CN105321648B - 热变形复合永磁体及其制备方法 - Google Patents
热变形复合永磁体及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105321648B CN105321648B CN201510682956.9A CN201510682956A CN105321648B CN 105321648 B CN105321648 B CN 105321648B CN 201510682956 A CN201510682956 A CN 201510682956A CN 105321648 B CN105321648 B CN 105321648B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thermal deformation
- permanent magnet
- content
- ductile metal
- composite permanent
- 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
Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种热变形复合永磁体及其制备方法，属于永磁材料技术领域，有效解决了现有技术中的永磁材料平行片状晶方向的机械强度远低于垂直片状晶方向的机械强度，导致机械加工时边角缺陷率较高的技术问题。本发明的热变形复合永磁体，包括脆性的R2(Fe，M)14B纳米晶粒团，所述R2(Fe，M)14B纳米晶粒团被微米晶高饱和磁化强度的韧性金属膜所包覆，所述R2(Fe，M)14B纳米晶粒团至少包含数十个晶粒，并且采用脆性纳米晶R2(Fe，M)14B粉末与微米晶高饱和磁化强度韧性金属粉末经过热压和热变形以制成热变形复合永磁体。
Description
技术领域
本发明属于永磁材料技术领域，具体涉及一种热变形复合永磁体，还涉及该种热变形复合永磁体的制备方法。
背景技术
1983年同时产生了快淬和烧结两种钕铁硼生产工艺，快淬工艺是将钕铁硼合金熔化后以每秒一百万度的冷速快速凝固而制成纳米晶快淬钕铁硼粉末，无晶界富钕相的快淬钕铁硼磁粉可用于制造粘结钕铁硼磁体，有晶界富钕相的快淬钕铁硼粉末可用于制备热压和热变形钕铁硼磁体。烧结钕铁硼磁体是通过各向异性单晶粉末颗粒在磁场中转动和压制成型而实现取向。
热压钕铁硼磁体取向机制与烧结钕铁硼磁体完全不同，是将各向同性快淬钕铁硼粉末通过热变形实现晶粒取向，在热变形过程中晶界富钕相先熔，R2(Fe，M)14B主相受富钕液相包围，易轴方向与压力方向一致的晶粒应变能较低，易轴方向与压力方向呈角度的晶粒应变能较高，高应变能晶粒先与液相相溶。由于液相中钕浓度较高，在浓度梯度的作用下液相扩散，导致未溶解的晶粒在压力方向择优取向，同时c轴与压力平行的晶粒沿基面长大成片，从而形成平行片状晶织构，平行片状晶织构是造就各向异性热变形钕铁硼磁体高性能的基础，平行片状晶织构越完善热变形钕铁硼磁体的磁性越好。
但是与无平行片状晶织构的烧结钕铁硼磁体相比，各向异性热变形钕铁硼磁体机械加工时边角破碎率较高，原因是在沿平行片状晶方向机械强度明显低于垂直于平行片状晶方向，随着热变形钕铁硼磁体取向度的改进这种机械强度的各向异性会加大，R2(Fe，M)14B主相和晶界相在室温下都是脆性的，当热变形钕铁硼磁体受冲击或机械加工时，在外力作用下机械强度较低的平行片状晶方向比机械强度较高的垂直片状晶方向更容易成为突破口，造成破边掉角甚至断裂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种热变形复合永磁体，有效提高了热压热变形复合永磁体平行片状晶方向的机械强度，降低了机械加工过程中磁体的边角破损率。
本发明的另一目的是提供该种热变形复合永磁体的制备方法，工艺条件简单，成本低廉。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：热变形复合永磁体，包括脆性的R2(Fe，M)14B纳米晶粒团，所述R2(Fe，M)14B纳米晶粒团被微米晶高饱和磁化强度的韧性金属膜所包覆，所述R2(Fe，M)14B纳米晶粒团至少包含数十个晶粒，其中，R是稀土元素Pr、Nd、Dy、Tb或Ho中的一种或多种,M是过渡金属Co或Ga中的一种或两种。
现有技术中的热变形R2(Fe，M)14B磁体，具有类似砖墙堆积的片状晶结构，平行片状晶方向机械强度低于垂直片状晶方向，晶粒取向越好机械强度各向异性越大，使得材料的整体强度无法提高。本发明的热变形复合永磁体，采用脆性的R2(Fe，M)14B纳米晶粒团被韧性金属膜包覆，改善了平行片状晶方向机械强度，随着韧性金属膜比例的增大，平行片状晶方向机械强度提高的幅度也得到增大，可使片状晶方向和垂直片状晶方向的机械强度变为相同。
优选的，所述韧性金属膜为Fe、Fe-N、Fe-Co-V、Fe-Ni或Fe-Si高饱和磁化强度化合物中的一种，所述韧性金属膜在热变形复合永磁体中的含量为0.5～10wt％。由于韧性金属膜的饱和磁化强度高于R2(Fe，M)14B纳米晶粒团，而且韧性金属膜选用高性能软磁材料，与永磁R2(Fe，M)14B有磁交换作用，因而Fe、Fe-N、Fe-Co-V、Fe-Ni或Fe-Si在一定含量范围内，与R2(Fe，M)14B组成的热变形复合永磁体的剩磁Br略高于R2(Fe，M)14B磁体的剩磁Br。
优选的，所述韧性金属膜为Fe或Fe-N时，其中N的含量为0～3wt％，余量为Fe；或者所述韧性金属膜为Fe-Co-V时，其中Co的含量为49wt％，V的含量为2wt％，余量为Fe；或者所述韧性金属膜为Fe-Ni时，其中Ni的含量为45wt％，余量为Fe；或者所述韧性金属膜为Fe-Si时，其中Si的含量为3.5wt％，余量为Fe。
优选的，所述R2(Fe，M)14B纳米晶粒团中，稀土元素Pr或Nd的含量为0～34wt％，稀土元素Dy、Tb或Ho的含量为0～10wt％，且稀土元素R总含量为26.5～34wt％，过渡金属Co含量为0～10wt％，过渡金属Ga的含量为0.1～1wt％。稀土元素总含量为26.5～34wt％，Nd2Fe14B主相对应的钕含量为26.6wt％，因而明显具有富钕相，可以通过热压/热变形形成磁各向异性。
该种热变形复合永磁体的制备方法，用脆性纳米晶R2(Fe，M)14B粉末与微米晶高饱和磁化强度韧性金属粉末均匀混合后在氩气气氛或真空中依次经过热压和热变形以制成热变形复合永磁体，其中，热压温度为650～750℃,热变形温度为750～950℃,热变形压下率为50～75％。
本发明采用的R2(Fe，M)14B粉末是用单棍快淬方法制备得到的，快淬后不经晶化热处理直接用于复合磁体制造，R2(Fe，M)14B粉末除R2(Fe，M)14B主相外还含富稀土相，可以通过热压/热变形形成磁各向异性。采用的韧性金属粉末是用雾化工艺制备得到的，Fe粉在流通氮气中加热氮化制成Fe-N，所有韧性金属粉末均选用粒度＜10μm的粉末，韧性金属粉末的氧含量小于600ppm。
将脆性纳米晶R2(Fe，M)14B粉末与微米晶高饱和磁化强度Fe、Fe-N、Fe-Co-V、Fe-Ni或Fe-Si韧性金属粉末均匀混合后在氩气气氛中热压成胚，再热变形制成复合磁体，微米晶高饱和磁化强度韧性金属粉末颗粒在热塑状态下被压延成膜，镶嵌在脆性R2(Fe，M)14B纳米晶粒团之间，在热变形复合磁体中起韧性强化作用，导致热变形复合永磁体沿片状晶方向机械强度得到明显提高。
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明通过将R2(Fe，M)14B纳米晶粒团被微米晶高饱和磁化强度的韧性金属膜所包覆形成热变形复合永磁体，韧性金属膜在热变形复合永磁体中起韧性强化带作用，增加了热变形复合永磁体平行片状晶方向的机械强度，降低了机械加工过程中磁体的边角破损率。而且，稀土元素总含量为26.5～34wt％，Nd2Fe14B主相对应的钕含量为26.6wt％，可见除R2(Fe，M)14B主相外还含富稀土相，可以通过热压/热变形形成磁各向异性。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述：
具体实施方式
本发明一种热变形复合永磁体实施例1，为Nd-Pr-Fe-B-Co-Ga/Fe-N热变形复合永磁体，包括脆性的R2(Fe，M)14B纳米晶粒团，所述R2(Fe，M)14B纳米晶粒团被微米晶高饱和磁化强度的韧性金属膜所包覆，所述R2(Fe，M)14B纳米晶粒团至少包含数十个晶粒，其中，R是稀土元素Pr、Nd、Dy、Tb或Ho中的一种或多种,M是过渡金属Co或Ga中的一种或两种。
所述韧性金属膜为Fe-N高饱和磁化强度化合物，其中N的含量为3wt％，余量为Fe；所述韧性金属膜在热变形复合永磁体中的含量为0.5～10wt％。
所述R2(Fe，M)14B纳米晶粒团中，稀土元素Pr或Nd的含量为0～34wt％，稀土元素Dy、Tb或Ho的含量为0～10wt％，且稀土元素R总含量为26.5～34wt％，过渡金属Co含量为0～10wt％，过渡金属Ga的含量为0.1～1wt％。本实施例中R2(Fe，M)14B纳米晶粒团的成分为Nd23.2Pr7.8Fe62.5B1Co5Ga0.5。
该种热变形复合永磁体的制备方法，用脆性纳米晶R2(Fe，M)14B粉末与微米晶高饱和磁化强度韧性金属粉末均匀混合后在氩气气氛或真空中依次经过热压和热变形以制成热变形复合永磁体，其中，热压温度为650～750℃,热变形温度为750～950℃,热变形压下率为50～75％。
具体地，R2(Fe，M)14B粉末用单棍快淬法制备，成分为Nd23.2Pr7.8Fe62.5B1Co5Ga0.5，水冷钼轮线速度为35米/秒，粉末粒度为-40目，未经晶化处理。Fe-N韧性金属粉末用雾化工艺制备，Fe粉在流通氮气中加热氮化制成Fe-N，粒度＜10μm，氧含量小于600ppm，Nd23.2Pr7.8Fe62.5B1Co5Ga0.5粉末与Fe-N粉末的重量比为96︰4,均匀混合后在真空中热压成胚，热压温度650℃，然后在真空中热变形，热变形温度为800℃，热变形压下率为50～75％，则得到Nd23.2Pr7.8Fe62.5B1Co5Ga0.5/Fe-N热变形复合永磁体产物。
本发明一种热变形复合永磁体实施例2，为Nd-Pr-Fe-B-Co-Ga/Fe-Co-V热变形复合永磁体，其结构组成与实施例1基本相似，区别在于：
所述韧性金属膜为Fe-Co-V高饱和磁化强度化合物，其中Co的含量为49wt％，V的含量为2wt％，余量为Fe；所述韧性金属膜在热变形复合永磁体中的含量为0.5～10wt％。
该种热变形复合永磁体的制备方法，与实施例1相同，制得Nd23.2Pr7.8Fe62.5B1Co5Ga0.5/Fe-Co-V热变形复合永磁体产物。
本发明一种热变形复合永磁体实施例3，为Nd-Pr-Fe-B-Co-Ga/Fe-Ni热变形复合永磁体，其结构组成与实施例1基本相似，区别在于：
所述韧性金属膜为Fe-Ni高饱和磁化强度化合物，其中Ni的含量为45wt％，余量为Fe；所述韧性金属膜在热变形复合永磁体中的含量为0.5～10wt％。
该种热变形复合永磁体的制备方法，与实施例1相同，制得Nd23.2Pr7.8Fe62.5B1Co5Ga0.5/Fe-Ni热变形复合永磁体产物。
本发明一种热变形复合永磁体实施例4，为Nd-Pr-Fe-B-Co-Ga/Fe-Si热变形复合永磁体，其结构组成与实施例1基本相似，区别在于：
所述韧性金属膜为Fe-Si高饱和磁化强度化合物，其中Si的含量为3.5wt％，余量为Fe；所述韧性金属膜在热变形复合永磁体中的含量为0.5～10wt％。
该种热变形复合永磁体的制备方法，与实施例1相同，制得Nd23.2Pr7.8Fe62.5B1Co5Ga0.5/Fe-Si热变形复合永磁体产物。
本发明一种热变形复合永磁体实施例5，为Nd-Pr-Dy-Fe-B-Co-Ga/Fe-N热变形复合永磁体，其结构组成与实施例1基本相似，区别在于：
本实施例中R2(Fe，M)14B纳米晶粒团的成分为Nd22.2Pr7.8Dy1Fe62.5B1Co5Ga0.5。
该种热变形复合永磁体的制备方法，与实施例1相同，制得Nd22.2Pr7.8Dy1Fe62.5B1Co5Ga0.5/Fe-N热变形复合永磁体产物。
本发明一种热变形复合永磁体实施例6，为Nd-Pr-Tb-Fe-B-Co-Ga/Fe-N热变形复合永磁体，其结构组成与实施例1基本相似，区别在于：
本实施例中R2(Fe，M)14B纳米晶粒团的成分为Nd22.2Pr7.8Tb1Fe62.5B1Co5Ga0.5。
该种热变形复合永磁体的制备方法，与实施例1相同，制得Nd22.2Pr7.8Tb1Fe62.5B1Co5Ga0.5/Fe-N热变形复合永磁体产物。
本发明一种热变形复合永磁体实施例7，为Nd-Pr-Ho-Fe-B-Co-Ga/Fe-N热变形复合永磁体，其结构组成与实施例1基本相似，区别在于：
本实施例中R2(Fe，M)14B纳米晶粒团的成分为Nd22.2Pr7.8Ho1Fe62.5B1Co5Ga0.5。
该种热变形复合永磁体的制备方法，与实施例1相同，制得Nd22.2Pr7.8Ho1Fe62.5B1Co5Ga0.5/Fe-N热变形复合永磁体产物。
对实施例1～7得到的热变形复合永磁体产物，采用线切割机将每种热变形复合永磁体产物分别切成10×10×10毫米的样品以进行抗压强度和磁性检验，其中抗压强度包括平行片状晶方向和垂直片状晶方向的抗压强度，磁性包括剩余磁化强度Br、内禀矫顽力Hci、最大磁能积(BH)max的检测，同时与空白对比例1～4中无韧性金属膜包覆的R2(Fe，M)14B磁体进行比较，检测结果如表1所示。
表1
说明：其中，对比例1为Nd23.2Pr7.8Fe62.5B1Co5Ga0.5磁体，作为实施例1～4的空白对比例；对比例2为Nd22.2Pr7.8Dy1Fe62.5B1Co5Ga0.5磁体，作为实施例5的空白对比例；对比例3为Nd22.2Pr7.8Tb1Fe62.5B1Co5Ga0.5磁体，作为实施例6的空白对比例；对比例4为Nd22.2Pr7.8Ho1Fe62.5B1Co5Ga0.5磁体，作为实施例7的空白对比例。
测试结果表明，本发明实施例1～7得到的热变形复合永磁体产物的平行片状晶方向的抗压强度均比对比例1～4有明显提高，并且数值与垂直片状晶方向的抗压强度基本相等，说明韧性金属膜在热变形复合永磁体中起韧性强化带作用，增加了热变形复合永磁体平行片状晶方向的机械强度，降低了机械加工过程中磁体的边角破损率。另外，本发明实施例1～7得到的热变形复合永磁体产物的剩余磁化强度Br、内禀矫顽力Hci、最大磁能积(BH)max也与相对应的空白对比例基本相当甚至略有提高，说明本发明的热变形复合永磁体的磁性与现有技术中的磁体相当甚至更加优良。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (1)
1.热变形复合永磁体，其特征在于：包括脆性的R2(Fe，M)14B纳米晶粒团，所述R2(Fe，M)14B纳米晶粒团被微米晶高饱和磁化强度的韧性金属膜所包覆，所述R2(Fe，M)14B纳米晶粒团至少包含数十个晶粒，其中，R是稀土元素Pr、Nd、Dy、Tb或Ho中的一种或多种,M是过渡金属Co或Ga中的一种或两种；所述韧性金属膜为Fe、Fe-N、Fe-Co-V、Fe-Ni或Fe-Si高饱和磁化强度化合物中的一种，所述韧性金属膜在热变形复合永磁体中的含量为0.5～10wt％；
所述韧性金属膜为Fe或Fe-N时，其中N的含量为0～3wt％，余量为Fe；或者所述韧性金属膜为Fe-Co-V时，其中Co的含量为49wt％，V的含量为2wt％，余量为Fe；或者所述韧性金属膜为Fe-Ni时，其中Ni的含量为45wt％，余量为Fe；或者所述韧性金属膜为Fe-Si时，其中Si的含量为3.5wt％，余量为Fe；
所述R2(Fe，M)14B纳米晶粒团中，稀土元素Pr或Nd的含量为0～34wt％，稀土元素Dy、Tb或Ho的含量为0～10wt％，且稀土元素R总含量为26.5～34wt％，过渡金属Co含量为0～10wt％，过渡金属Ga的含量为0.1～1wt％；
用脆性纳米晶R2(Fe，M)14B粉末与微米晶高饱和磁化强度韧性金属粉末均匀混合后在氩气气氛或真空中依次经过热压和热变形以制成热变形复合永磁体，其中，热压温度为650～750℃,热变形温度为750～950℃,热变形压下率为50～75％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510682956.9A CN105321648B (zh) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | 热变形复合永磁体及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510682956.9A CN105321648B (zh) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | 热变形复合永磁体及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105321648A CN105321648A (zh) | 2016-02-10 |
| CN105321648B true CN105321648B (zh) | 2017-08-15 |
Family
ID=55248844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510682956.9A Active CN105321648B (zh) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | 热变形复合永磁体及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105321648B (zh) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101320611B (zh) * | 2008-04-03 | 2011-03-30 | 宁波大学 | 强化软磁相的双相复合热变形磁体及其制备方法 |
| JP2013021015A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Toyota Motor Corp | 希土類ナノコンポジット磁石およびその製造方法 |
| CN102496437B (zh) * | 2011-11-17 | 2014-07-09 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 各向异性纳米晶复相致密化块体钕铁硼永磁材料的制备方法 |
-
2015
- 2015-10-20 CN CN201510682956.9A patent/CN105321648B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105321648A (zh) | 2016-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106128672B (zh) | 一种扩散烧结连续化RE‑Fe‑B磁体及其制备方法 | |
| KR101378090B1 (ko) | Ｒ－ｔ－ｂ계 소결 자석 | |
| CN101499347B (zh) | 一种良好温度特性复合各向异性稀土永磁材料的制备方法 | |
| JP5754232B2 (ja) | 高保磁力ＮｄＦｅＢ磁石の製法 | |
| CN104576028B (zh) | 富铈各向异性纳米晶稀土永磁体的制备方法 | |
| KR101687981B1 (ko) | 희토류 영구자석 분말, 그것을 포함한 접착성 자성체 및 접착성 자성체를 응용한 소자 | |
| KR101475641B1 (ko) | 희토류-철-질소계 합금재, 희토류-철-질소계 합금재의 제조 방법, 희토류-철계 합금재, 및 희토류-철계 합금재의 제조 방법 | |
| CN106448986B (zh) | 一种各向异性纳米晶稀土永磁体及其制备方法 | |
| US11984258B2 (en) | Rare earth permanent magnet material and preparation method thereof | |
| CN104700973B (zh) | 一种由白云鄂博共伴生原矿混合稀土制成的稀土永磁体及其制备方法 | |
| CN104183349B (zh) | 一种钐钴基永磁体、其制备方法以及磁性能调控方法 | |
| CN107275027B (zh) | 应用钇的富铈稀土永磁体及其制备方法 | |
| CN105702403B (zh) | 一种烧结钕铁硼磁体及制备方法 | |
| CN109585113A (zh) | 一种烧结钕铁硼磁体的制备方法 | |
| CN104681268A (zh) | 一种提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的处理方法 | |
| Anderson et al. | Novel pre-alloyed powder processing of modified alnico 8: Correlation of microstructure and magnetic properties | |
| JPH0366105A (ja) | 希土類系異方性粉末および希土類系異方性磁石 | |
| CN108400009B (zh) | 一种晶界扩散制备高矫顽力块状锰铋纳米磁体的方法 | |
| CN112216460A (zh) | 纳米晶钕铁硼磁体及其制备方法 | |
| CN105321648B (zh) | 热变形复合永磁体及其制备方法 | |
| CN104867645B (zh) | 一种高矫顽力纳米晶热压磁体及其制备方法 | |
| CN102304663A (zh) | 一种永磁合金块体及其制备方法 | |
| CN109065317A (zh) | 双各向异性纳米复合贫稀土高频磁性材料及其制备方法 | |
| KR20230126733A (ko) | 주부합금계 네오디뮴철붕소 자성체재료 및 그 제조방법 | |
| CN114156031A (zh) | 钕铁硼磁体及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |