CN105118654A - 一种高热稳定性n48h烧结钕铁硼磁体的制备方法 - Google Patents
一种高热稳定性n48h烧结钕铁硼磁体的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高热稳定性N48H烧结钕铁硼磁体的制备方法，该方法通过复合添加镝、钴、铜、铝、铌、镓等元素，改变钕铁硼晶粒的化学成分及磁体微结构。通过近快速凝固鳞片铸锭（SC）、氢破碎（HD）及气流磨制粉（JM）等技术制备出主、辅合金，按一定比例混合，最终获得高热稳定性的烧结钕铁硼永磁体。本发明制得的烧结钕铁硼磁体具有低温度系数、耐高温的优点，且本发明所述的磁体不含价格昂贵的稀土铽，配方成本优势明显。
Description
技术领域
本发明涉及磁性材料技术领域，特别是涉及一种高热稳定性N48H烧结钕铁硼磁体的制备方法。
背景技术
烧结钕铁硼稀土永磁材料自发明至今，其应用领域已遍及电力技术、电讯技术、汽车技术、计算机技术、生物医学及家用电器等行业领域。磁性能和稳定性是评价永磁材料技术先进性的两个重要方面。永磁材料的磁性能主要用剩磁、矫顽力、最大磁能积、方形度等参数进行评价。
永磁材料的稳定性主要用温度稳定性和时间稳定性来评价。温度稳定性主要包括两个方面的内容：一是最高使用温度。如果最高使用温度太低则其应用范围就会受到很大的限制。例如，普通钕铁硼磁体的最高使用温度是80℃，这就限制了其不能应用于电机等环境温度较高的领域。二是温度系数。有些领域虽然使用环境温度不是很高，但要求当环境温度发生变化时磁体的磁性能基本保持不变，或者只能在仪器误差允许的范围内变化，如精密仪表等行业用的磁体。前者属于耐高温磁体，后者属于低温度系数磁体。
发明内容
为了克服温度稳定性的不足，本发明提供了一种高热稳定性N48H烧结钕铁硼磁体的制备方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种高热稳定性N48H烧结钕铁硼磁体的制备方法，具体步骤如下：
(1)利用真空感应速凝铸片炉分别将配比好的主、辅合金原材料在1380℃下进行熔炼，主合金名义成分为(PrNd)30Co3Nb0.2Fe65.8B1，辅合金名义成分为(PrNd)10Dy30Cu2Al6Ga4Fe47B1；熔炼制成厚度为0.2-0.5mm的合金薄片；
(2)分别将主、辅合金通过氢碎工序，破碎成120-200μm的钕铁硼合金颗粒；
(3)将步骤(2)得到的主、辅合金颗粒进一步经过气流磨破碎成2.5-3.0μm的钕铁硼合金粉末；
(4)将主、辅合金按照一定的比例均匀混合，再利用三维搅拌机将混合后的粉料充分搅拌均匀；
(5)利用磁场压机，将步骤(4)中粉末在1.8T的磁场下取向成型，再经过冷等静压，压力为200MPa，得到的初坯密度为4.5-5.0g/cm3；
(6)将压坯置于真空烧结炉中，在1060-1100℃烧结保温3-4小时；一级回火温度为850-950℃，保温1-2小时；二级回火温度为450-600℃，保温3-4小时；最终获得烧结永磁体。
所述步骤(3)中，在气流磨前向主、辅合金颗粒中添加抗氧化剂和汽油。抗氧化剂的添加量为每公斤粉料添加1g，汽油的添加量为每公斤粉料添加0.5g。
所述步骤(4)中主、辅相合金粉末混合的质量比为15:1。
所述步骤(6)中烧结温度为1070℃，烧结时间为4小时；一级回火温度为900℃，保温2小时；二级回火温度为500℃，保温4小时。
本发明的有益效果：
本发明通过复合添加镝、钴、铜、铝、铌、镓等元素，改变钕铁硼晶粒的化学成分及磁体微结构，使制得的烧结钕铁硼磁体具有低温度系数、耐高温的优点，且本发明所述的磁体不含价格昂贵的稀土铽，配方成本优势明显。
具体实施方式
本发明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
一种高热稳定性N48H烧结钕铁硼磁体的制备方法，具体步骤如下：
(1)利用真空感应速凝铸片炉分别将配比好的主、辅合金原材料在1380℃下进行熔炼，主合金名义成分为(PrNd)30Co3Nb0.2Fe65.8B1，辅合金名义成分为(PrNd)10Dy30Cu2Al6Ga4Fe47B1；熔炼制成厚度为0.2-0.5mm的合金薄片；
(2)分别将主、辅合金通过氢碎工序，破碎成120-200μm的钕铁硼合金颗粒；
(3)向步骤2)得到的主、辅合金颗粒分别添加抗氧化剂和汽油，并充分搅拌，抗氧化剂的添加量为每公斤粉料添加1g，汽油的添加量为每公斤粉料添加0.5g。进一步将上述的主、辅合金颗粒经过气流磨破碎成2.5-3.0μm的钕铁硼合金粉末；
(4)将主、辅合金按照质量比15:1均匀混合，再利用三维搅拌机将混合后的粉料充分搅拌均匀；
(5)利用磁场压机，将步骤4)中粉末在1.8T的磁场下取向成型，再经过冷等静压，压力为200MPa，得到的初坯密度为4.5-5.0g/cm3；
(6)将压坯置于真空烧结炉中，在1070℃烧结保温4小时；一级回火温度为900℃，保温2小时；二级回火温度为500℃，保温4小时；最终获得烧结永磁体；
(7)测试磁性能：20℃下的磁性能，结果如下表1。试验磁体在不同温度下的磁性能及磁衰减，结果如表2。
表120℃的磁性能
表2试验磁体在不同温度下的磁性能及磁衰减(衰减120℃，2h)
| 测试温度(℃) | Br(kGs) | Hcj(kOe) | (BH)m(MGOe) | Φ(Wb) |
| 20 | 13.92 | 17.65 | 48.35 | 872 |
| 90 | 13.13 | 11.13 | 41.73 | / |
| 100 | 12.77 | 9.38 | 38.32 | / |
| 120 | / | / | / | 831 |
换算得出：αBr90℃＝0.0811％/℃αBr100℃＝0.1033％/℃
βHcj90℃＝0.5277％/℃βHcj100℃＝0.5857％/℃
hirr120℃＝4.70％
120℃的磁通量损失为4.7％，小于目前大部分电机客户要求的120℃，2h，磁衰减小于8％的要求。
Claims (4)
1.一种高热稳定性N48H烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1)利用真空感应速凝铸片炉分别将配比好的主、辅合金原材料在1380℃下进行熔炼，主合金名义成分为(PrNd)30Co3Nb0.2Fe65.8B1，辅合金名义成分为(PrNd)10Dy30Cu2Al6Ga4Fe47B1；熔炼制成厚度为0.2-0.5mm的合金薄片；
（2）分别将主、辅合金通过氢碎工序，破碎成120-200μm的钕铁硼合金颗粒；
（3）将步骤（2）得到的主、辅合金颗粒进一步经过气流磨破碎成2.5-3.0μm的钕铁硼合金粉末；
（4）将主、辅合金按照一定的比例均匀混合，再利用三维搅拌机将混合后的粉料充分搅拌均匀；
（5）利用磁场压机，将步骤（4）中粉末在1.8T的磁场下取向成型，再经过冷等静压，压力为200MPa，得到的初坯密度为4.5-5.0g/cm3；
（6）将压坯置于真空烧结炉中，在1060-1100℃烧结保温3-4小时；一级回火温度为850-950℃，保温1-2小时；二级回火温度为450-600℃，保温3-4小时；最终获得烧结永磁体。
2.根据权利要求1所述的一种高热稳定性N48H烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，在气流磨前向主、辅合金颗粒中添加抗氧化剂和汽油，抗氧化剂的添加量为每公斤粉料添加1g，汽油的添加量为每公斤粉料添加0.5g。
3.根据权利要求1所述的一种高热稳定性N48H烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中主、辅相合金粉末混合的质量比为15:1。
4.根据权利要求1所述的一种高热稳定性N48H烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征是：所述步骤（6）中烧结温度为1070℃，烧结时间为4小时；一级回火温度为900℃，保温2小时；二级回火温度为500℃，保温4小时。
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