CN101429030A - 一种用抗氧化有机助剂烧结钕铁硼磁体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用抗氧化有机助剂烧结钕铁硼磁体的方法。该抗氧化有机助剂由含给电子基团的有机物、硼酸酯和汽油组成，在混料阶段以喷雾的方式将抗氧化有机助剂射入钕铁硼粉料中，在空气条件下用烧结法制备并得到不同牌号的高性能钕铁硼永磁材料，有效防止了钕铁硼磁性材料烧结过程中的氧化问题。

Description

一种用抗氧化有机助剂烧结钕铁硼磁体的方法

技术领域

本发明涉及一种用于烧结钕铁硼磁体的抗氧化有机助剂，及用抗氧化有机助剂烧结钕铁硼磁体的方法，属于磁性材料领域。

背景技术

钕铁硼(Nd-Fe-B)磁体是目前最重要的一种磁性材料，2006年国内的年产量已达到3千吨以上，在计算机、交通、油田开发等工业领域得到大量应用。

烧结法是目前制备钕铁硼磁体的一种主要工艺方法，包括混料、毛坯压制、烧结和成型等工艺阶段。用该方法可以制备不同牌号的钕铁硼磁体，其常用原料是钕铁硼金属细粉。金属细粉在氧气氛条件下很容易氧化或自燃，这会大大降低磁体的剩磁、磁能积和矫顽力，严重损害钕铁硼磁体的性能，因此烧结法制备钕铁硼磁体的一个关键技术就是防止氧化。

目前烧结法制备钕铁硼磁体的防氧化措施主要有两种，一种是充保护气氛，一种是添加防氧化剂或抗氧化剂。充保护气氛的方法是通过将设备严格封闭或在烧结炉中通入高纯氮气或氩气，可在一定程度上避免氧化，但该方法增加了工艺流程、设备成本和原料成本，而且难以实现大规模生产。添加抗氧化剂的方法，是通过在制粉等过程中添加抗氧化剂，可以实现在低浓度氮气或空气气氛下制备钕铁硼磁体，能够保证大规模生产的进行，使生产过程变的容易控制。采用添加抗氧化剂生产钕铁硼磁体，对磁体的剩磁、磁能积和矫顽力影响都很小，惟有需要延长脱腊工序。

同时钕铁硼磁体根据性能和用途的不同分为不同的牌号，这些不同牌号的钕铁硼磁体对防氧化剂的要求也有所不同，因此从上世纪八十年代钕铁硼磁体的发现开始，探索理想的防氧化剂的研究就从未中断过。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用抗氧化有机助剂烧结钕铁硼磁体的方法，该有机助剂由含给电子基团的有机物、润滑剂和烷烃混合而成，采用适当的方法使用该抗氧化有机助剂，可以在空气条件下用烧结法制备多种牌号的高性能钕铁硼磁体。

本发明采用的技术方案的步骤如下：

(1)混料阶段：在进行钕铁硼磁体的原料混料时，以喷雾的方式将抗氧化有机助剂射入钕铁硼粉料中，抗氧化有机助剂的总重量为钕铁硼粉料重量的0.1％～5％，边混合、边喷射，直至钕铁硼粉料被抗氧化有机助剂完全包覆同时粉料混合完全均匀；

(2)毛坯压制阶段：在钕铁硼磁体毛坯压制过程中，抗氧化有机助剂保护磁体毛坯不发生影响磁体性能的严重氧化，在空气条件下进行压制，简化磁体压制过程的控制；

(3)烧结和成型阶段：在毛坯烧结过程的初始阶段，钕铁硼磁体毛坯加热时，在150～300℃下保温1～2小时，进行抗氧化有机助剂的脱除处理。在低浓度氮气或空气气氛下制备并得到多种牌号的高性能钕铁硼磁体。

所述的抗氧化有机助剂是由含给电子基团的有机物、硼酸酯和汽油组成，含给电子基团的有机物的体积比为10-80％，硼酸酯的体积比为2-75％，汽油的体积比为10-80％。

含给电子基团的有机物，其成份为含苯胺基、烷基、氨基、甲氧基、羟基的一种或二种及以上的混合物。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：

(1)可以在低浓度氮气或空气气氛下用烧结法制备钕铁硼磁体，降低了生产成本，这是因为本发明的有机助剂含有给电子基团的有机物和烷烃，该有机物一方面能够以喷雾方式包覆钕铁硼粉料，阻隔了氧气；另一方面能够与氧发生反应，保护了钕铁硼粉料；同时有机物的挥发，降低了钕铁硼粉料表面的温度，一定程度上保护了钕铁硼粉。

(2)提高了钕铁硼毛坯的致密性和分散均匀性，使得所烧制的钕铁硼磁体的取向度、剩磁和磁能积得到增强，提高了磁体的综合性能，这是因为本发明的有机助剂所含有的润滑剂能够改善钕铁硼细粉的颗粒流动性，使得钕铁硼分散更加均匀，磁体的取向度得到提高。

具体实施方式

采用本发明的有机助剂对不同牌号的钕铁硼磁体在空气条件下用烧结法制备，均能够得到性能优良的钕铁硼磁体。本发明的实施例有：

实施例1：烧结法制备牌号38M钕铁硼磁体

用通常的烧结法制备38M钕铁硼磁体，采用氮气作为保护气氛。用该方法制备了3个样品。

工艺与通常的烧结法制备工艺相同，但是在混料阶段加入本发明的有机助剂，有机助剂的总重量为钕铁硼粉料重量的0.1％。该有机助剂中硼酸酯的体积占2％，汽油的体积占80％，苯胺的体积占18％。

将其射入钕铁硼粉料中，边混合、边喷射，直至混合完全均匀；在毛坯压制阶段后，对有机助剂进行脱除处理，在150℃下保温1小时。用该方法制备了6个样品。

对以上2种手段制备的38M钕铁硼磁体的磁性能进行测试，结果如表1所示。

表1 不同方法制备的38M牌号磁体性能测试结果

从表1可以看出，加了有机助剂后，磁体的磁性能与氮气保护下烧制的磁体的磁性能非常接近。

实施例2：烧结法制备牌号40SH-P钕铁硼磁体

用通常的烧结法制备40SH-P钕铁硼磁体，采用氮气作为保护气氛。用该方法制备了2个样品。

工艺与通常的烧结法制备工艺相同，但是在混料阶段加入本发明的有机助剂，有机助剂的总重量为钕铁硼粉料重量的2％。该有机助剂由硼酸酯的体积占20％，汽油的体积占70％，氨基酸的体积占10％。

将其射入钕铁硼粉料中，边混合、边喷射，直至混合完全均匀；在毛坯压制阶段后，对有机助剂进行脱除处理，在200℃下保温2小时。用该方法制备了4个样品。

对以上2种手段制备的40SH-P钕铁硼磁体的磁性能进行测试，结果如表2所示。

表2 不同方法制备的40SH-P牌号磁体性能测试结果

从表2可以看出，加了有机助剂后，磁体的磁性能与氮气保护下烧制的磁体的磁性能非常接近。

实施例3：烧结法制备牌号N45-P钕铁硼磁体

用通常的烧结法制备N45-P钕铁硼磁体，采用氮气作为保护气氛。用该方法制备了1个样品。

工艺与通常的烧结法制备工艺相同，但是在混料阶段加入本发明的有机助剂，有机助剂的总重量为钕铁硼粉料重量的5％。该有机助剂由硼酸酯的体积占75％，汽油的体积占10％，乙醇的体积占15％。

将其射入钕铁硼粉料中，边混合、边喷射，直至混合完全均匀；在毛坯压制阶段后，对有机助剂进行脱除处理，在300℃下保温1小时。用该方法制备了3个样品。

对以上两种手段制备的N45-P钕铁硼磁体的磁性能进行测试，结果如表3所示。

表3 不同方法制备的N45-P(ZH)牌号磁体性能测试结果

从表3可以看出，加了有机助剂后，磁体的磁性能与氮气保护下烧制的磁体的磁性能非常接近。

实施例4：烧结法制备牌号N48-P(ZH)钕铁硼磁体

用通常的烧结法制备N48-P(ZH)钕铁硼磁体，采用氮气作为保护气氛。用该方法制备了3个样品。

工艺与通常的烧结法制备工艺相同，但是在混料阶段加入本发明的有机助剂，有机助剂的总重量为钕铁硼粉料重量的5％。该有机助剂由硼酸酯的体积占10％，汽油的体积占10％，乙醇占40％，苯胺占40％。

将其射入钕铁硼粉料中，边混合、边喷射，直至混合完全均匀；在毛坯压制阶段后，对有机助剂进行脱除处理，在300℃下保温1小时。用该方法制备了8个样品。

对以上2种手段制备的N48-P(ZH)钕铁硼磁体的磁性能进行测试，结果如表4所示。

表4 不同方法制备的N48-P(ZH)牌号磁体性能测试结果

从表4可以看出，加了有机助剂后，磁体的磁性能与氮气保护下烧制的磁体的磁性能非常接近。

Claims (3)

1.一种用抗氧化有机助剂烧结钕铁硼磁体的方法，其特征在于该方法的步骤如下：

(1)混料阶段：在进行钕铁硼磁体的原料混料时，以喷雾的方式将抗氧化有机助剂射入钕铁硼粉料中，抗氧化有机助剂的总重量为钕铁硼粉料重量的0.1％～5％，边混合、边喷射，直至钕铁硼粉料被抗氧化有机助剂完全包覆同时粉料混合完全均匀；

(2)毛坯压制阶段：在钕铁硼磁体毛坯压制过程中，抗氧化有机助剂保护磁体毛坯不发生影响磁体性能的严重氧化，在空气条件下进行压制，简化磁体压制过程的控制；

(3)烧结和成型阶段：在毛坯烧结过程的初始阶段，钕铁硼磁体毛坯加热时，在150～300℃下保温1～2小时，进行抗氧化有机助剂的脱除处理。在低浓度氮气或空气气氛下制备并得到多种牌号的高性能钕铁硼磁体。

2.根据权利要求1所述的一种用抗氧化有机助剂烧结钕铁硼磁体的方法，其特征在于：所述的抗氧化有机助剂是由含给电子基团的有机物、硼酸酯和汽油组成，含给电子基团的有机物的体积比为10-80％，硼酸酯的体积比为2-75％，汽油的体积比为10-80％。

3.根据权利要求2所述的一种用抗氧化有机助剂烧结钕铁硼磁体的方法，其特征在于：含给电子基团的有机物，其成份为含苯胺基、烷基、氨基、甲氧基、羟基的一种或二种及以上的混合物。