CN106623911A - 一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，采用真空速凝熔炼炉制得钕铁硼合金片，氢碎得粗粉，加入润滑剂，导入氧进行气流磨磨成细粉，加防氧化剂，并进行取向成型及等静压烧结得瓦形毛坯，对瓦形毛坯进行切割成小段，对切割面进行除脂处理后粘接固化，再磨出瓦形弦宽和粘接后的高度方向，进行瓦片切割，再成型磨，电镀前处理，并进行电镀、钝化处理或喷涂有机物涂层，制得钕铁硼瓦片磁体。本发明通过将瓦形磁体非取向方向采用多段粘接的方式，显著提升了瓦片磁体的Pc值，使得瓦片磁体的高温抗减磁特性获得显著提高，可以降低高工作温度电机用钕铁硼磁体的重稀土镝铽用量，大幅降低了电机用高性能钕铁硼瓦片产品的材料成本。

Description

一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法
技术领域
本发明属于稀土永磁材料技术领域，具体涉及一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法。
背景技术
随着烧结钕铁硼永磁的应用领域越来越广，近年来在汽车电机、风力发电机、伺服电机、直线电机等领域均获得非常大的应用突破。
但是由于稀土是国家战略资源，特别是Dy、Tb等重稀土，储量并不多，缺口大，价格也较为昂贵，而为了满足各类电机更高的工作温度，现在的烧结钕铁硼厂家不得不添加较多的重稀土元素Dy和Tb，被迫面临原料紧缺、成本升高的巨大挑战。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法。
所述的一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于由以下工艺步骤制备而成：
1）采用真空速凝熔炼炉制得钕铁硼合金片；
2）将钕铁硼合金片，采用氢碎炉进行氢碎，制得钕铁硼合金粗粉，将粗粉取出；
3）在粗粉混合过程中加入占粗粉重量0.1-0.5%的润滑剂；
4）粗粉搅拌混合后，用流化床气流磨对粗粉进一步磨粉，气流磨时补入10-200ppm的氧，磨成细粉；
5）往步骤4）制得的细粉中加入防氧化剂，混匀；
6）并使用磁场取向成型压机，在1.5-2.0T的磁场下进行取向成型，成型的模具为特殊设计的瓦形模具，对成型后的生坯采用冷等静压设备进行180-220MPa等静压1-10分钟；
7）剥开生坯的外包装，装入烧结盆中，采用真空烧结炉，制得烧结钕铁硼瓦形毛坯；
8）对瓦形毛坯长度方向进行切割，切割成5-20mm小段，并磨削至需要的公差；
9）然后对切割面采用YB-5常温清洗剂进行除脂处理，使用质量浓度为1-5%的稀硝酸进行酸洗，再进行超声波震荡去灰、吹干清洁处理；
10）再使用耐高温250-300℃的NIM25胶水和固化剂，按100:8进行配比，对产品进行粘接，粘接后固化1小时；
11）完全固化后再磨出瓦形弦宽和粘接后的高度方向，磨至需要的公差；
12）然后采用线切割或者多线切割设备进行瓦形毛坯进行切割，切割后成型磨；
13）采用YB-5常温清洗剂进行除油，使用硝酸进行酸洗，再进行超声波震荡去灰前处理，并进行钝化处理或喷涂有机物涂层；制得长度方向多片粘接的烧结钕铁硼瓦片磁体。
所述的一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于钕铁硼合金片为含微量金属元素的钕铁硼铸片，微量金属元素由Nb、Ga、Cu、Al组成。
所述的一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于步骤3）中润滑剂为YSH6高分子聚合物润滑剂。
所述的一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于步骤4）中细粉的粒径为2.7-3.3um。
所述的一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于步骤5）中防氧化剂的加入量为占细粉总重量的0.1-0.5%，所述防氧化剂为YSH1低分子聚合物防氧化剂。
所述的一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于步骤7）中真空炉烧结是指在1000-1100℃烧结2-5h，再经过800-1000℃回火1-2小时和450-650 ℃回火2-5h；
所述的一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于步骤9）中除脂时间为1-3分钟，酸洗时间为30秒，超声波振动去灰处理时间为60秒。
本发明通过将瓦形磁体非取向方向采用多段粘接的方式，显著提升了瓦片磁体的Pc值，使得瓦片磁体的高温抗减磁特性获得显著提高，可以降低高工作温度电机用钕铁硼磁体的重稀土镝铽用量，大幅降低了电机用高性能钕铁硼瓦片产品的材料成本；另外由于采用耐高温的胶水，并添加不同功用的辅助材料，实现了粘接后仍然可以电镀或者保证喷涂后高温固化粘接磁体粘接强度不受影响。本发明操作简单，适用于工业化生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明。
实施例1
一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，由以下工艺步骤制备而成：1）采用真空速凝熔炼炉制得钕铁硼合金片，成分为PrNd27%Dy0.5%Ho4%Mx%Co1%Fe余B0.98%（wt%），其中微量金属元素M的x%由Nb0.2%、Ga0.1%、Cu0.2%、Al0.5%组成；2）将上述钕铁硼合金片，采用氢碎炉进行氢碎，制得钕铁硼合金粗粉；3）并在粗粉混合过程中加入0.5%的YSH6高分子聚合物润滑剂；4）粗粉进行搅拌混合后进行使用流化床气流磨进行磨粉，气流时导入100ppm的氧；5）然后将磨好的2.7-3.3um的细粉混匀，并加入0.3%的YSH1低分子聚合物防氧化剂；6）并使用磁场取向成型压机，在1.8T的磁场下进行取向成型，成型的模具为特殊设计的瓦形模具，对成型后的生坯采用冷等静压设备进行180MPa等静压2分钟；7）剥开生坯的外包装，装入烧结盆中，采用真空烧结炉，在1000-1100℃烧结2-5h，再经过800-1000℃回火1-2小时和450-650 ℃回火2-5h，制得烧结钕铁硼瓦形毛坯；获得性能为35SH的毛坯，Hcj≥21，BHm≥33.5，毛坯长度61.2mm；8）对瓦形毛坯长度方向进行切割，切割成10mm的小段，并磨削至需要的公差；9）然后对切割面采用YB-5常温清洗剂进行2分钟的除脂处理，使用3%的稀硝酸进行酸洗30秒，再进行60秒超声波震荡去灰、吹干等清洁处理；10）再使用耐高温250-300℃的NIM25胶水和固化剂，按100:8进行配比，对产品进行粘接，4个10mm的小段仍然粘接成长度41.2左右的瓦形毛坯，粘接后固化1小时；11）完全固化后再磨出瓦形弦宽27.5mm和粘接后的高度方向40mm，磨至需要的公差；12）然后采用线切割或者多线切割设备进行瓦片切割，瓦片弧度R36，瓦片厚度3mm，再成型磨；13）对瓦片进行振动倒角，并采用YB-5低温清洗剂进行除油，使用硝酸进行酸洗，再进行超声波震荡去灰等前处理，并进行钝化处理或喷涂有机物涂层；制得长度方向多片粘接的烧结钕铁硼瓦片磁体。
本实施例制得的磁瓦与普通磁瓦的性能对比，结果见表1。
表1：35SH普通磁瓦和长度方向粘接磁瓦性能对比
实施例2
一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，由以下工艺步骤制备而成：1）采用真空速凝熔炼炉制得钕铁硼合金片，成分为PrNd24.5%Dy4.5%Tb2.5%Mx%Co2%Fe余B0.98%（wt%），其中微量金属元素M的x%由Nb0.4%、Ga0.3%、Cu0.2%、Al0.2%组成；2）将上述钕铁硼合金片，采用氢碎炉进行氢碎，制得钕铁硼合金粗粉；3）并在粗粉混合过程中加入0.5%的YSH6高分子聚合物润滑剂；4）粗粉进行搅拌混合后进行使用流化床气流磨进行磨粉，气流时导入100ppm的氧；5）然后将磨好的2.7-3.3um的细粉混匀，并加入0.3%的YSH1低分子聚合物防氧化剂；6）并使用磁场取向成型压机，在1.8T的磁场下进行取向成型，成型的模具为特殊设计的瓦形模具，对成型后的生坯采用冷等静压设备进行180MPa等静压2分钟；7）剥开生坯的外包装，装入烧结盆中，采用真空烧结炉，在1000-1100℃烧结2-5h，再经过800-1000℃回火1-2小时和450-650 ℃回火2-5h，制得烧结钕铁硼瓦形毛坯；获得性能为35EH的毛坯，Hcj≥30，BHm≥33，毛坯长度61.2mm；8）对瓦形毛坯长度方向进行切割，切割成7.5mm的小段，并磨削至需要的公差；9）然后对切割面采用YB-5常温清洗剂进行2分钟的除脂处理，使用3%的稀硝酸进行酸洗30秒，再进行60秒超声波震荡去灰、吹干等清洁处理；10）再使用耐高温250-300℃的NIM25胶水和固化剂，按100:8进行配比，对产品进行粘接，4个7.5mm的小段仍然粘接成长度30左右的瓦形毛坯，粘接后固化1小时；11）完全固化后再磨出瓦形弦宽17mm和粘接后的高度方向30mm，磨至需要的公差；12）然后采用线切割或者多线切割设备进行瓦片切割，瓦片弧度R36，瓦片厚度7mm，再成型磨；13）对瓦片进行振动倒角，并采用YB-5低温清洗剂进行除油，使用硝酸进行酸洗，再进行超声波震荡去灰等前处理，并进行喷涂环氧涂层，并进行固化，固化温度230℃；制得长度方向多片粘接的烧结钕铁硼瓦片磁体。
本实施例制得的磁瓦与普通磁瓦的性能对比，结果见表2。
表2：35EH普通磁瓦和长度方向粘接磁瓦性能对比

Claims (7)

1.一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于由以下工艺步骤制备而成：
1）采用真空速凝熔炼炉制得钕铁硼合金片；
2）将钕铁硼合金片，采用氢碎炉进行氢碎，制得钕铁硼合金粗粉，将粗粉取出；
3）在粗粉混合过程中加入占粗粉重量0.1-0.5%的润滑剂；
4）粗粉搅拌混合后，用流化床气流磨对粗粉进一步磨粉，气流磨时补入10-200ppm的氧，磨成细粉；
5）往步骤4）制得的细粉中加入防氧化剂，混匀；
6）并使用磁场取向成型压机，在1.5-2.0T的磁场下进行取向成型，成型的模具为特殊设计的瓦形模具，对成型后的生坯采用冷等静压设备进行180-220MPa等静压1-10分钟；
7）剥开生坯的外包装，装入烧结盆中，采用真空烧结炉，制得烧结钕铁硼瓦形毛坯；
8）对瓦形毛坯长度方向进行切割，切割成5-20mm小段，并磨削至需要的公差；
9）然后对切割面采用YB-5常温清洗剂进行除脂处理，使用质量浓度为1-5%的稀硝酸进行酸洗，再进行超声波震荡去灰、吹干清洁处理；
10）再使用耐高温250-300℃的NIM25胶水和固化剂，按100:8进行配比，对产品进行粘接，粘接后固化1小时；
11）完全固化后再磨出瓦形弦宽和粘接后的高度方向，磨至需要的公差；
12）然后采用线切割或者多线切割设备进行瓦形毛坯进行切割，切割后成型磨；
13）采用YB-5常温清洗剂进行除油，使用硝酸进行酸洗，再进行超声波震荡去灰前处理，并进行钝化处理或喷涂有机物涂层；制得长度方向多片粘接的烧结钕铁硼瓦片磁体。
2.如权利要求1所述的一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于钕铁硼合金片为含微量金属元素的钕铁硼铸片，微量金属元素由Nb、Ga、Cu、Al组成。
3.如权利要求1所述的一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于步骤3）中润滑剂为YSH6高分子聚合物润滑剂。
4.如权利要求1所述的一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于步骤4）中细粉的粒径为2.7-3.3um。
5.如权利要求1所述的一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于步骤5）中防氧化剂的加入量为占细粉总重量的0.1-0.5%，所述防氧化剂为YSH1低分子聚合物防氧化剂。
6.如权利要求1所述的一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于步骤7）中真空炉烧结是指在1000-1100℃烧结2-5h，再经过800-1000℃回火1-2小时和450-650 ℃回火2-5h。
7.如权利要求1所述的一种高工作温度的电机用烧结钕铁硼磁瓦的制备方法，其特征在于步骤9）中除脂时间为1-3分钟，酸洗时间为30秒，超声波振动去灰处理时间为60秒。
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