CN108109801A - 一种制备稀土的永磁体及其工艺方法 - Google Patents

一种制备稀土的永磁体及其工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备稀土的永磁体及其工艺方法，其组分以及重量比如下：成分为28.15的La，成分为49.4的Ce，成分为6的Pr，成分为16的Nb，成分为0.05的Dy，成分为0.01的Sm，成分为0.03的Gd，以及纯铁、硼质量分数为19.2％的硼铁、电解铜、电解铝等原材料。制备的工艺方法：按(NdPr)18.2(MM)13.6Fe66.22B1.08Cu0.2Al0.7(质量分数)进行配料，制粉过程中，粉末在磁场为1280～1440A/m,压力为5～10MPa的压机中取向成形；成形生坯在10‑3～10‑2Pa真空条件下于1060℃的温度范围内保持240分钟左右，而后在600℃回火2h；用NIM‑10000型磁性能测试仪测量其磁性能机械加工,涂覆；脉冲磁化；所得混合稀土永磁体的剩余磁感应强度(Br)为1116～112T,内禀矫顽力(Hcj)为960～1000kA/m,磁能积(B·H)为248～264kJ/m3。

Description

一种制备稀土的永磁体及其工艺方法
技术领域
本发明属于稀土永磁材料领域，更具体的，涉及一种制备稀土的永磁体及其工艺方法。
背景技术
能够长期保持其磁性的磁体称永久磁体。如天然的磁石(磁铁矿)和人造磁体(铝镍钴合金)等。磁体中除永久磁体外，也有需通电才有磁性的电磁体。永磁体也叫硬磁体，不易失磁，也不易被磁化。但若永久磁体加热超过居里温度，或位于反向高磁场强度的环境下中，其磁性也会减少或消失。有些磁体具有脆性，在高温下可能会破裂。铝镍钴磁体的最高使用温度超过540℃(1,000°F)，钐钴磁体及铁氧体约为300℃(570°F)，钕磁体及软性磁体约为140℃(280°F)，不过实际数值仍会依材料的晶粒而不同。而作为导磁体和电磁铁的材料大都是软磁体。永磁体极性不会变化，而软磁体极性是随所加磁场极性而变的。他们都能吸引铁质物体，我们把这种性质叫磁性。1967年，美国Dayton大学的Strnat等，用粉末粘结法成功地制成SmCo5永磁体，标志着稀土永磁时代的到来。迄今为止，稀土永磁已经历第一代SmCo5，第二代沉淀硬化型Sm2Co17，发展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。此外，在历史上被用作永磁材料的还有Cu-Ni-Fe、Fe-Co-Mo、Fe-Co-V、MnBi、A1MnC合金等。这些合金由于性能不高、成本不低，在大多数场合已很少采用。而AlNiCo、FeCrCo、PtCo等合金在一些特殊场合还得到应用。目前Ba、Sr铁氧体仍然是用量最大的永磁材料，但其许多应用正在逐渐被Nd-Fe-B类材料取代。并且，当前稀土类永磁材料的产值已大大超过铁氧体永磁材料，稀土永磁材料的生产已发展成一大产业。在从这些材料生产磁体时，N33,N35钕铁硼磁体使用的稀土材料是有限的，使用一些之后就会少一些，而且其应用在诸如玩具磁、包装扣磁以及磁性打捞器等领域。
鉴于以上现有技术中存在的缺陷，有必要将其进一步改进，使其更具备实用性，才能符合实际使用情况。
发明内容
为克服上述不足，本发明提供一种制备稀土的永磁体及其工艺方法。
本发明是采取以下技术方案来实现的：一种制备稀土的永磁体，其组分以及重量比如下：
成分为28.15的La，成分为49.4的Ce，成分为6的Pr，成分为16的Nb，成分为0.05的Dy，成分为0.01的Sm，成分为0.03的Gd，以及纯铁、硼质量分数为19.2％的硼铁、电解铜、电解铝等原材料。
一种如前所述的制备稀土永磁体的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)：按(NdPr)18.2(MM)13.6Fe66.22B1.08Cu0.2Al0.7(质量分数)进行配料；
(2)：对配好的原料进行甩带熔炼，形成薄带状的合金；
(3)：薄带状合金经过氢破碎,再用气流磨制成平均粒度为4.0μm的合金粉末。制粉过程中,分别添加不同量的防氧化剂和航空汽油,并用IRO-I型氧含量测定仪测量粉末的氧含量；
(4)：粉末在磁场为1280～1440A/m,压力为5～10MPa的压机中取向成形；
(5)：成形生坯在10-3～10-2Pa真空条件下于1060℃的温度范围内保持240分钟左右，而后在600℃回火2h；
(6)：用NIM-10000型磁性能测试仪测量其磁性能；
(7)：机械加工,涂覆；
(8)：脉冲磁化；
所得混合稀土永磁体的剩余磁感应强度(Br)为1116～112T,内禀矫顽力(Hcj)为960～1000kA/m,磁能积(B·H)为248～264kJ/m3。
本发明的技术方案中，配料完成后的(NdPr)18.2(MM)13.6Fe66.22B1.08Cu0.2Al0.7(质量分数)，接下来，通过在合金材料吸藏氢粗甩带粉碎为0.1mm～5mm左右的大小。而且，使用喷射磨进行细粉碎以使粒径的利用激光法所测量的值为0.1μm～10μm，优选的是3μm～5μm，从而得到合金粉末。此外，在粗粉碎和细粉碎时，也可以不同量的润滑剂来作为粉碎助剂。在所得到的合金粉末中添加0.4％防氧化剂+0.3％航空汽油的粉末润滑剂并进行混合，此时氧含量达到最小值0.22％，然后在1300A/m的磁场并且8MPa压力下的压机中取向成型，再将成型生坯在10-3～10-2Pa真空条件下于1060℃的温度范围内保持240分钟左右，而后在600℃回火2h。
综上所述本发明具有以下有益效果：用富含La,Ce的混合稀土代替部分PrNd合金作为原料,按(NdPr)18.2(MM)13.6Fe66.22B1.08Cu0.2Al0.7(质量分数)进行配料,以甩带熔炼方式形成薄带状合金,合金经氢破碎后,用气流磨制成粉末,最后经压制烧结得到稀土永磁体。所得的混合稀土永磁体的剩余磁感应强度为1116～112T,内禀矫顽力为960～1000kA/m,磁能积为248～264kJ/m3。该性能与N33,N35钕铁硼磁体性能相当,可以代替其应用在玩具磁铁、包装扣磁以及磁性打捞器等领域。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种如前所述的制备稀土永磁体的工艺方法，包括以下步骤：
(1)：按(NdPr)18.2(MM)13.6Fe66.22B1.08Cu0.2Al0.7(质量分数)进行配料；
(2)：对配好的原料进行甩带熔炼，形成薄带状的合金；
(3)：薄带状合金经过氢破碎,再用气流磨制成平均粒度为4.0μm的合金粉末。制粉过程中,分别不添加任何房氧化剂进行测量，在添加的防氧化剂和航空汽油,并用IRO-I型氧含量测定仪测量粉末的氧含量；
(4)：粉末在磁场为1280～1440A/m,压力为5～10MPa的压机中取向成形；
(5)：成形生坯在10-3～10-2Pa真空条件下于1060℃的温度范围内保持240分钟左右，而后在600℃回火2h；
(6)：用NIM-10000型磁性能测试仪测量其磁性能；
(7)：机械加工,涂覆；
(8)：脉冲磁化；
经检测，本实施例1中制粉后的氧含量指标见表1。
表1
比对项目 0.4％防氧化剂 0.4％防氧化剂
有无添加 有 无
出料氧含量(％) 0.31 0.52
表1中，有添加0.4％防氧化剂时，制得的粉体氧含量更少。
实施例2
一种如前所述的制备稀土永磁体的工艺方法，包括以下步骤：
(1)：按(NdPr)18.2(MM)13.6Fe66.22B1.08Cu0.2Al0.7(质量分数)进行配料；
(2)：对配好的原料进行甩带熔炼，形成薄带状的合金；
(3)：薄带状合金经过氢破碎,再用气流磨制成平均粒度为4.0μm的合金粉末。制粉过程中,分别添加0.4％防氧化剂进行测量，在添加0.4％防氧化剂+0.3％航空汽油,并用IRO-I型氧含量测定仪测量粉末的氧含量；
(4)：粉末在磁场为1280～1440A/m,压力为5～10MPa的压机中取向成形；
(5)：成形生坯在10-3～10-2Pa真空条件下于1060℃的温度范围内保持240分钟左右，而后在600℃回火2h；
(6)：用NIM-10000型磁性能测试仪测量其磁性能；
(7)：机械加工,涂覆；
(8)：脉冲磁化；
经检测，本实施例中氧、氮含量以及加料比例出料检测粒度指标见表2。
表2
表2中，添加0.4％防氧化剂+0.3％航空汽油时，制得的粉体氧含量更少。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种制备稀土的永磁体，其特征在于，其组分以及重量比如下：
成分为28.15的La，成分为49.4的Ce，成分为6的Pr，成分为16的Nb，成分为0.05的Dy，成分为0.01的Sm，成分为0.03的Gd，以及纯铁、硼质量分数为19.2％的硼铁、电解铜、电解铝等原材料。
2.根据权利要求1所述的一种制备稀土永磁体的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：按(NdPr)18.2(MM)13.6Fe66.22B1.08Cu0.2Al0.7(质量分数)进行配料；
步骤2：对配好的原料进行甩带熔炼，形成薄带状的合金；
步骤3：薄带状合金经过氢破碎,再用气流磨制成平均粒度为4.0μm的合金粉末。制粉过程中,分别添加不同量的防氧化剂和航空汽油,并用IRO-I型氧含量测定仪测量粉末的氧含量；
步骤4：粉末在磁场为1280～1440A/m,压力为5～10MPa的压机中取向成形；
步骤5：成形生坯在10-3～10-2Pa真空条件下于700℃以上不足1000℃的温度范围内保持10分钟以上420分钟以下，然后在1000℃以上1200℃以下的温度范围内保持10分钟以上420分钟以下，而后在600℃回火2h；
步骤6：用NIM-10000型磁性能测试仪测量其磁性能；
步骤7：机械加工,涂覆；
步骤8：脉冲磁化；
所得混合稀土永磁体的剩余磁感应强度(Br)为1116～112T,内禀矫顽力(Hcj)为960～1000kA/m,磁能积(B·H)为248～264kJ/m3。
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