CN102842400B - 镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法 - Google Patents

镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102842400B
CN102842400B CN201210288015.3A CN201210288015A CN102842400B CN 102842400 B CN102842400 B CN 102842400B CN 201210288015 A CN201210288015 A CN 201210288015A CN 102842400 B CN102842400 B CN 102842400B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
lanthanum cerium
alloys
broken
utilize
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210288015.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102842400A (zh
Inventor
周军
张瑜
孙红军
宋伟
刘军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinosteel New Materials Co Ltd
Original Assignee
SINOSTEEL ANHUI TIANYUAN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SINOSTEEL ANHUI TIANYUAN TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SINOSTEEL ANHUI TIANYUAN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201210288015.3A priority Critical patent/CN102842400B/zh
Publication of CN102842400A publication Critical patent/CN102842400A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102842400B publication Critical patent/CN102842400B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法,其具体步骤为:1)利用速凝甩片真空感应熔炼炉,将钕铁硼材料熔炼,制备出0.3~0.5mm厚度的钕铁硼合金薄片;2)利用氢破炉,将钕铁硼合金薄片破碎成110~150μm左右的钕铁硼合金粉末;3)将得到的粉末经过气流磨破碎成3.5~4.5μm的钕铁硼合金粉末;4)将镧铈合金粉末加入到粉末中,使两种粉末均匀混合。5)利用磁场压机,将粉末在磁场下取向成型,再经过冷等静压,得到密度为4.6~4.8g/cm3的压坯;6)将压坯置于真空烧结炉中烧结,烧结磁体为(PrNdGd)2936~29.65(LaCe)0.99~1.96(FeCoAlCu)67.63~68.3B1.05~10.6。本发明通过添加特殊工艺处理的镧铈粉末替代钕铁硼中的富钕相,避免镧铈过多进入钕铁硼主相,影响磁性能,达到既提高产品性能又降低产品成本的作用。

Description

镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法
技术领域
本发明属于磁性材料技术领域,涉及一种烧结钕铁硼的制备方法,特别是利用镧铈低成本烧结钕铁硼的制备方法。
背景技术
中国稀土资源占世界已知储量的80%,而中国稀土资源的70%在包头。在包头稀土中La:PrNd=35:25,Ce、Sm含量也较高。钕铁硼永磁材料的应用领域和应用量逐日增加,每年市场需求量以接近20%幅度增长,因此镨钕合金的价格越来越高,供应量十分紧张。然而作为稀土金属的镧、铈等虽储量较大,却没有大的用处,所以镧鈰价格相对于镨钕便宜很多。在《烧结钕铁硼稀土永磁材料与技术》一书中,周寿增等人研究了镧、铈取代镨钕的作用。文中指出(Nd1-xLax15.5Fe77B5.5合金随着镧含量的增加,合金的Js、Br、Hcj和(BH)m都迅速降低;(Nd1-xCex16Fe77B7合金随着铈含量的增加,合金的Js、Br、Hcj和(BH)m也迅速降低。在《稀土永磁材料及其应用》一书中,周寿增提出富La28.9%、富Ce48.2%混合稀土金属(MM)部分取代Nd的作用。文中指出在(Nd1-xMMx16Fe76.5B7.5合金中当x<0.4,Br、Hcj缓慢降低;当x>0.4,Br急剧降低。
从上面我们可以看出,随着镧、铈含量的增加磁体性能都会衰减,但考虑到镧铈合金价格比镨钕合金便宜很多,在制备低性能烧结钕铁硼时,可以适当添加镧铈合金取代镨钕合金。目前通过在熔炼过程中添加部分镧铈合金取代镨钕合金,可以制备出低性能的烧结钕铁硼,但此种方法是在损失性能的基础上降低成本。那么如何改变工艺使得添加镧铈替代部分镨钕合金后,烧结钕铁硼材料的性能与不加镧铈的相当或是有所提高将是研究的重点。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种利用镧铈取代镨钕烧结钕铁硼的工艺方法,即添加特殊工艺处理的镧铈粉末替代钕铁硼中的富钕相,避免镧铈过多进入钕铁硼主相,影响磁性能,达到既提高产品性能又降低产品成本的作用。
本发明镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法,其具体步骤为:
1)利用速凝甩片真空感应熔炼炉,将准备好的钕铁硼材料在氩气保护下,在1400~1600℃温度下熔炼,熔化的钢液浇铸到旋转的冷却铜棍上,制备出0.3~0.5mm厚度的钕铁硼合金薄片;钕铁硼材料的成份为(PrNdGd)29.95(FeCoAlCu)68.98B1.07
2)利用氢破炉,在0.1MPa氢气压下吸氢,550℃温度下脱氢,将钕铁硼合金薄片破碎成110~150μm左右的钕铁硼合金粉末;
3)将步骤2)得到的粉末进一步经过气流磨破碎成3.5~4.5μm的钕铁硼合金粉末;
4)将4~8μm的镧铈合金粉末加入到步骤3)得到的粉末中,利用三维混料机混粉3小时,保证两种粉末均匀混合;
5)利用磁场压机,将步骤4)中混合均匀的粉末在1.7T的磁场下取向成型,再经过冷等静压,压力为200MPa,得到密度为4.6~4.8g/cm3的压坯;
6)将压坯置于真空烧结炉中,在1070~1100℃烧结保温3~4小时,在850~950℃一级回火保温2~3小时,在500~600℃二级回火保温3~4小时,最终获得烧结磁体,钕铁硼成分为(PrNdGd)29.36~29.65(LaCe)0.99~1.96(FeCoAlCu)67.63~68.3B1.05~1.06
本发明在钕铁硼制成粉末后加入镧铈合金粉末,以富镧铈相存在,替代部分富钕相,起到富钕相的作用。通过本发明方法制备生产出来的烧结钕铁硼有以下优点:(1)与不添加镧铈合金的磁体相比,富镧铈相熔点低,流动性好,易于烧结,可以降低烧结温度,与稀土含量相同、不掺杂镧铈的磁体相比,磁性能略有提高,成本明显下降;(2)与相同名义成分的利用传统方法在熔炼时添加镧铈合金的相比,矫顽力略有增加,磁能积明显提高。
具体实施方式
本发明镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法,其具体步骤为:
1)利用速凝甩片真空感应熔炼炉,将准备好的钕铁硼材料在氩气保护下,在1400~1600℃温度下熔炼,熔化的钢液浇铸到旋转的冷却铜棍上,制备出0.3~0.5mm厚度的钕铁硼合金薄片;钕铁硼材料的成份为(PrNdGd)29.95(FeCoAlCu)68.98B1.07
2)利用氢破炉,在0.1MPa氢气压下吸氢,550℃温度下脱氢,将钕铁硼合金薄片破碎成110~150μm左右的钕铁硼合金粉末;
3)将步骤2)得到的粉末进一步经过气流磨破碎成3.5~4.5μm的钕铁硼合金粉末;
4)将4~8μm的镧铈合金粉末加入到步骤3)得到的粉末中,利用三维混料机混粉3小时,保证两种粉末均匀混合;
5)利用磁场压机,将步骤4)中混合均匀的粉末在1.7T的磁场下取向成型,再经过冷等静压,压力为200MPa,得到密度为4.6~4.8g/cm3的压坯;
6)将压坯置于真空烧结炉中,在1070~1100℃烧结保温3~4小时,在850~950℃一级回火保温2~3小时,在500~600℃二级回火保温3~4小时,最终获得烧结磁体,钕铁硼成分为(PrNdGd)29.36~29.65(LaCe)0.99~1.96(FeCoAlCu)67.63~68.3B1.05~1.06
在步骤4)中,镧铈合金粉末的纯度>99.5%。其中,镧铈合金粉末中镧铈重量比为64~66:36~34,镧铈合金粉末的添加比例为钕铁硼合金粉末重量的1~2%。
以下通过实施例对本发明的技术方案做进一步详细的说明:
实施例1
1)利用速凝甩片真空感应熔炼炉,将钕铁硼材料(PrNdGd)29.95(FeCoAlCu)68.98B1.07在氩气保护下,在1480~1550℃温度下熔炼,熔化的钢液浇铸到旋转的冷却铜棍上,制备出0.3~0.5mm厚度的钕铁硼合金薄片;
2)利用氢破炉,在0.1MPa氢气压下吸氢,550℃温度脱氢,破碎成130μm的钕铁硼合金粉末;
3)以上粉末进一步经过气流磨破碎成平均粒度4μm的钕铁硼粉末;
4)将5μm镧铈合金粉末加入到3)中所述的粉末中,利用三维混料机混粉3小时,保证两种粉末均匀混合;其中,镧铈合金粉末中镧铈重量比为64.7:35.3,镧铈合金粉末的添加比例为钕铁硼合金粉末重量的1.52%;
5)利用磁场压机,将4)中混合均匀的粉末在1.7T的磁场下取向成型,再经过冷等静压,压力为200MPa,得到密度为4.68g/cm3的压坯;
6)将成型压坯置于真空烧结炉中,在1075℃烧结保温3小时,在890℃一级回火保温2小时,在560℃二级回火保温3小时,获得最终名义成分为(PrNdGd)29.5(LaCe)1.5(FeCoAlCu)67.95B1.05烧结磁体。其性能列于表1中。
实施例2
1)利用速凝甩片真空感应熔炼炉,将钕铁硼材料(PrNdGd)29.95(FeCoAlCu)68.98B1.07在氩气保护下,在1480~1550℃温度下熔炼,熔化的钢液浇铸到旋转的冷却铜棍上,制备出0.3~0.5mm厚度的钕铁硼合金薄片;
2)利用氢破炉,在0.1MPa氢气压下吸氢,550℃温度脱氢,破碎成130μm的钕铁硼合金粉末;
3)以上粉末进一步经过气流磨破碎成平均粒度4μm的钕铁硼粉末;
4)将5μm镧铈合金粉末加入到3)中所述的粉末中,利用三维混料机混粉3小时,保证两种粉末均匀混合。其中,镧铈合金粉末中镧铈重量比为64.7:35.3,镧铈合金粉末的添加比例为钕铁硼合金粉末重量的2%;
5)利用磁场压机,将4)中混合均匀的粉末在1.7T的磁场下取向成型,再经过冷等静压,压力为200MPa,得到密度为4.7g/cm3的压坯;
6)将成型压坯置于真空烧结炉中,在1075℃烧结保温3小时,在890℃一级回火保温2小时,在560℃二级回火保温3小时,获得最终名义成分为(PrNdGd)29.36(LaCe)1.96(FeCoAlCu)67.63B1.05烧结磁体。其性能列于表1中。
表1本发明所得到的产品的性能
下面表2中的产品3是不掺杂镧铈的产品的性能,产品4是在熔炼时掺杂1.5%镧铈的产品的性能。
表2、无镧铈掺杂和在熔炼时掺杂镧铈合金的产品的性能
从表2可以看出,产品4在熔炼时掺杂1.5%镧铈与不掺杂镧铈的产品3相比,矫顽力下降,磁能积明显下降。这与周寿增等人的介绍相同,与专利号CN102360657A的方法类似,可当低性能N35使用,降低成本。这主要是因为在熔炼过程中加入镧铈元素,镧铈替代鐠钕形成镧铁硼、铈铁硼主相,降低了基体主相的矫顽力和磁能积。
从表1和表2可以看出,本发明实施例1的产品通过制粉后引入相同比例的镧铈合金粉末,保证了与产品4相同的名义成分,与产品4相比,实施例1产品的矫顽力、磁能积都明显增加,甚至比产品3的磁性能略有增加。这是因为本发明是在钕铁硼制粉后加入镧铈合金粉末,以富镧铈相存在,替代部分富钕相,起到富钕相的作用。因此,本发明方法得到的烧结钕铁硼与不添加镧铈合金的磁体相比,富镧铈相熔点低,流动性好,易于烧结,可以降低烧结温度,与稀土含量相同、不掺杂镧铈的磁体相比,磁性能略有提高,成本明显下降,优于传统的直接在熔炼中加入镧铈合金的方法。从表1中可以看出,在本发明的实施例2相对于实施例1,增加了镧铈合金的掺杂比例的情况下,产品的矫顽力提高明显,磁能积稍有降低:这是因为增加了富镧铈相的比例,增强磁交换耦合作用,提高了矫顽力;镧铈比例增加,钕铁硼主相相对减少,略微降低磁能积,但综合磁性能提高。
本发明方法步骤1中的钕铁硼材料并不局限于(PrNdGd)29.95(FeCoAlCu)68.98B1.07,也可以为别的成分的钕铁硼材料,这样最后得到的产品也会有所不同。总之,按照本发明的工艺,在制粉后加入镧铈合金粉末,有利于提高磁体的矫顽力和磁能积,进一步增加镧铈合金粉末掺加比例,矫顽力进一步增加,对磁能积的影响较小,明显优于传统的熔炼添加工艺。本发明起到了既提高产品性能又降低产品成本的作用。

Claims (3)

1.镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法,其具体步骤为:
1)利用速凝甩片真空感应熔炼炉,将准备好的钕铁硼材料在氩气保护下,在1400~1600℃温度下熔炼,熔化的钢液浇铸到旋转的冷却铜棍上,制备出0.3~0.5mm厚度的钕铁硼合金薄片;钕铁硼材料的成份为(PrNdGd)29.95(FeCoAlCu)68.98B1.07
2)利用氢破炉,在0.1MPa氢气压下吸氢,550℃温度下脱氢,将钕铁硼合金薄片破碎成110~150μm左右的钕铁硼合金粉末;
3)将步骤2)得到的粉末进一步经过气流磨破碎成3.5~4.5μm的钕铁硼合金粉末;
4)将4~8μm的镧铈合金粉末加入到步骤3)得到的粉末中,利用三维混料机混粉3小时,保证两种粉末均匀混合;
5)利用磁场压机,将步骤4)中混合均匀的粉末在1.7T的磁场下取向成型,再经过冷等静压,压力为200MPa,得到密度为4.6~4.8g/cm3的压坯;
6)将压坯置于真空烧结炉中,在1070~1100℃烧结保温3~4小时,在850~950℃一级回火保温2~3小时,在500~600℃二级回火保温3~4小时,最终获得烧结磁体,钕铁硼成分为(PrNdGd)29.36~29.65(LaCe)0.99~1.96(FeCoAlCu)67.63~68.3B1.05~1.06
2.根据权利要求1所述的方法,其特征是:步骤4)中镧铈合金粉末中镧铈重量比为64~66:36~34,镧铈合金粉末的添加比例为钕铁硼合金粉末重量的1~2%。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征是:步骤4)中镧铈合金粉末的纯度>99.5%。
CN201210288015.3A 2012-08-14 2012-08-14 镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法 Expired - Fee Related CN102842400B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210288015.3A CN102842400B (zh) 2012-08-14 2012-08-14 镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210288015.3A CN102842400B (zh) 2012-08-14 2012-08-14 镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102842400A CN102842400A (zh) 2012-12-26
CN102842400B true CN102842400B (zh) 2016-04-06

Family

ID=47369671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210288015.3A Expired - Fee Related CN102842400B (zh) 2012-08-14 2012-08-14 镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102842400B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103106993A (zh) * 2012-12-31 2013-05-15 辽宁恒德磁业有限公司 带有轻稀土元素的钕铁硼磁性材料及其制备方法
CN103714939B (zh) * 2013-12-13 2016-05-25 钢铁研究总院 La-Fe基双硬磁主相磁体及其制备方法
CN104167272A (zh) * 2014-07-28 2014-11-26 宁波韵升股份有限公司 一种含铈的烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN104347218A (zh) * 2014-10-30 2015-02-11 浙江鑫盛永磁科技有限公司 一种新型烧结钕铁硼永磁体及其制备方法
CN105551788A (zh) * 2016-02-02 2016-05-04 中磁科技股份有限公司 提高稀土永磁体矫顽力的方法
CN106971801A (zh) * 2017-04-05 2017-07-21 东莞市嘉达磁电制品有限公司 一种加La做N45的钕铁硼配方及其加工方法
CN108565086A (zh) * 2018-05-11 2018-09-21 包头稀土研究院 高磁能积高矫顽力烧结钕铁硼磁体的制备方法
CN108470615A (zh) * 2018-05-11 2018-08-31 包头稀土研究院 高磁能积高矫顽力烧结钕铁硼磁体的制备方法
CN110257724B (zh) * 2019-07-16 2020-05-22 宁德市星宇科技有限公司 一种含镧和铈的钕铁硼磁体的制备方法
CN110323023A (zh) * 2019-07-25 2019-10-11 宁波合盛磁业有限公司 一种含镧铈的烧结钕铁硼烧结工艺
CN113936879A (zh) * 2021-09-13 2022-01-14 浙江英洛华磁业有限公司 一种含La的R-T-B稀土永磁体
CN113782330A (zh) 2021-09-16 2021-12-10 烟台东星磁性材料股份有限公司 镧铈添加钕铁硼磁体的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6060970A (en) * 1997-12-22 2000-05-09 Bell; James F. Focused magnetization device
CN101877265A (zh) * 2010-04-28 2010-11-03 天津天和磁材技术有限公司 一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法
CN101996721A (zh) * 2009-08-11 2011-03-30 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种提高烧结钕铁硼矫顽力的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6060970A (en) * 1997-12-22 2000-05-09 Bell; James F. Focused magnetization device
CN101996721A (zh) * 2009-08-11 2011-03-30 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种提高烧结钕铁硼矫顽力的方法
CN101877265A (zh) * 2010-04-28 2010-11-03 天津天和磁材技术有限公司 一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102842400A (zh) 2012-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102842400B (zh) 镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法
CN103187133B (zh) 一种稀土永磁合金及其磁性相复合制备方法
CN107275027B (zh) 应用钇的富铈稀土永磁体及其制备方法
WO2012048654A1 (zh) 高耐蚀性烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN104900360B (zh) 一种添加复合低价稀土的永磁合金及其制备方法
CN101552062A (zh) 钆钬复合添加的中高牌号钕铁硼磁体
CN104575904A (zh) 一种由钕铁硼回收废料烧结而成的钕铁硼磁体及其制备方法
CN104966607B (zh) 一种烧结钕铁硼永磁体的制备方法
CN107742564B (zh) 一种高镝辅合金添加制备低成本钕铁硼磁体的方法
CN105702403B (zh) 一种烧结钕铁硼磁体及制备方法
CN105170976A (zh) 一种压坯扩渗后低温烧结制备高矫顽力钕铁硼的方法
CN102568807A (zh) 纳米Cu粉掺杂制备高矫顽力SmCoFeCuZr高温永磁体的方法
CN103714939B (zh) La-Fe基双硬磁主相磁体及其制备方法
CN103794323A (zh) 一种应用高丰度稀土生产的商用稀土永磁体及其制备方法
CN105427994A (zh) 一种耐腐蚀的富镧铈烧结钕铁硼磁体及制造方法
CN105931784B (zh) 一种耐腐蚀含铈稀土永磁材料及其制备方法
CN104637643A (zh) 白云鄂博共伴生原矿混合稀土永磁材料及其制备方法
CN106298134B (zh) 一种双主相烧结永磁材料及制备方法和应用
CN103714928A (zh) 一种铈铁基快淬永磁粉及其制备方法
CN102290180A (zh) 稀土永磁材料及其制备方法
CN104952580A (zh) 一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN105761925A (zh) 一种钬铁镓共晶掺杂制备高性能钕铁硼磁体的方法
CN111091943B (zh) 一种低温度系数Sm2Co17型烧结磁体及其制备方法
CN104821226A (zh) 一种铈钛钴锆复合添加制备高方形度烧结钕铁硼永磁体的方法
CN103680789B (zh) 一种烧结用Nd-Fe-B系稀土永磁合金粉末及烧结工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: 243000 Anhui province Ma'anshan mountain rain Huo sparkle south of the road No. 9

Patentee after: Sinosteel Tianyuan Co.,Ltd.

Address before: 243000 No. 51 Hongqi South Road, Ma'anshan economic and Technological Development Zone, Anhui

Patentee before: SINOSTEEL ANHUI TIANYUAN TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160406