，1.789％的钴(Co)，0.410％的铝(Al)，1.246％的锆(Zr)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3.46μm的磁粉，在磁场强度大于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1095℃，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进行机械加工后，在如下条件：
压力：2.4个大气压；温度：125℃；实验时间：240小时；
样品尺寸：5mm×5mm×3mm；
样品重量0.5753g；
样品密度7.67g/mm3；
进行失重法耐腐蚀性能对比实验，其实验结果如下表所示：
| 分子式 | 失重法对比(损失) |
| Nd10.7Fe75.95B6.05Dy1.1Gd2.0Co2.0Al1.0Zr1.2 | 0.008g |
| Nd12.7Fe77.15B6.05Dy1.1Co2.0Al1.0 | 0.5753g |
通过上述实验，表明在钕铁硼永磁材料中加入Gd和Zr两种金属元素可以有效地提高钕铁硼永磁材料的耐腐蚀性。
Claims (3)
1. 一种耐腐蚀钕铁硼永磁材料的制造方法，其特征在于：
(1)将下列按重量比的原料：22.962-30.204的Nd，50.289--72.955的Fe，1.033-1.207的B，0.776-6.806的Dy，1.252-6.586的Gd，0.563-2.057的Co，0.129-0.942的Al，0.290-1.910的Zr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1085℃-1100℃，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。
2. 按照权利要求1所述的一种耐腐蚀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所述的一种耐腐蚀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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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Assignee: TIANHE (BAOTOU) ADVANCED TECH MAGNET CO.,LTD. Assignor: TIANHE ADVANCED TECH MAGNET Co.,Ltd. Contract record no.: 2011120000079 Denomination of invention: Method for manufacturing corrosion-resistant Nd-Fe-B permanent-magnetic material Granted publication date: 20110406 License type: Exclusive License Open date: 20080820 Record date: 20110627 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160120 Address after: 014030 rare earth high tech Zone, the Inner Mongolia Autonomous Region, Baotou rare earth application Industrial Park, No. 8-17 Patentee after: TIANHE (BAOTOU) ADVANCED TECH MAGNET CO.,LTD. Address before: 300384 Tianjin City Huayuan Industrial Zone (outer ring) Haitai Road No. 8 Patentee before: TIANHE ADVANCED TECH MAGNET Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
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 Autonomous Region Patentee before: TIANHE (BAOTOU) ADVANCED TECH MAGNET CO.,LTD. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A manufacturing method of corrosion-resistant NdFeB permanent magnet material Effective date of registration: 20220728 Granted publication date: 20110406 Pledgee: Baotou Branch of Inner Mongolia Hohhot Jingu Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: BAOTOU TIANHE MAGNETIC MATERIALS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022150000078 |