CN104167271B - 一种高电阻率稀土铁系R‑Fe‑B 磁体及其制备方法 - Google Patents
一种高电阻率稀土铁系R‑Fe‑B 磁体及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高电阻率稀土铁系R‑Fe‑B 磁体，其由若干稀土铁系的磁粉层与若干氧化物或氟化物的微粉层交替压合构成的夹芯结构，所述夹芯结构的最外层为磁粉层。本发明还公开了该高电阻率稀土铁系R‑Fe‑B 磁体的一种制备方法。本发明在基本不改变剩磁、矫顽力及其它磁特性的情况下，就可以获得高电阻率的高性能磁体，而将该磁体应用到电机特别是中大功率高速旋转电机的转子上，可使旋转电机中的涡流损失大大降低，电机的效率得以提高。本发明能够在保持优异磁性能的前提下，具有高电阻率薄层或绝缘薄层隔开的磁体及其制备成型方法，从而获得高电阻率的磁体，从而减小了涡流损失及磁体发热导致的磁性能下降。
Description
技术领域
本发明涉及稀土永磁材料制造领域，特别是涉及一种高电阻率的稀土铁系R-Fe-B磁体及其制备方法。
背景技术
近年来，随着各种电机的小型化、高性能化，加之节能环保问题的凸显，高性能的R-Fe-B 系烧结磁体的使用量快速的增加。R-Fe-B 系烧结磁体的应用范围已经扩展到电动汽车和风力发电机等领域。但是R-Fe-B 系烧结磁体属于金属磁体，电阻低，应用于旋转电机中则存在涡流损失大，使电机效率下降的问题。因此就要求提高R-Fe-B 系烧结磁体的电阻率。
目前研究及生产方向是：在R-Fe-B 系磁粉中添加至少一种稀土氧化物或氟化物，或取代Fe的金属元素中的至少一种元素的氟化物或氧化物粉末制成的高电阻率磁体。还有用低氧R-Fe-B低电阻率和高氧R-Fe-B的高电阻率不同磁粉，在成型时分层加料后压制。然而，上述各种磁体在将磁体的电阻率提高的同时，又引起了磁体磁性能大幅度的下降，特别是大功率旋转电机。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够保证永磁体磁性能基本不变的基础上并具有高电阻率的稀土铁系R-Fe-B 磁体及其制备方法。
本发明的一种高电阻率稀土铁系R-Fe-B 磁体，其由若干层稀土铁系的磁粉与若干薄层氧化物或氟化物的微粉交替填充压合构成的夹芯结构，所述夹芯结构的主结构层为磁粉层；所述微粉薄层为稀土元素、Al、Zr、Ti、Nb、Hf或半导体元素的氧化物或者氟化物。
本发明所述高电阻率稀土铁系R-Fe-B 磁体的制备方法，包括将原料磁体制成磁体粉末的步骤一、将磁体粉末在成型压机中进行取向压型得到压坯的步骤二以及将压坯置入真空烧结炉内烧结获得烧结磁体的步骤三，其特征在于，在进行步骤二的过程中，先向模腔中装入磁粉层，再向该磁粉层的表面装入氧化物或氟化物等的微粉层，如此往复地装料完毕后再进行常规的取向压制。
本发明所述高电阻率稀土铁系R-Fe-B 磁体的制备方法中，步骤一所述磁体粉末平均粒径2-5微米，步骤二所述微粉平均粒径1-3微米。
本发明所述高电阻率稀土铁系R-Fe-B 磁体的制备方法中，步骤二所装入的磁粉层厚度2-6mm，微粉层厚度3-6微米。
本发明所述高电阻率稀土铁系R-Fe-B 磁体的制备方法中，步骤二所述氧化物或氟化物层通过惰性气体喷枪喷入。所述惰性气体可以为常用的氮气、氦气、氖气、氩气等。
本发明中所述原料磁体可以为钕铁硼速凝薄片，其可购自如安徽大地熊新材料股份有限公司、安徽包钢稀土永磁合金制造有限责任公司等专业的钕铁硼速凝薄片生产企业，或者其也可通过常规的钕铁硼速凝薄片制备工艺如在真空感应熔炼炉中熔炼得到，本发明以安徽包钢稀土永磁合金制造有限责任公司生产的牌号为40UH、成分为：Nd26.5Dy5.5B1.03Nb0.1Al0.1Col.0Cu0.1Ga0.1Fe65.57（质量百分含量）的钕铁硼合金铸片为例。
本发明对铸锭及废旧磁体回收料生产的钕铁硼磁体也是适用的。
本发明在基本不改变剩磁、矫顽力及其它磁特性的情况下，就可以获得高电阻率的高性能磁体。而将该磁体应用到电机特别是中大功率高速旋转电机的转子上，可使旋转电机中的涡流损失大大降低，电机的效率得以提高。本发明能够在保持优异磁性能的前提下，具有高电阻率薄层或绝缘薄层隔开的磁体及其制备成型方法，从而获得高电阻率的磁体，从而减小了涡流损失及磁体发热导致的磁性能下降。
具体实施方式
下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。
实施例1
a、采用牌号40UH、成分为：Nd26.5Dy5.5B1.03Nb0.1Al0.1Col.0Cu0.1Ga0.1Fe65.57（质量百分含量）的熔炼钕铁硼合金铸片，采用氢破碎加气流磨制粉工艺，制成平均粒径3.2微米的原料微粉待用。
b、加料入装料斗，做40*40*25（取向尺寸）方块规格的坯料，模腔装粉高度2-4mm时，通过氩气喷枪喷一层配备好的平均粒径2.5微米的氧化镝微粉，如此往复地装料完毕，在磁场强度为2.0T磁场中取向并压制成型，得到压坯。
c、接着将压坯等静压后，置入真空烧结炉内，进行 1030℃ ×4hr 的烧结固溶后风冷，再进行 900℃ ×3hr 和 520℃ ×5hr 的回火处理；即获得烧结磁体。所制备磁体的测得的平均各项磁性能指标，及沿压制方向加工出 1×1×5mm 包含一个隔层的细长棒测量电阻率，见表1。
对比例1
a、用配方40UH：Nd26.5Dy5.5B1.03Nb0.1Al0.1Col.0Cu0.1Ga0.1Fe65.57（质量百分含量）的成分，熔炼钕铁硼合金铸片，采用氢破碎加气流磨制粉工艺，制成平均粒径3.2微米的原料粉末待用。
b、加料入装料斗，做40*40*25（取向尺寸）方块规格的坯料，整过加料过程不喷氧化镝微粉，做纯粉坯料，在磁场强度为2.0T磁场中取向并压制成型，得到初压坯料。
c、接着将压坯等静压后，置入真空烧结炉内，进行 1030℃ ×4hr 的烧结固溶后风冷，再进行 900℃ ×3hr 和 520℃ ×5hr 的回火处理；即获得烧结磁体。所制备磁体的测得的平均各项磁性能指标，及沿压制方向加工出 1×1×5mm包含一个隔层的细长棒测量电阻率，见表1。
实施例2
a、用配方40UH：Nd26.5Dy5.5B1.03Nb0.1Al0.1Col.0Cu0.1Ga0.1Fe65.57（质量百分含量）的成分，熔炼钕铁硼合金铸片，采用氢破碎加气流磨制粉工艺，制成平均粒径3.2微米的原料粉末待用。
b、加料310克入装料斗，做40*40*25（取向尺寸）方块规格的坯料，模腔装粉高度2-4mm时，就喷一层配备好的平均粒径2.5微米的氟化镝微粉，如此往复地装料完毕，在磁场强度为2.0T磁场中取向并压制成型，得到压坯。
c、接着将压坯等静压后，置入真空烧结炉内，进行 1030℃ ×4hr 的烧结固溶后风冷，再进行 900℃ ×3hr 和 520℃ ×5hr 的回火处理；即获得烧结磁体。所制备磁体的测得的平均各项磁性能指标，及沿压制方向加工出 1×1×5mm 包含一个隔层的细长棒测量电阻率，见表1。
实施例3
a、用配方40UH：Nd26.5Dy5.5B1.03Nb0.1Al0.1Col.0Cu0.1Ga0.1Fe65.57（质量百分含量）的成分，熔炼钕铁硼合金铸片，采用氢破碎加气流磨制粉工艺，制成平均粒径3.2微米的原料粉末待用。
b、加料入装料斗，做40*40*25（取向尺寸）方块规格的坯料，模腔装粉高度2-4mm时，就喷一层配备好的平均粒径2.5微米的氧化铝微粉，如此往复地装料完毕，在磁场强度为2.0T磁场中取向并压制成型，得到压坯。
c、接着将压坯等静压后，置入真空烧结炉内，进行 1030℃ ×4hr 的烧结固溶后风冷，再进行 900℃ ×3hr 和 520℃ ×5hr 的回火处理；即获得烧结磁体。所制备磁体的测得的平均各项磁性能指标，及沿压制方向加工出 1×1×5mm 包含一个隔层的细长棒测量电阻率，见表1。
实施例4
a、用配方40UH：Nd26.5Dy5.5B1.03Nb0.1Al0.1Col.0Cu0.1Ga0.1Fe65.57（质量百分含量）的成分，熔炼钕铁硼合金铸片，采用氢破碎加气流磨制粉工艺，制成平均粒径3.2微米的原料粉末待用。
b、加料入装料斗，做40*40*25（取向尺寸）方块规格的坯料，模腔装粉高度2-4mm时，就喷一层配备好的平均粒径2.5微米的氧化锗微粉，如此往复地装料完毕，在磁场强度为2.0T磁场中取向并压制成型，得到压坯。
c、接着将压坯等静压后，置入真空烧结炉内，进行 1030℃ ×4hr 的烧结固溶后风冷，再进行 900℃ ×3hr 和 520℃ ×5hr 的回火处理；即获得烧结磁体。所制备磁体的测得的平均各项磁性能指标，及沿压制方向加工出 1×1×5mm 包含一个隔层的细长棒测量电阻率，见表1。
由表1看：实施实例1-4和对比例1相比获得的磁体，在基本保持原高磁性能的同时，磁体的电阻率显著提高。此发明的技术方案具有实现成本很低的特点，加之烧结磁体收缩的原因，微粉隔层可控制在1-3mm之间，可满足需要高电阻率隔层在产品需要的方向，应用前景可观。在电机特别是中大功率高速旋转电机的转子上，可使旋转电机中的涡流损失大大降低，电机的效率得以提高。
Claims (4)
1.高电阻率稀土铁系R-Fe-B 磁体的制备方法，包括将原料磁体制成磁体粉末的步骤一、将磁体粉末进行取向压型得到压坯的步骤二以及将压坯置入真空烧结炉内烧结获得烧结磁体的步骤三，其特征在于，在进行步骤二的过程中，先向模腔中装入磁粉层，再向该磁粉层的表面装入氧化物或氟化物等的微粉层，如此往复地装料完毕后再进行常规的取向压制；所述高电阻率稀土铁系R-Fe-B 磁体，其由若干层稀土铁系的磁粉与若干薄层氧化物或氟化物的微粉交替填充压合构成的夹芯结构，所述夹芯结构的主结构层为磁粉层；所述微粉薄层为稀土元素、Al、Zr、Ti、Nb、Hf或半导体元素的氧化物或者氟化物。
2.如权利要求1所述高电阻率稀土铁系R-Fe-B 磁体的制备方法，其特征在于，步骤一所述磁体粉末平均粒径2-5微米，步骤二所述微粉平均粒径1-3微米。
3.如权利要求1所述高电阻率稀土铁系R-Fe-B 磁体的制备方法，其特征在于，步骤二所装入的磁粉层厚度2-6mm，微粉层厚度3-6微米。
4.如权利要求1所述高电阻率稀土铁系R-Fe-B 磁体的制备方法，其特征在于，步骤二所述氧化物或氟化物层通过惰性气体喷枪喷入。
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