CN104091687A - 稀土磁铁的制造方法、磁铁和异常大晶粒成因的检测方法 - Google Patents
稀土磁铁的制造方法、磁铁和异常大晶粒成因的检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104091687A CN104091687A CN201410368043.5A CN201410368043A CN104091687A CN 104091687 A CN104091687 A CN 104091687A CN 201410368043 A CN201410368043 A CN 201410368043A CN 104091687 A CN104091687 A CN 104091687A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crystal grain
- large crystal
- abnormal large
- abnormal
- rare
- 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.)
- Granted
Links
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 title claims abstract description 167
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 51
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 claims abstract description 62
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 152
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 58
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 30
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 19
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 11
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 8
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 29
- JGHZJRVDZXSNKQ-UHFFFAOYSA-N methyl octanoate Chemical compound CCCCCCCC(=O)OC JGHZJRVDZXSNKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 229910052774 Proactinium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- -1 micro Cu Chemical class 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高性能稀土磁铁的制造方法、磁铁和异常大晶粒成因的检测方法，其通过打磨所述稀土磁铁，获得异常大晶粒所在区域光滑表面，观察所述光滑表面中每一异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角是否呈现何种变化，并根据该种变化采取对应的措施，消除稀土磁铁中的异常大晶粒，从而获得Br、BH(max)、Hcj和耐热性均有显著上升的磁铁。
Description
技术领域
本发明涉及磁铁的制造方法、磁铁和检测方法，特别是涉及稀土磁铁的制造方法、磁铁和异常大晶粒成因的检测方法。
背景技术
稀土烧结磁体系主要包括具有强磁性的R2Fe14B相、用于消退R2Fe14B相晶粒之间的交换耦合退磁作用的非磁性富R相以及非磁性富B相的磁体。
在高性能的稀土磁体中，往往会增加R2Fe14B相所占的体积比例，相应地，富R相的体积减少，继而产生局部的富R相分布不足。为了改善上述不足，现有的稀土磁铁通常采用熔炼-甩带-吸氢-脱氢-气流磨-成形-烧结工艺，使富R相分布均匀。
在使用上述工艺制备稀土磁铁的过程中，为了不降低稀土磁铁的矫顽力和方形度，必须将主相晶粒的大小控制在3～10μm左右，并将氧含量降至2500ppm以下，但是在将烧结磁体的氧含量控制在2500ppm(约1at％)以下之时，在烧结过程中，晶粒就容易异常长大，形成异常大晶粒。另外，根据已知的常识，通过添加微量Cu等低熔点金属，可以在更宽的温度范围内进行热处理，以获得高矫顽力，并缓和矫顽力和冷却速度的依存性，然而，在上述低氧含量磁铁中添加Cu之时，可导致烧结过程中低熔点液相增加，容易发生晶粒异常长大(AGG)，形成异常大晶粒，并使方形度(SQ)显著降低。
当然，异常大晶粒不全由晶粒异常长大(AGG)形成，如图1的虚线部分所示，也有可能是吸氢过程中未充分吸氢，而在之后的气流磨过程又未及时将大颗粒筛选出，导致其进入成形工序所制得的压块中，并在烧结时形成了异常大晶粒，导致磁铁性能劣化。
由上可知，在磁铁的生产过程中，异常大晶粒从来源上可大体分为两种：1)其一为由于异常大颗粒的混入而形成的异常大晶粒，对于稀土磁铁的制作工序来说，如何获得符合要求的细粉是整个工序的重中之重，而控制异常大颗粒的混入是细粉制作工序的难点，为彻底排除异常大颗粒的混入带来的干扰，现有的方式是采用手动过筛的方式，其存在容易氧化、耗时长的问题，且由于超细粉的存在，具有一定的爆燃风险；2)其二为由于不恰当的原料组成或不恰当的工艺条件(如应力集中、烧结温度或低氧环境等)，在烧结过程中由正常晶粒异常生长而形成的异常大晶粒。上述异常大晶粒的形成会严重影响磁铁性能，为减少或消除磁铁的异常大晶粒，必须要尽快找出异常大晶粒的成因，以便于找到准确应对措施，消除不良现象，但目前尚无可以快速判断大晶粒成因的有效方法。
在以往的工序中，需要通过对细粉过筛排除是否混有异常大颗粒，并在烧结工序之后检测所获得烧结磁铁是否具有异常大晶粒，操作费工序、费时，亟待寻求一种可省略工序的制备方法。
发明内容
本发明的一目的在于克服现有技术之不足，提供一种稀土磁铁的制造方法，该制造方法省略现有对细粉过筛的工序，仅在烧结工序之后统一检测所获得烧结磁铁中异常大晶粒的成因，达到节省工序、提高效率的目的。
本发明提供的技术方式如下：
稀土磁铁的制造方法，其特征在于，包括如下的步骤：
1)通过熔炼、甩带、吸氢、气流磨、磁场成形和烧结的工序获得试制稀土磁铁；
2)打磨所述试制稀土磁铁，获得异常大晶粒所在区域的光滑表面；
3)观察所述光滑表面中每一异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角；
4)若发现每一异常大晶粒上的磁畴方向均与观察面的夹角同时呈现至少两种的变化之时，则通过在步骤1的气流磨之后增加去除粒径超过25μm的大颗粒的过筛工序，其余工序采用与步骤1相同的工序，制得不含有异常大晶粒的烧结磁体；
若发现每一异常大晶粒上的磁畴方向均与观察面的夹角仅呈现一种类型的变化之时，则调节烧结工序的工艺参数，其余步骤依照步骤1相同的工序，制得不含有异常大晶粒的烧结磁体；
若发现部分异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角同时呈现至少两种的变化，部分异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角仅呈现一种类型的变化之时，则在步骤1的气流磨之后增加去除粒径超过25μm的大颗粒的过筛工序，并调节烧结工序的工艺参数，其余工序采用与步骤1相同的工序，制得不含有异常大晶粒的稀土磁体。
本发明中，所述稀土磁铁为R-T-B系磁铁，含有R2Fe14B型主相，所述的R为包括Nd的至少一种稀土元素，所述T为包括Fe的过渡金属元素。
本发明所提及的稀土元素包括钇元素在内。
若某一异常大晶粒上的磁畴方向均与观察面的夹角仅呈现一种变化，则可判断上述的异常大晶粒是在烧结过程中由正常晶粒异常长大形成，这是由于，合金粉末在强磁场下成型时的取向导致磁体烧结时形成织构，那些较早结合的、晶粒位向非常一致的、晶界上无第二相的晶粒合并形成尺寸较大的晶粒吞食周围的小晶粒，形成异常粗大的晶粒，即发生了晶粒的聚集长大，晶粒的聚集长大导致矫顽力的明显降低，一般来讲，低钕、低氧含量、富钕相分布不均匀的钕铁硼永磁合金在较高温度下烧结时容易发生晶粒的聚集长大形成异常大晶粒。因此，由正常细粉在烧结过程中由正常晶粒异常长大形成的异常大晶粒在形成的过程中，形核的长大方向是一致的，其磁畴方向相对正常晶粒的磁畴方向变化一致。
若某一异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角同时呈现至少两种的变化，则可判断该异常大晶粒由混入的大颗粒在烧结阶段形成，这是由于，在甩带的过程中，主相晶体与相邻主相晶体之间的相对夹角是随机的，因此，在吸氢、气流磨的粉碎过程中所产生的异常大颗粒往往同时带有两种以上的晶体，上述异常大颗粒混入后在烧结过程中形成的异常大晶粒中，各个独立晶粒的磁畴方向与观察面的夹角呈现至少两种的变化。另外，异常大颗粒所形成的异常大晶粒也有可能发生异常长大，这部分异常长大的晶粒的磁畴方向与观察面的夹角同样呈现至少两种的变化。
在本发明的制备方法中，磁畴方向呈现至少两种变化的异常大晶粒需通过额外的过筛工序去除，而磁畴方向呈现一种变化的异常大晶粒可通过调节烧结温度、烧结时间或烧结气氛氧含量即可去除，从而消除稀土磁铁中的全部异常大晶粒，获得Br、BH(max)、Hcj和耐热性均有显著上升的磁铁。
对于气流磨获得不含有异常大颗粒的合格粉末而言，上述的制造方式可以简化生产工序(无需过筛工序)，减少生产成本，并提高生产效率。
需要说明的是，由于不恰当的原料组成或不恰当的工艺条件(如应力集中、烧结温度或低氧环境等)形成的异常大晶粒，往往不只一个，而是会同时形成数个，但同一磁铁中由正常晶粒异常长大形成的两个异常大晶粒的磁畴方向很难保持一致，因此，本发明中所述的一种变化所指的是某一异常大晶粒的磁畴方向相对正常晶粒的磁畴方向变化一致，而不是指不同异常大晶粒的磁畴方向相对正常晶粒的磁畴方向变化一致。
同样地，本发明中所述的至少两种的变化所指的是某一异常大晶粒的磁畴方向相对正常晶粒的磁畴方向变化不一致，而不是指不同异常大晶粒的磁畴方向相对正常晶粒的磁畴方向变化不一致。
在推荐的实施方式中，所述的异常大晶粒为其粒径超过25μm的晶粒。
在推荐的实施方式中，所述光滑表面垂直于C轴方向。
在推荐的实施方式中，通过偏光显微镜或电子背散射衍射观察所述磁畴方向。
本发明的另一目的在于提供一种稀土磁铁。
一种稀土磁铁，其特征在于：该磁铁为通过上述稀土磁铁的制造方法制得的不含有异常大晶粒的稀土磁铁。
在稀土烧结磁体中去除异常大晶粒之后，可以提高稀土烧结磁体的方形度和取向度。
本发明的再一目的在于提供一种异常大晶粒成因的检测方法。
异常大晶粒成因的检测方法，所述稀土磁铁通过至少包括熔炼、甩带、吸氢、气流磨、磁场成形和烧结的工序获得，并具有至少1个的异常大晶粒，其特征在于，包括如下的步骤：
1)打磨所述稀土磁铁，获得所述异常大晶粒所在区域的光滑表面；
2)观察所述光滑表面中每一异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角是否呈现至少两种的变化；
3)若一异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角呈现至少两种的变化，则该异常大晶粒由混入的异常大颗粒在烧结阶段形成。
需要说明的是，在本发明中，所述的异常大颗粒为其粒径超过25μm的粉末，所述的异常大晶粒为其粒径超过25μm的晶粒。
在推荐的实施方式中，所述光滑表面垂直于C轴方向。在对磁畴方向进行检测时，既可以选择垂直于C轴方向的光滑表面，也可以选择其他方向的光滑表面，只要该光滑表面能够满足观察到异常大晶粒磁畴方向与正常颗粒磁畴方向的相对变化的条件即可。
在推荐的实施方式中，通过偏光显微镜观察所述磁畴方向。利用偏光显微镜来观察磁畴方向，确定所述异常大晶粒的相对方向，该检测方法制样简单、操作方便，虽无法对晶粒的取向进行绝对方向上的测定，但其能完成对异常大晶粒相对取向的正确判断，继而判断出每一异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角呈现一种变化或至少两种的变化。
在推荐的实施方式中，也可以通过电子背散射衍射(EBSD)用于对晶粒的取向进行绝对方向上的测定，根据检测结果判定异常大晶粒是否由异常大颗粒形成。但其制样要求相对较高(抛光后样品表面无加工应力)，设备要求高(需同时配备相关功能附件的扫描电子显微镜)，同时还具有检测周期长、成本高的问题。
与现有技术相比，本发明具有如下的特点：
1)本发明则省略上述对细粉过筛的工序，仅在烧结工序之后检测所获得烧结磁铁中是否有异常大晶粒产生，并判断异常大晶粒的成因，达到节省工序、提高效率的目的。
2)本发明无需筛查各步工序，仅通过简单的检测，即可找出或者排除异常大晶粒的成因是否为异常大颗粒的混入，可便于找到准确应对措施，消除不良现象。
3)该检测方法通过观察烧结稀土磁铁异常大晶粒所在区域平面中每一异常大晶粒的磁畴形貌，确定晶粒的相对方向，若有一异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角呈现至少两种的变化，则可判断该异常大晶粒由混入的异常大颗粒在烧结阶段形成。
4)利用偏光显微镜来观察磁畴形貌，确定所述异常大晶粒的相对方向，该检测方法制样简单、操作方便，虽不能确定晶粒的绝对方向，但对于本发明来说，只需要了解相对方向，即可判断出异常大晶粒是否由混入的异常大颗粒在烧结阶段形成。
5)对于异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角呈现至少两种变化的磁铁来说，可通过调节甩带、吸氢、气流磨的装置和工艺参数，以消除异常大颗粒的混入，消除不良现象；对于异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角呈现一种变化的磁铁来说，则可以简化排查工序，尽快找到准确应对措施。
附图说明
图1为判断异常大颗粒成因的过程，虚线为以现有方法判断异常大颗粒成因的过程，实线为根据本发明提供的方法判断异常大颗粒成因的过程。
图2为实施例一中异常大晶粒的磁畴方向检测图。
图3为实施例一中异常大晶粒的磁畴方向示意图。
图4为实施例三中异常大晶粒的磁畴方向检测图。
图5为实施例三中异常大晶粒的磁畴方向示意图。
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。
实施例一
原料配制过程：准备纯度99.5％的Nd、工业用Fe-B、工业用纯Fe、纯度99.9％的Co和纯度99.5％的Cu、Al，以原子百分比at％配制。
表1 各元素的配比(at％)
按照表1中元素组成进行配制，称量、配制了10Kg的原料。
熔炼过程：取配制好的原料放入氧化铝制的坩埚中，在中频真空感应熔炼炉中在10-2Pa的真空中以1500℃以下的温度进行真空熔炼。
铸造过程：在真空熔炼后的熔炼炉中通入Ar气体使气压达到5万Pa后，使用单辊急冷法进行铸造，以102℃/秒～104℃/秒的冷却速度获得急冷合金，将急冷合金在550℃进行60分钟的保温热处理，然后冷却到室温。
氢破粉碎过程：在室温下将放置急冷合金的氢破用炉抽真空，而后向氢破用炉内通入纯度为99.5％的氢气至压力0.1MPa，放置120分钟后，边抽真空边升温，在500℃的温度下抽真空2小时，之后进行冷却，取出氢破粉碎后的粉末。
微粉碎工序：在氧化气体含量100ppm以下的氮气气氛下，在粉碎室压力为0.4MPa的压力下对氢破粉碎后的粉末进行气流磨粉碎，得到D50为4.9μm的细粉，手动过筛，去除粒径25μm以上的异常大颗粒。
氧化气体指的是氧或水分。
在气流磨粉碎后的粉末中添加辛酸甲酯，辛酸甲酯的添加量为混合后粉末重量的0.2％，再用V型混料机充分混合。
磁场成形过程：使用直角取向型的磁场成型机，在1.8T的取向磁场中，在0.4ton/cm2的成型压力下，将上述添加了辛酸甲酯的粉末一次成形成边长为25mm的立方体，一次成形后在0.2T的磁场中退磁。
为使一次成形后的成形体不接触到空气，将其进行密封，再使用二次成形机(等静压成形机)在1.4ton/cm2的压力下进行二次成形。
烧结过程：将各成形体搬至烧结炉进行烧结，烧结在10-3Pa的真空下，在200℃和800℃的温度下各保持2小时后，以1070℃的温度烧结2小时，之后通入Ar气体使气压达到0.1MPa后，冷却至室温。
加工过程：烧结体加工成Φ15mm、厚度5mm的磁铁，5mm方向为磁场取向方向。
显微结构评价：随机选择6块加工后的磁铁进行显微结构评价，打磨上述稀土磁铁，获得异常大晶粒所在区域的光滑表面，该光滑表面垂直C轴方向，利用偏光显微镜观察光滑表面中异常大晶粒的磁畴方向，共发现9个异常大晶粒(编号分别为A、B、C、D、E、F、G、H、I)。结果如图2中所示，每一异常大晶粒上的磁畴方向均与观察面的夹角呈现一种变化(异常大晶粒内部颜色和图案一致)，但各个异常大晶粒的磁畴方向相对正常晶粒的磁畴方向变化随机，无法保持一致。为便于理解，还制作了异常大晶粒磁畴方向的示意图，具体见图3中所示，1为异常大晶粒。
结论：由于申请人已经在气流磨之后通过手工过筛去除了粒径25μm以上的异常大颗粒，上述异常大晶粒是在烧结过程中由正常晶粒异常长大形成，这与本检测方法所得到的结论一致。
实施例二
实施二与实施例一不同的是，改变了烧结工序。
改变后的烧结工序如下：将各成形体搬至烧结炉进行烧结，烧结在10-3Pa的真空下，在200℃和600℃的温度下各保持2小时后，以1020℃的温度烧结2小时，之后通入Ar气体使气压达到0.1MPa后，冷却至室温。
显微结构评价：随机选择20块加工后的磁铁进行显微结构评价，未发现异常大晶粒。
磁性能评价过程：从实施例一所制得的烧结磁铁中随机选择20块，使用中国计量院的NIM-10000H型BH大块稀土永磁无损测量系统进行磁性能检测，获取平均值。
从实施例二所制得的烧结磁铁中随机选择20块，使用中国计量院的NIM-10000H型BH大块稀土永磁无损测量系统进行磁性能检测，获取平均值。
BHH为Hcj和(BH)max的数值之和。
实施例和比较例的磁铁的评价结果如表2中所示：
表2 实施例和比较例的磁性能评价情况
实施例三
原料配制过程：准备纯度99.5％的Nd、工业用Fe-B、工业用纯Fe、纯度99.9％的Co和纯度99.5％的Al，以原子百分比at％配制。
表3 各元素的配比(at％)
按照表3中元素组成进行配制，称量、配制了10Kg的原料。
熔炼过程：取配制好的原料放入氧化铝制的坩埚中，在中频真空感应熔炼炉中在10-2Pa的真空中以1500℃以下的温度进行真空熔炼。
铸造过程：在真空熔炼后的熔炼炉中通入Ar气体使气压达到3万Pa后，使用单辊急冷法进行铸造，以102℃/秒～104℃/秒的冷却速度获得急冷合金。
氢破粉碎过程：在室温下将放置急冷合金的氢破用炉抽真空，而后向氢破用炉内通入纯度为99.5％的氢气至压力0.1MPa，放置125分钟后，边抽真空边升温，在500℃的温度下抽真空2小时，之后进行冷却，取出氢破粉碎后的粉末。
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0.45MPa的压力下对氢破粉碎后的粉末进行气流磨粉碎，得到细粉，细粉的D50为4.3μm。
在气流磨粉碎后的粉末中添加辛酸甲酯，辛酸甲酯的添加量为混合后粉末重量的0.25％，再用V型混料机充分混合。
磁场成形过程：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，将上述添加了辛酸甲酯的粉末一次成形成边长为25mm的立方体，一次成形后在0.2T的磁场中退磁。
为使一次成形后的成形体不接触到空气，将其进行密封，再使用二次成形机(等静压成形机)在1.0ton/cm2的压力下进行二次成形。
烧结过程：将各成形体搬至烧结炉进行烧结，烧结在10-3Pa的真空下，在200℃和800℃的温度下各保持3小时后，以1000℃的温度烧结2小时，之后通入Ar气体使气压达到0.1MPa后，冷却至室温。
热处理过程：烧结体在高纯度Ar气中，以620℃温度进行1小时热处理后，冷却至室温后取出。
加工过程：经过热处理的烧结体加工成Φ15mm、厚度5mm的磁铁，5mm方向为磁场取向方向。
显微结构评价：随机选择5块加工后的磁铁进行显微结构评价，打磨所述稀土磁铁，获得异常大晶粒所在区域光滑表面，该光滑表面垂直C轴方向，观察光滑表面中异常大晶粒的磁畴方向，共发现6个异常大晶粒(编号分别为A、B、C、D、E、F)，结果如图4中所示，6个异常大晶粒上的磁畴方向均与观察面的夹角呈现至少两种变化(异常大晶粒内部颜色和/或图案不一致)。为便于理解，还制作了异常大晶粒磁畴方向的示意图，具体见图5中所示，2为异常大晶粒。
结论：异常大颗粒在烧结过程中形成了磁畴方向与观察面的夹角呈现至少两种变化的异常大晶粒。
需要说明的是，虽然在本实施例中，6个异常大颗粒形成的异常大晶粒的磁畴方向均与观察面的夹角呈现至少两种的变化，但是，在极少数的情况下，会有少量异常大颗粒在烧结后形成的异常大晶粒的磁畴方向一致的情况，亦即，有极少数异常大晶粒可能是由单一晶体的异常大颗粒烧结后得到，然而，由于单一晶体的异常大颗粒的数量远远小于两种以上晶体的异常大颗粒的数量(占比0.01wt％以下)，因此，在烧结磁体有单一晶体的异常大颗粒烧结后得到的异常大晶粒时，必然同时有两种以上晶体的异常大颗粒烧结后得到的异常大晶粒存在，并根据观察到的至少两种的变化(两种以上晶体的异常大颗粒烧结后得到的异常大晶粒)来判断是否有大颗粒的混入。鉴于上述理由，本发明无法检测到所有异常大颗粒混入的情形，但可用最简单的设备和方式检测到绝大多数异常大颗粒混入的情形，而后再依据检测结果给出相应应对措施。
另外，如实施例1中所描述的，由正常晶粒异常长大形成异常大晶粒的磁畴方向无一例外全部与观察面的夹角呈现一种变化，因此，如图1中实线部分所示，只要在任一磁铁中观察到至少两种变化的情形，即可判定为由有异常大颗粒的混入。
实施例四
实施四与实施例三不同的是，改变了微粉碎工序。
改变后的微粉碎工序如下：在氧化气体含量100ppm以下的气氛下，在粉碎室压力为0.45MPa的压力下对氢破粉碎后的粉末进行气流磨粉碎，得到细粉，细粉的D50为4.3μm。
将上述细粉手工过筛，去除粒径超过25μm的异常大颗粒。
在过筛后的粉末中添加辛酸甲酯，辛酸甲酯的添加量为混合后粉末重量的0.25％，再用V型混料机充分混合。
显微结构评价：随机选择20块加工后的磁铁进行显微结构评价，未发现异常大晶粒。
磁性能评价过程：从实施例三所制得的烧结磁铁中随机选择20块，使用中国计量院的NIM-10000H型BH大块稀土永磁无损测量系统进行磁性能检测，获取平均值。
从实施例四所制得的烧结磁铁中随机选择20块，使用中国计量院的NIM-10000H型BH大块稀土永磁无损测量系统进行磁性能检测，获取平均值。
BHH为Hcj和(BH)max的数值之和。
实施例和比较例的磁铁的评价结果如表4中所示：
表4 实施例和比较例的磁性能评价情况
上述实施例仅用来进一步说明本发明的几种具体的实施方式，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。
Claims (10)
1.稀土磁铁的制造方法，其特征在于，包括如下的步骤：
1)通过熔炼、甩带、吸氢、气流磨、磁场成形和烧结的工序获得试制稀土磁铁；
2)打磨所述试制稀土磁铁，获得异常大晶粒所在区域的光滑表面；
3)观察所述光滑表面中每一异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角；
4)若发现每一异常大晶粒上的磁畴方向均与观察面的夹角同时呈现至少两种的变化之时，则通过在步骤1的气流磨之后增加去除粒径超过25μm的大颗粒的过筛工序，其余工序采用与步骤1相同的工序，制得不含有异常大晶粒的烧结磁体；
若发现每一异常大晶粒上的磁畴方向均与观察面的夹角仅呈现一种类型的变化之时，则调节烧结工序的工艺参数，其余步骤依照步骤1相同的工序，制得不含有异常大晶粒的烧结磁体；
若发现部分异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角同时呈现至少两种的变化，部分异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角仅呈现一种类型的变化之时，则在步骤1的气流磨之后增加去除粒径超过25μm的大颗粒的过筛工序，并调节烧结工序的工艺参数，其余工序采用与步骤1相同的工序，制得不含有异常大晶粒的稀土磁体。
2.根据权利要求1所述的稀土磁铁的制造方法，其特征在于：所述稀土磁铁为R-T-B系磁铁，含有R2Fe14B型主相，所述的R为包括Nd的至少一种稀土元素，所述T为包括Fe的过渡金属元素。
3.根据权利要求1或2所述的稀土磁铁的制造方法，其特征在于：所述的异常大晶粒为其粒径超过25μm的晶粒。
4.根据权利要求2所述的稀土磁铁的制造方法，其特征在于：所述光滑表面垂直于C轴方向。
5.根据权利要求4所述的稀土磁铁的制造方法，其特征在于：通过偏光显微镜或电子背散射衍射观察所述磁畴方向。
6.一种稀土磁铁，其特征在于：该磁铁为通过权利要求1的制造方法制得的不含有异常大晶粒的稀土磁铁。
7.异常大晶粒成因的检测方法，所述稀土磁铁通过至少包括熔炼、甩带、吸氢、气流磨、磁场成形和烧结的工序获得，并具有至少1个的异常大晶粒，其特征在于，包括如下的步骤：
1)打磨所述稀土磁铁，获得所述异常大晶粒所在区域的光滑表面；
2)观察所述光滑表面中每一异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角是否呈现至少两种的变化；
3)若一异常大晶粒上的磁畴方向与观察面的夹角呈现至少两种的变化，则该异常大晶粒由混入的异常大颗粒在烧结阶段形成。
8.根据权利要求7所述的异常大晶粒成因的检测方法，其特征在于：所述的异常大颗粒为其粒径超过25μm的粉末，所述的异常大晶粒为其粒径超过25μm的晶粒。
9.根据权利要求8所述的异常大晶粒成因的检测方法，其特征在于：所述光滑表面垂直于C轴方向。
10.根据权利要求7所述的异常大晶粒成因的检测方法，其特征在于：通过偏光显微镜或电子背散射衍射观察所述磁畴方向。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410368043.5A CN104091687B (zh) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | 稀土磁铁的制造方法、磁铁和异常大晶粒成因的检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410368043.5A CN104091687B (zh) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | 稀土磁铁的制造方法、磁铁和异常大晶粒成因的检测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104091687A true CN104091687A (zh) | 2014-10-08 |
| CN104091687B CN104091687B (zh) | 2016-04-06 |
Family
ID=51639395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410368043.5A Active CN104091687B (zh) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | 稀土磁铁的制造方法、磁铁和异常大晶粒成因的检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104091687B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106710769A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-05-24 | 河北工业大学 | 一种Nd‑Fe‑B永磁薄带磁体及其制备方法 |
| CN108735412A (zh) * | 2017-04-19 | 2018-11-02 | 丰田自动车株式会社 | 稀土磁体的制造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08148320A (ja) * | 1994-11-25 | 1996-06-07 | Kinya Adachi | 合金および金属間化合物擬単磁区磁性材料粉末の製造 |
| CN101532970A (zh) * | 2008-03-11 | 2009-09-16 | 宝山钢铁股份有限公司 | 多晶体中各组成晶粒的晶体取向和微观力学性能测定方法 |
| CN102103093A (zh) * | 2009-12-22 | 2011-06-22 | 鞍钢股份有限公司 | 一种大尺寸晶粒取向的检测方法 |
| CN103278517A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-09-04 | 钢铁研究总院 | 一种测量取向硅钢晶粒取向差的方法 |
| CN103480836A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-01-01 | 宁波韵升股份有限公司 | 烧结钕铁硼粉料的造粒方法 |
| CN103831435A (zh) * | 2014-01-27 | 2014-06-04 | 厦门钨业股份有限公司 | 磁体合金粉末与其磁体的制造方法 |
-
2014
- 2014-07-30 CN CN201410368043.5A patent/CN104091687B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08148320A (ja) * | 1994-11-25 | 1996-06-07 | Kinya Adachi | 合金および金属間化合物擬単磁区磁性材料粉末の製造 |
| CN101532970A (zh) * | 2008-03-11 | 2009-09-16 | 宝山钢铁股份有限公司 | 多晶体中各组成晶粒的晶体取向和微观力学性能测定方法 |
| CN102103093A (zh) * | 2009-12-22 | 2011-06-22 | 鞍钢股份有限公司 | 一种大尺寸晶粒取向的检测方法 |
| CN103278517A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-09-04 | 钢铁研究总院 | 一种测量取向硅钢晶粒取向差的方法 |
| CN103480836A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-01-01 | 宁波韵升股份有限公司 | 烧结钕铁硼粉料的造粒方法 |
| CN103831435A (zh) * | 2014-01-27 | 2014-06-04 | 厦门钨业股份有限公司 | 磁体合金粉末与其磁体的制造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106710769A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-05-24 | 河北工业大学 | 一种Nd‑Fe‑B永磁薄带磁体及其制备方法 |
| CN106710769B (zh) * | 2017-03-27 | 2019-04-12 | 河北工业大学 | 一种Nd-Fe-B永磁薄带磁体及其制备方法 |
| CN108735412A (zh) * | 2017-04-19 | 2018-11-02 | 丰田自动车株式会社 | 稀土磁体的制造方法 |
| CN108735412B (zh) * | 2017-04-19 | 2020-06-05 | 丰田自动车株式会社 | 稀土磁体的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104091687B (zh) | 2016-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI704238B (zh) | 低B含量的R-Fe-B系燒結磁鐵及其製備方法 | |
| CN107077965B (zh) | R-t-b系烧结磁体的制造方法 | |
| CN105321647B (zh) | 稀土磁铁用急冷合金和稀土磁铁的制备方法 | |
| US20160027564A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING RFeB SYSTEM SINTERED MAGNET AND RFeB SYSTEM SINTERED MAGNET PRODUCED BY THE SAME | |
| TWI617676B (zh) | 複合含有Ｐｒ和Ｗ的Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系稀土燒結磁鐵 | |
| CN104674115A (zh) | 一种低b的稀土磁铁 | |
| TWI727865B (zh) | 稀土永磁材料及其原料組合物、製備方法和應用 | |
| 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 | |
| CN104952574A (zh) | 一种含W的Nd-Fe-B-Cu系烧结磁铁 | |
| US10020099B2 (en) | Rare earth based magnet | |
| CN112435820A (zh) | 一种高性能烧结钕铁硼磁体及其制备方法 | |
| CN104091687B (zh) | 稀土磁铁的制造方法、磁铁和异常大晶粒成因的检测方法 | |
| CN104299743A (zh) | 稀土类磁铁 | |
| CN105355352A (zh) | 一种低矫顽力的钐钴磁体及其制备方法 | |
| CN106575568B (zh) | 永久磁铁、电动机、以及发电机 | |
| CN104752048A (zh) | 一种烧结钕铁硼永磁体的制作方法 | |
| CN105118595B (zh) | 一种复合含有Gd和Mn的稀土磁铁 | |
| CN104078178A (zh) | 稀土类磁体 | |
| WO2016155674A1 (zh) | 一种含有Ho和W的稀土磁铁 | |
| CN105033204B (zh) | 一种用于烧结磁体的急冷合金片 | |
| CN106158202B (zh) | 一种含有Ho和W的稀土磁铁 | |
| KR20230128177A (ko) | Fe계 영구자석의 제조방법 및 이로부터 제조된 Fe계 영구자석 |
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 | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190628 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: 20220701 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. |