CN103600070B - 稀土合金磁性粉末成形体的制造方法和稀土磁铁的制造方法 - Google Patents
稀土合金磁性粉末成形体的制造方法和稀土磁铁的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103600070B CN103600070B CN201310519909.3A CN201310519909A CN103600070B CN 103600070 B CN103600070 B CN 103600070B CN 201310519909 A CN201310519909 A CN 201310519909A CN 103600070 B CN103600070 B CN 103600070B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rare
- rare earth
- earth alloy
- magnaglo
- atmosphere
- 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.)
- Active
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 55
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 41
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 24
- JGHZJRVDZXSNKQ-UHFFFAOYSA-N methyl octanoate Chemical group CCCCCCCC(=O)OC JGHZJRVDZXSNKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 abstract description 8
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 208000018875 hypoxemia Diseases 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 organosilane ester Chemical class 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N [N].[O] Chemical compound [N].[O] OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000012854 evaluation process Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明公开了一种稀土合金磁性粉末成形体的制造方法和稀土磁铁的制造方法，它是在惰性气体气氛的密闭空间内，并在25℃～50℃气氛温度和相对湿度10％～40％的气氛下用一段成形法对添加有机添加剂的稀土合金磁性粉末进行压制，制造上述稀土合金磁性粉末的成形体的方法。该制造方法通过对完全密闭环境中惰性气体气氛的温度和湿度进行特殊设定，能够抑制烧结后低氧含量磁体成形不良(破裂、缺角、裂纹)现象，并升高取向度、Br和(BH)max。
Description
技术领域
本发明涉及磁铁制造方法，特别是涉及稀土合金磁性粉末成形体的制造方法和稀土磁铁的制造方法。
背景技术
稀土磁铁是以金属间化合物R2T14B为基础的磁铁，这其中，R是稀土元素，T是铁，或者是取代铁和铁的一部分的过渡金属元素，B是硼，其拥有极高的磁性能，被人们称为磁王，其最大磁能积(BH)max高过铁氧体磁铁(Ferrite)最大磁能积10倍以上，另外，稀土磁铁的机械加工性能极佳，工作温度最高可达200摄氏度，而且其质地坚硬，性能稳定，有很好的性价比，应用极其广泛。
稀土磁铁的制作工艺有以下二种：一种是烧结稀土磁铁，另一种是粘结稀土磁铁。这其中，又以烧结稀土磁铁的应用更为广泛。现有技术中，烧结稀土磁铁的制作工艺主要包括如下流程：原料配制→熔炼→铸造→氢破粉碎→微粉碎→磁场成形→烧结→热处理→磁性能评价→烧结体中的氧含量评价等。
烧结稀土磁铁的磁场成形工序早期普遍使用被称为二段法的成形方法，该方法使用简单的组合模具在低压(约0.2ton/cm2)磁场中成形(第一段成形)后，手动取出、包装后，在油压高压(1.4ton/cm2)中进行等静压成形(第二段成形)，由于等静压成形使用的是手动方法，因此工序较长，成形后的油污染及输送过程中的氧化等造成产品在品质管理上不断出现问题。
为解决上述问题，现在开始使用被称为一段法的成形方法，也就是采用横向(直角)磁场取向型-1段自动成形设备进行自动成形。与二段成形法相比，一段成形法(最高成形压力0.8ton/cm2左右)的成形压力不足，烧结后频繁发生破裂、缺角、裂纹等不良问题。另外，在进行一段成形时，初始成形压力升高至0.6～0.8ton/cm2，与二段成形法(第一段为0.2ton/cm2)相比，随着成形时间的增加，粉末取向度也不断变差，这样的话，就会产生取向度降低，最终产品的Br、(BH)max低下等问题。
US6461565中公开了一种横向(直角)磁场取向型-1段自动成形设备，但由于当时的技术水平的限制，这种横向(直角)磁场取向型-1段自动成形设备的完全封闭技术还不是很成熟，成形过程中的氧含量仅能控制在10000ppm以下，容易在成形过程中产生火花，所以，该项专利技术改进的要点在于预防成形体燃烧、发热等导致的产品不良，研究人员发现，在将成形温度控制在5～30℃以下，湿度控制在40～65％以后，可以防止因着火或发热所导致的急速氧化现象。US6461565的说明书中还提及，自动化的机械操作使得设备需要频繁维修保养，无法保障密闭性，这样就更容易发生氧化。由于成形过程的氧含量和相对湿度过高，因此，该方法只能制得含氧量在2900ppm以上的烧结磁体，而无法获得含氧量更低，磁性能更佳的烧结产品。
随着技术的不断进步，现已可简单实现完全密闭式的氮气或惰性气体气氛置换技术，以获取更低氧含量的烧结磁体。因此，业者已经开始以完全密闭化技术为前提，进行横向(直角)磁场取向型-1段自动成形设备的周边技术开发，然而，在完全密闭的成形机内气氛中通入氮气或惰性气体进行粉末成形的话，会使烧结后频繁发生裂开、缺角、裂纹等不良问题。上述不良问题的产生是由于氮气或惰性气体具有极低氧含量和极低相对湿度，举例来说，纯氮气在-60℃以下的低露点时，几乎不含有水分，成形机内的气氛处于相对湿度3％以下的超干燥状态。这种超干燥状态容易产生静电，静电会使粉末间产生很强的静电斥力造成成形性变差，同时也会使取向度降低，Br、(BH)max降低。这是因为粉末间如果表面没有氧和水分的话，就会产生像金属接合一样的坚固结合，粉末间的摩擦阻力增加，取向度就会降低。
另外，在完全密闭的成形机内气氛中通入惰性气体，在低氧含量、低湿度进行成形的话，还容易发生晶粒异常长大(AGG)、矫顽力降低的问题。更甚，因为烧结体中的氧含量极低，也会引起HAST试验不良的问题。这是因为，在超低氧含量、超低湿度中几乎没有氧化成分，未发生氧化的金属Nd成分就会急剧增加，这就容易引起晶粒异常长大(AGG)，这就容易使矫顽力降低，耐腐蚀性(HAST)的实验结果变差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种中低氧含量的稀土合金磁性粉末成形体的制造方法，通过对完全密闭环境中惰性气体气氛的温度和湿度进行特殊设定，能够抑制烧结后中低氧含量磁体成形不良(破裂、缺角、裂纹)现象，并升高取向度、Br和(BH)max。
本发明提供的技术方案如下：
稀土合金磁性粉末成形体的制造方法，它是惰性气体气氛的密闭空间内用一段成形法对添加有机添加剂的稀土合金磁性粉末进行压制，制造上述稀土合金磁性粉末的成形体的方法，其特征在于，上述稀土合金磁性粉末在25℃～50℃气氛温度和相对湿度10％～40％的气氛下进行磁场成形，所述的稀土合金磁性粉末采用如下的方式获得：将稀土合金熔液用100℃/秒以上、10000℃/秒以下的速度进行冷却，获得急冷凝固合金，将所述急冷凝固合金进行氢破碎、而后再使用粉碎室内的氧化气体浓度受到控制的粉碎机粉碎后获得的粉末，所述氧化气体为氧和/或水，浓度为100ppm以下。
本发明所述的相对湿度为在上述压制温度、常压下测得的相对湿度。
本发明中提及的有机添加剂为防氧化剂、成形助剂和模具润滑剂的总称，均可以从市场上直接购得。
随着时代变为急冷合金+氢破碎获得稀土合金磁性粉末的时代，粉碎机的功能也发生了变化，通过急冷合金+氢破碎，在原料中已经有非常小的裂痕、松动，粉碎机内的粉碎机构也会发生改变。以往的发明普遍认为，气流粉碎需要高浓度的水和氧。而发明人通过各种探讨后，将精力集中于：开发适合目前一次成型的粉末。为此，将含有100ppm以下的氧和/或水的粉末作为粉碎粉。与以往相比，可制成低氧含量、低含水量的粉末，该粉末可在10～40％的相对湿度和25℃～50℃气氛温度下一次成型。由此，发现了提高磁体特性、降低成形不良的事实，完成了本发明。
本发明通过将温度设置在25℃～50℃，改变有机添加剂性状，消除静电，使其软化或液态化，抑制烧结后成形不良(破裂、缺角、裂纹)现象，同时升高取向度、Br和(BH)max；另外，提高温度可增加有机添加剂流动性，更好地发挥润滑性能，进一步提高取向度、Br和(BH)max。另外，本发明通过将惰性气体气氛的相对湿度控制在10％～40％，可使密闭空间内的粉末静电消除，粉末间的静电斥力变弱。
需要说明的是，温度超过50℃的话，会导致成形不良率增加，磁性能降低，烧结磁铁中的氧含量增加等问题。这是因为有机添加剂与粉末发生化学反应的缘故，有机添加剂中的氧成分、碳成分、氢成分发生分解，与稀土金属发生反应。通过这些反应，磁体中的氧含量急剧增加，就会引起烧结不良，造成磁性能低下。
另外，在小于25℃的低温下成形的成形体，其烧结后，矫顽力及方形度不好，这是因为，在成型后的成形体内，有机添加材料的分散性不好，会形成块状。如果有机添加材料变成块状，在烧结时，将会和块状物附近的富R相发生激烈反应，使富R相变质为碳化物，降低了矫顽力的改善效果。上述情形也同样用以说明HAST(失重)的实验结果的差值，和块状的有机添加物激烈反应的碳化物，在HAST实验中和水激烈反应，使其从晶界崩裂、脱落，增加失重值。
需要补充说明的是，本发明中，通过成形机中的惰性气体的气氛温度来定义成形温度，惰性气体的气氛温度和模具温度、粉末温度大致相同，因为气氛温度随时间会传到到模具和粉末。因此，气氛温度可以指代模具温度、粉末温度。
在推荐的实施例中，所述的稀土合金磁性粉末为NdFeB系稀土合金磁性粉末。
在推荐的实施例中，优选在相对湿度为20％～35％、31℃～45℃气氛温度和氧含量在1000ppm以下的惰性气体气氛进行磁场成形。在惰性气体气氛的相对湿度控制在20％～35％之时，可在最大程度消除静电，而31℃～45℃气氛温度可充分促进有机添加剂发挥润滑性能，获得取向良好的成形体，从而可以在氧含量在1000ppm以下的惰性气体气氛下获得取向度、Br和(BH)max升高的中低氧含量高性能磁铁。
本发明所述的惰性气体气氛可以是氩气、氦气、氪气、氮气或CO2等对稀土合金粉末惰性的气体。
在推荐的实施例中，所述有机添加剂选自矿物油、合成油、动植物油、有机酯类、石蜡、聚乙烯蜡或改性石蜡中的至少一种，所述有机添加剂与所述稀土合金磁性粉末的重量比为0.01～1.5∶100。这些有机添加剂具有如下的共同特点：
1、包覆能力强，常温稳定，中温不分解但易挥发；
2、常温下呈液态或呈固态的有机添加剂在加入粉料中以后，均可以在形状不规则粉体表面形成固体薄膜，使粉体形成趋近于球形的形状，延缓粉体吸氧速度，取向时粉粒容易沿充磁方向旋转，提高取向度，可提高粉体的分散性，消除磨腔和粉体之间的静电力，粉体不易集结成块，粉料粒径均匀；
3、小粒径的粉粒很容易被氧化，添加这些有机添加剂之后，可以防止其氧化。
在推荐的实施例中，所述有机酯类为辛酸甲酯。在本发明的温度和湿度条件下，辛酸甲酯的润滑效果极佳，由于辛酸甲酯在高温下挥发的特点，即使在将其添加量增加到稀土合金磁性粉末重量的1.5％之时，也仅在烧结体中残留微量的C、O，与普通的添加剂相比，既可更佳地发挥润滑性能、提高取向度和成形性，又能保证磁铁的Br、Hcj、(BH)max不受影响。
本发明的另一目的在于提供一种稀土磁铁的制造方法。
稀土磁铁的制造方法，其特征在于，该方法包括：它是在惰性气体气氛的密闭空间内，在25℃～50℃气氛温度和相对湿度10％～40％的气氛下用一段成形法对添加有机添加剂的稀土合金磁性粉末进行压制，制造上述稀土合金磁性粉末的成形体，以及烧结上述成形体的过程，且所述的稀土合金磁性粉末采用如下的方式获得：将稀土合金熔液用100℃/秒以上、10000℃/秒以下的速度进行冷却，获得急冷凝固合金，将所述急冷凝固合金进行氢破碎、而后再使用粉碎室内的氧化气体浓度受到控制的粉碎机粉碎后获得的粉末，所述氧化气体为氧和/或水，浓度为100ppm以下。
与现有技术相比，本发明具有如下的特点：
1)本发明在低氧含量、中低相对湿度的惰性气体气氛完成压制过程，获得中低氧含量的稀土合金磁性粉末成形体，并最终获得氧含量在2500ppm以下的高性能烧结磁体。
2)在用惰性气体密闭的空间内进行磁场成形的工序中，将惰性气体气氛的温度控制在25℃～50℃、相对湿度控制在10％～40％对低氧含量、低含水量的粉末进行磁场成形，该方法通过对完全密闭环境中惰性气体气氛的温度进行特殊设定，改变有机添加剂性状，使其软化或液态化，并消除静电，抑制烧结后低氧含量磁体成形不良(破裂、缺角、裂纹)现象，升高取向度、Br和(BH)max；另外，提高温度可增加有机添加剂流动性，更好地发挥润滑性能，进一步提高取向度、Br和(BH)max；而将惰性气体气氛的相对湿度控制在10％～40％进行磁场成形，可消除静电，能够有效消除稀土磁铁烧结后破裂、缺角、裂纹频发等不良问题。
3)本发明发现，适量的水分如同润滑剂，可使取向度增加，提高Br、(BH)max，通过在成形机内补充适量的水分，就可提高磁铁性能(Br、(BH)max、Hcj)，另外，也可提高耐腐蚀性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明保护范围的限制。
实施例1
本发明以NdFeB系稀土合金磁性粉末为例，来说明稀土合金磁性粉末的磁场成形过程。
其制作工艺主要包括如下流程：原料配制→熔炼→铸造→氢破粉碎→微粉碎→磁场中成形→烧结→热处理→磁性能评价→烧结体中的氧含量评价。
在原料配制工序：准备纯度99.5％的Nd、工业用Fe-B、工业用纯Fe、纯度99.9％的Co，各成分的重量比符合表1中所示：
表1各成分的重量配比
为完成上述配制组成，合计称量、配制了500Kg的原料。
在熔炼工序：配制后的原料放入氧化铝制的坩埚中，使用高频真空感应熔炼炉，在10-2pa真空中真空熔炼至1500℃。
在铸造工序：在真空熔炼后的熔炼炉中通入Ar气至1万Pa后，使用离心铸造法进行铸造，冷却速度为1000℃/秒～3000℃/秒，得到急冷合金。
在氢破粉碎工序：在室温下将放置急冷合金的密封粉碎室抽真空，通入纯度为99.5％的氢气至压力0.1MPa，放置2小时后，边抽真空边升温，而后在500℃的温度下保持2小时；之后进行冷却，取出氢破粉碎后的试料。
在微粉碎工序：在氧化气体含量100ppm以下的气氛下，在粉碎室压力为0.4MPa的压力下对氢破粉碎后的试料进行气流磨粉碎，粉碎后的平均粒度为3.4μm。氧化气体指的是氧和/或水分。
在粉碎后的粉末中添加辛酸甲酯，添加量为稀土合金磁性粉末重量的0.2％，用V型混料机充分混合。
在磁场中成形工序：将粉体分成10等份，每份分别使用直角取向型的磁场成型机，在1.8T的取向磁场中，在0.6ton/cm2的成型压力下，成形了边长为25mm的立方体，成形后在0.2T的磁场中退磁。
成形时使用氩气气氛，氩气气氛中氧含量固定在1000ppm以下，在成形机内设置加湿器和冷却设备，在气氛温度变化范围为10℃～55℃、相对湿度变化范围在5～45％的气氛中进行成形。完全密闭的空间中就算充入纯惰性气体，也会存在少量泄露导致温度、湿度变化(比如，在磁场成形机内的磁场发生装置中通有冷却水，来自冷却水接缝处及结露水的水分也会影响湿度。另外，磁场成形机的窗口使用树脂板，手套处使用橡皮制手套，外部气体的湿度容易透入，同样也会影响湿度控制)，对此，我们使用加湿器和冷却设备进行控制。
进行了成形后的缺角裂痕调查：永磁材料只要有一点的裂痕缺角破裂就算不良，成形后马上通过目测，只要发现长度3mm以上的破裂缺角裂痕，就判断为不良。
在烧结工序：各成形体搬运至烧结炉进行烧结，烧结在10-2pa的真空下，在200℃和900℃的温度下各保持2小时后，以1050℃的温度烧结2小时，之后通入Ar气体至0.1MPa后，冷却至室温。
在热处理工序：烧结体在高纯度Ar气中，以580℃温度进行1小时热处理后，冷却至室温后取出。
在磁性能评价工序：烧结磁铁使用中国计量院的NIM-10000H大块稀土永磁无损检测系统进行磁性能检测，测定温度为20℃。
在烧结体中的氧含量评价工序：烧结体中的氧含量使用日本HORIBA公司的EMGA-620W型氧氮分析仪进行检测。
烧结体的缺角裂痕调查：永磁材料只要有一点的裂痕缺角破裂就算不良，成形后马上通过目测，只要发现长度3mm以上的破裂缺角裂痕，就判断为不良，并与成形过程中形成的不良品合并计算计算不良率。
表2为本发明实施例1和比较例(在不同温度情况下成形)的磁性能对照表。
表2 磁性能对照表
实施例2
实施例2与实施例1的区别列举如下：
1)在粉碎后的粉末中添加作为有机添加剂使用的辛酸甲酯，添加量为稀土合金磁性粉末重量的0.01％，用V型混料机充分混合。
2)在磁场中成形工序：将粉体分成10等份，每份分别使用直角取向型的磁场成型机，在1.8T的取向磁场中，在0.8ton/cm2的成型压力下，成形了边长为25mm的立方体，成形后在0.2T的磁场中退磁。
成形时使用氩气气氛，氩气气氛中氧含量固定在1000ppm以下，在成形机内设置加湿器和冷却设备，在气氛温度变化范围为10℃～55℃、相对湿度变化范围在5～45％的气氛中进行成形。
表3为本发明实施例2和比较例(在不同温度情况下成形)的磁性能对照表。
表3 磁性能对照表
实施例3
实施例3与实施例1的区别列举如下：
1)在粉碎后的粉末中添加辛酸甲酯，添加量为稀土合金磁性粉末重量的1.5％，再用V型混料机充分混合。
2)在磁场中成形工序：将粉体分成10等份，每份分别使用直角取向型的磁场成型机，在1.8T的取向磁场中，在0.3ton/cm2的成型压力下，成形了边长为25mm的立方体，成形后在0.2T的磁场中退磁。
成形时使用氩气气氛，氩气气氛中氧含量固定在1000ppm以下，在成形机内设置加湿器和冷却设备，在气氛温度变化范围为10℃～55℃、相对湿度变化范围在5～45％的气氛中进行成形。
表4为本发明实施例3和比较例(在不同温度情况下成形)的磁性能对照表。
表4 磁性能对照表
从实施例3可以看出，在将辛酸甲酯添加量增加到稀土合金磁性粉末重量的1.5％之时，也仅在烧结体中残留微量的C、O，从而可更佳地发挥润滑性能，提高取向度和成形性。
需要说明的是，表2、表3、表4中的SQ＝Hk/Hcj。
结论：
从表2、表3、表4中可以看到，本发明所获得的烧结磁铁的Br、(BH)max、Hcj均有显著增加，理由如下：
一方面，气氛温度超过20℃时，有机添加剂软化，开始发挥润滑效果，作为结果，烧结磁体的Br、(BH)max显著增加。特别是，气氛温度超过31℃时，润滑效果进一步发挥，烧结磁体的Br、(BH)max也随之进一步增加。
另一方面，将惰性气体气氛的相对湿度控制在10％～40％进行磁场成形，适量的水分如同润滑剂，可使取向度增加，提高Br、(BH)max，并可消除静电，能够有效消除稀土磁铁烧结后破裂、缺角、裂纹频发等不良问题。
再一方面，本发明选用了低氧含量、低含水量的粉末。
以上三方面结合后，可以在氧含量在1000ppm以下的惰性气体气氛下成形获得取向度、Br和(BH)max升高的、且成形良好的中低氧含量高性能磁铁。
矫顽力增加的原因用现存的理论无法说明，本发明的烧结磁铁具有1000ppm以下的中低氧含量可能是原因之一。由于实施例1、2、3在中低氧含量的情形下制成，因此，可推定为有机添加剂中微量的C、O与富Nd相适度反应，形成了共晶低熔点产物。
而在成形气氛温度超过50℃、温度过高时，从成形到烧结为止的这一过程中有机添加物与磁铁成分大量反应，形成富Nd相和大量的碳化物，而且，含氧量也大幅增加，形成了大量的稀土类碳化物、稀土类氧化物、稀土类氧碳化物，富Nd相的矫顽力向上效果被阻止，并导致矫顽力和方形度的低下，HAST试验的结果变差，进而，Br、(BH)max下降。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的几种具体实施例，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
工业实用性
本发明在低氧含量、中低相对湿度的惰性气体气氛完成压制过程，获得中低氧含量的稀土合金磁性粉末成形体，并最终获得氧含量在2500ppm以下的高性能烧结磁体。
Claims (2)
1.稀土合金磁性粉末成形体的制造方法，它是惰性气体气氛的密闭空间内用一段成形法对添加有机添加剂的稀土合金磁性粉末进行压制，制造上述稀土合金磁性粉末的成形体的方法，其特征在于，上述稀土合金磁性粉末在31℃～45℃气氛温度、相对湿度20％～35％和氧含量在1000ppm以下的惰性气体气氛中进行磁场成形，且所述的稀土合金磁性粉末采用如下的方式获得：在10-2Pa真空中真空熔炼，通入Ar气至1万pa后，将稀土合金熔液用100℃/秒以上、10000℃/秒以下的速度进行冷却，获得急冷凝固合金，将所述急冷凝固合金进行氢破碎、而后再使用粉碎室内的氧化气体浓度受到控制的粉碎机粉碎后获得的粉末，所述氧化气体为氧和/或水，浓度为100ppm以下；所述稀土合金磁性粉末由如下配比的原料构成：Nd为30.5wt％，Fe为68wt％，B为1wt％，Co为0.5wt％；所述有机添加剂为辛酸甲酯，所述有机添加剂与所述稀土合金磁性粉末的重量比为0.01～1.5：100。
2.稀土磁铁的制造方法，其特征在于，该方法包括：它是在惰性气体气氛的密闭空间内，在31℃～45℃气氛温度、相对湿度20％～35％和氧含量在1000ppm以下的惰性气体气氛中用一段成形法对添加有机添加剂的稀土合金磁性粉末进行压制，制造上述稀土合金磁性粉末的成形体，以及烧结上述成形体的过程，且所述的稀土合金磁性粉末采用如下的方式获得：在10-2Pa真空中真空熔炼，通入Ar气至1万pa后，将稀土合金熔液用100℃/秒以上、10000℃/秒以下的速度进行冷却，获得急冷凝固合金，将所述急冷凝固合金进行氢破碎、而后再使用粉碎室内的氧化气体浓度受到控制的粉碎机粉碎后获得的粉末，所述氧化气体为氧和/或水，浓度为100ppm以下；所述稀土合金磁性粉末由如下配比的原料构成：Nd为30.5wt％，Fe为68wt％，B为1wt％，Co为0.5wt％；所述有机添加剂为辛酸甲酯，所述有机添加剂与所述稀土合金磁性粉末的重量比为0.01～1.5：100。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310519909.3A CN103600070B (zh) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | 稀土合金磁性粉末成形体的制造方法和稀土磁铁的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310519909.3A CN103600070B (zh) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | 稀土合金磁性粉末成形体的制造方法和稀土磁铁的制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103600070A CN103600070A (zh) | 2014-02-26 |
| CN103600070B true CN103600070B (zh) | 2017-11-10 |
Family
ID=50118366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310519909.3A Active CN103600070B (zh) | 2013-10-24 | 2013-10-24 | 稀土合金磁性粉末成形体的制造方法和稀土磁铁的制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103600070B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103878377B (zh) * | 2014-03-31 | 2016-01-27 | 厦门钨业股份有限公司 | 稀土磁铁用合金粉末、以及稀土磁铁的制造方法 |
| CN103996478B (zh) * | 2014-06-11 | 2016-10-26 | 廊坊京磁精密材料有限公司 | 一种钕铁硼磁体的制备方法 |
| CN104493158B (zh) * | 2014-12-23 | 2017-07-21 | 宁波科田磁业有限公司 | 降低烧结钕铁硼磁偏角的一种制备方法及其装置 |
| CN108447639A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-24 | 苏州宝力塑胶材料有限公司 | 用于磁性母粒或磁性纤维的稀土磁粉组合物以及制备该稀土磁粉组合物的方法 |
| CN112614685B (zh) * | 2020-11-26 | 2022-06-24 | 宁波源盛磁业有限公司 | 一种烧结钕铁硼永磁体控氧制备方法及制得的钕铁硼永磁体 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58157118A (ja) * | 1982-03-12 | 1983-09-19 | Seiko Epson Corp | 樹脂結合型希土類コバルト磁石の製造方法 |
| US6159308A (en) * | 1997-12-12 | 2000-12-12 | Hitachi Metals, Ltd. | Rare earth permanent magnet and production method thereof |
| WO1999054892A1 (fr) * | 1998-04-22 | 1999-10-28 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | PROCEDE DE PRODUCTION D'UN AIMANT PERMANENT R-Fe-B, AGENT LUBRIFIANT ET AGENT DE LIBERATION UTILISES DANS SON FAÇONNAGE |
| CN101266856A (zh) * | 2007-12-28 | 2008-09-17 | 烟台正海磁性材料有限公司 | 耐蚀性优异的高性能R-Fe-B系烧结磁体及其制造方法 |
| CN102945747B (zh) * | 2012-10-11 | 2015-07-29 | 厦门钨业股份有限公司 | 一种采用温度控制的烧结Nd-Fe-B系磁铁的制作方法 |
| CN102930974B (zh) * | 2012-10-11 | 2015-06-24 | 厦门钨业股份有限公司 | 一种基于湿度调节的烧结Nd-Fe-B系磁铁的制作方法 |
| CN102982936B (zh) * | 2012-11-09 | 2015-09-23 | 厦门钨业股份有限公司 | 烧结Nd-Fe-B系磁铁的省却工序的制作方法 |
| CN102956337B (zh) * | 2012-11-09 | 2016-05-25 | 厦门钨业股份有限公司 | 一种烧结Nd-Fe-B系磁铁的省却工序的制作方法 |
| CN102898797A (zh) * | 2012-11-11 | 2013-01-30 | 桂林理工大学 | 一种改性聚酯耐热粘结永磁材料及其制备方法 |
-
2013
- 2013-10-24 CN CN201310519909.3A patent/CN103600070B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103600070A (zh) | 2014-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103600070B (zh) | 稀土合金磁性粉末成形体的制造方法和稀土磁铁的制造方法 | |
| WO2014071873A1 (zh) | 稀土磁铁成形用粉末和稀土磁铁省略气流粉碎工序的制造方法 | |
| EP3196896A1 (en) | Heavy rare earth free sintered nd-fe-b magnets and manufacturing process thereof | |
| CN111145973B (zh) | 一种含有晶界相的钐钴永磁体及其制备方法 | |
| CN108305735B (zh) | 高性能高电阻率烧结钐钴永磁材料、其制备方法与应用 | |
| JP6044866B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| CN104916382A (zh) | 稀土钴永磁体 | |
| CN102930974B (zh) | 一种基于湿度调节的烧结Nd-Fe-B系磁铁的制作方法 | |
| JP2013519792A5 (zh) | ||
| CN111081443A (zh) | 一种r-t-b系永磁材料及其制备方法和应用 | |
| CN105304252A (zh) | 一种无重稀土高性能钕铁硼永磁体及其制造方法 | |
| JP6370595B2 (ja) | マグネシウム粉末冶金焼結体の製造方法、そのマグネシウム粉末冶金焼結体およびマグネシウム粉末冶金材料 | |
| CN104001929B (zh) | 一种用机械合金化制造铜钨合金粉末的方法 | |
| CN106683814A (zh) | 钕铁硼磁体粉末的制备方法 | |
| CN103849809B (zh) | 一种往钕铁硼中加钬的方法 | |
| CN104299743A (zh) | 稀土类磁铁 | |
| CN106783123A (zh) | 钕铁硼材料的低温烧结制备方法 | |
| CN102839301B (zh) | 稀土钴基合金及其粉末和制备方法 | |
| WO2014056447A1 (zh) | 稀土合金磁性粉末成形体的制造方法和稀土磁铁的制造方法 | |
| JP4868182B2 (ja) | Ｓｍ−Ｒ−Ｔ−Ｂ（−Ｍ）系焼結磁石 | |
| CN111091945A (zh) | 一种r-t-b系永磁材料、原料组合物、制备方法、应用 | |
| CN102945747B (zh) | 一种采用温度控制的烧结Nd-Fe-B系磁铁的制作方法 | |
| CN103146993B (zh) | 一种耐热钕铁硼材料及其制备方法 | |
| JP4613186B2 (ja) | 希土類永久磁石の製造方法 | |
| WO2014059772A1 (zh) | 高抗腐蚀性Re-(Fe, TM)-B磁体及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190703 Address after: No. 1005 Anling Road, Huli District, Xiamen City, Fujian Province, 361000 Co-patentee after: FUJIAN CHANGTING GOLDEN DRAGON RARE-EARTH Co.,Ltd. Patentee after: XIAMEN TUNGSTEN Co.,Ltd. Address before: 361015 No. 1005 Anling Road, Huli District, Xiamen City, Fujian Province Patentee before: XIAMEN TUNGSTEN Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220706 Address after: 366300 new industrial zone, Changting Economic Development Zone, Longyan City, Fujian Province Patentee after: FUJIAN CHANGTING GOLDEN DRAGON RARE-EARTH Co.,Ltd. Address before: No. 1005 Anling Road, Huli District, Xiamen City, Fujian Province, 361000 Patentee before: XIAMEN TUNGSTEN Co.,Ltd. Patentee before: FUJIAN CHANGTING GOLDEN DRAGON RARE-EARTH Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 366300 new industrial zone, Changting Economic Development Zone, Longyan City, Fujian Province Patentee after: Fujian Jinlong Rare Earth Co.,Ltd. Address before: 366300 new industrial zone, Changting Economic Development Zone, Longyan City, Fujian Province Patentee before: FUJIAN CHANGTING GOLDEN DRAGON RARE-EARTH Co.,Ltd. |