CN108831658A - 一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法 - Google Patents

一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108831658A
CN108831658A CN201810987694.0A CN201810987694A CN108831658A CN 108831658 A CN108831658 A CN 108831658A CN 201810987694 A CN201810987694 A CN 201810987694A CN 108831658 A CN108831658 A CN 108831658A
Authority
CN
China
Prior art keywords
iron boron
neodymium iron
constant charge
magnetic body
rare earth
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.)
Pending
Application number
CN201810987694.0A
Other languages
English (en)
Inventor
吴琼
黄益红
葛洪良
吴中平
泮敏翔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Zhongke Magnetic Industry Co ltd
China Jiliang University
Original Assignee
Zhejiang Zhongke Magnetic Industry Co ltd
China Jiliang University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Zhongke Magnetic Industry Co ltd, China Jiliang University filed Critical Zhejiang Zhongke Magnetic Industry Co ltd
Priority to CN201810987694.0A priority Critical patent/CN108831658A/zh
Publication of CN108831658A publication Critical patent/CN108831658A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0293—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets diffusion of rare earth elements, e.g. Tb, Dy or Ho, into permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes

Abstract

本发明公开了一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法，包括：按照NdFeB合金成分配料，真空熔炼获得合金铸锭并快淬成薄带；按照稀土三元Re‑Al‑Cu合金成分配料，真空熔炼获得母合金铸锭并快淬成薄带，并经高能球磨获得均匀的低熔点稀土三元Re‑Al‑Cu纳米粉末；将Re‑Al‑Cu纳米粉末涂覆在NdFeB合金薄带的自由面和急冷面；将薄带合金平行置于在磁场强度为1.5T的恒磁场退火炉中，进行真空磁场热处理。本发明以低熔点稀土三元Re‑Al‑Cu纳米合金为扩散源，并通过在恒磁场作用下对NdFeB合金扩散热处理，促使NdFeB合金中的硬磁相沿易磁化轴排列，改善了钕铁硼磁体扩散后的晶界特性。

Description

一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法
技术领域
本发明涉及磁性材料技术领域，尤其涉及一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法。
背景技术
钕铁硼永磁材料自问世以来，因其具有高的剩磁、矫顽力和最大磁能积等特点，已在很多方面获得广泛应用。但由于近年来稀土价格的不断上涨，导致Nd-Fe-B永磁材料的生产成本大幅度地升高，研发新型低成本的稀土永磁材料成为当今的研究热点之一。发新一代高性能、低成本的稀土永磁材料，一般有两种思路：一是发展复合永磁材料，充分利用软磁材料的高饱和磁化强度与硬磁材料的高磁各向异性场和矫顽力，将二者的优势结合起来，使其内禀磁性得到最大限度的发挥。二是发现新的具有优良内禀磁性能的永磁化合物，或是寻找价格便宜的稀土元素来代替稀土元素Nd，开发出成本低、资源多、磁性能优异的稀土永磁材料。近年来，用La、Ce、Pr等稀土元素来替代Nd-Fe-B合金中元素Nd的研究得到越来越多的关注。因此，如何有效利用La、Ce、Pr等稀土元素来制备高性能永磁材料，成为钕铁硼稀土永磁材料进一步发展的关键问题。
晶界扩散技术作为一种提高烧结钕铁硼矫顽力的一种新型工艺，主要通过稀土金属或者化合物的粉末作为扩散源，在一定的温度下进行扩散热处理，通过优化晶界相和提高主相的各向异性场，实现钕铁硼磁体磁性能的提升。同时，磁场处理作为一种热处理工艺，使磁体在磁场的作用下，使具有磁晶各向异性的晶粒在形核长大过程中沿磁优先生长方向生长，直接长成有取向的组织，使合金具有磁各向异性，从而获得比传统热处理更高的磁性能。因此，本申请提出一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法，以低熔点稀土三元Re-Al-Cu纳米合金为扩散源，并通过在恒磁场作用下对NdFeB合金扩散热处理，加速了低熔点合金中的稀土元素在晶界的扩散，促使NdFeB合金中的硬磁相沿易磁化轴排列，改善了钕铁硼磁体扩散后的晶界特性，得到高矫顽力钕铁硼磁体。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法。
本发明的恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法，包括如下步骤：
1）按照NdFeB合金成分称量各原料并进行混合，将混合原料进行真空熔炼，然后快淬甩带制成合金薄带；
2）将低熔点稀土三元Re-Al-Cu合金成分以原子百分含量称重配料，然后将混合原料进行真空熔炼，然后快淬甩带制成合金薄带；
3）将步骤2）制得的Re-Al-Cu薄带经高能球磨后，获得均匀的低熔点稀土三元Re-Al-Cu纳米粉末；
4）将步骤3）制得的低熔点稀土三元Re-Al-Cu纳米粉末涂覆在步骤1）制得的NdFeB合金薄带的自由面和急冷面；
5）将步骤4）制得的薄带合金平行置于在磁场强度为1.5 T的恒磁场退火炉中，进行真空磁场热处理，随后气冷至室温，制得高矫顽力钕铁硼磁体。
进一步的，所述NdFeB合金的组成成分及质量百分比为：Nd：30.5~40.1%、Fe：62.3~75.8%、B：0.5~2%、Zr：0.2~1.5%、Co：0.2~1.5%。
进一步的，步骤（1）和步骤（2）中快淬甩带的快淬速度为10~45m/s。
进一步的，步骤（2）中所述的低熔点稀土三元Re-Al-Cu合金成分的原子百分比为Re100-a-b AlaCub，Re为稀土元素Ce、La、Pr中的一种或几种；a和b满足以下关系：25≤a≤50，25≤b≤50。
进一步的，步骤（5）中所述的真空磁场热处理具体工艺参数为：真空度优于5×10-4Pa，温度为550~750 ℃，保温时间为4-8小时。
与现有的技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：通过快淬和高能球磨制备低熔点稀土三元Re-Al-Cu纳米合金，并将其作为扩散源，通过在恒磁场作用下对NdFeB合金扩散热处理，加速了低熔点合金中的稀土元素在晶界的扩散，促使NdFeB合金中的硬磁相沿易磁化轴排列，改善了钕铁硼磁体扩散后的晶界特性，得到高矫顽力钕铁硼磁体。
具体实施方式
下面结合具体实施例及对比例对本发明作进一步阐述。
实施例1
1）按照NdFeB合金成分称量各原料并进行混合，将混合原料进行真空熔炼，然后快淬甩带制成合金薄带；所述NdFeB合金的组成成分及质量百分比为：Nd：31%、Fe：66.8%、B：1.2%、Zr：0.4%、Co：0.6%；所述的快淬甩带的快淬速度为25m/s；
2）将低熔点稀土三元Ce50Al25Cu25合金以原子百分含量称重配料，然后将混合原料进行真空熔炼，然后快淬甩带制成合金薄带；所述的快淬甩带的快淬速度为15m/s；
3）将步骤2）制得的Ce50Al25Cu25薄带经高能球磨后，获得均匀的低熔点稀土三元Ce50Al25Cu25纳米粉末；
4）将步骤3）制得的低熔点稀土三元Ce50Al25Cu25纳米粉末涂覆在步骤1）制得的NdFeB合金薄带的自由面和急冷面；
5）将步骤4）制得的薄带合金平行置于在磁场强度为1.5 T的恒磁场退火炉中，进行真空磁场热处理，随后气冷至室温，制得高矫顽力钕铁硼磁体；所述的真空磁场热处理具体工艺参数为：真空度优于5×10-4 Pa，温度为650 ℃，保温时间为7小时。
比较例1
制备步骤同实施例1，区别在于不添加低熔点稀土三元Ce50Al25Cu25纳米粉末，而是将NdFeB快淬薄带置于恒磁场退火炉中进行真空磁场热处理，制得钕铁硼磁体。
实施例2
1）按照NdFeB合金成分称量各原料并进行混合，将混合原料进行真空熔炼，然后快淬甩带制成合金薄带；所述NdFeB合金的组成成分及质量百分比为：Nd：32%、Fe：65.2%、B：1.4%、Zr：0.6%、Co：0.8%；所述的快淬甩带的快淬速度为28m/s；
2）将低熔点稀土三元La50Al25Cu25合金以原子百分含量称重配料，然后将混合原料进行真空熔炼，然后快淬甩带制成合金薄带；所述的快淬甩带的快淬速度为20m/s；
3）将步骤2）制得的La50Al25Cu25薄带经高能球磨后，获得均匀的低熔点稀土三元La50Al25Cu25纳米粉末；
4）将步骤3）制得的低熔点稀土三元La50Al25Cu25纳米粉末涂覆在步骤1）制得的NdFeB合金薄带的自由面和急冷面；
5）将步骤4）制得的薄带合金平行置于在磁场强度为1.5 T的恒磁场退火炉中，进行真空磁场热处理，随后气冷至室温，制得高矫顽力钕铁硼磁体；所述的真空磁场热处理具体工艺参数为：真空度优于5×10-4 Pa，温度为600 ℃，保温时间为7小时。
比较例2
制备步骤同实施例2，区别在于不添加低熔点稀土三元La50Al25Cu25纳米粉末，而是将NdFeB快淬薄带置于恒磁场退火炉中进行真空磁场热处理，制得钕铁硼磁体。
实施例3
1）按照NdFeB合金成分称量各原料并进行混合，将混合原料进行真空熔炼，然后快淬甩带制成合金薄带；所述NdFeB合金的组成成分及质量百分比为：Nd：33%、Fe：63.4%、B：1.8%、Zr：0.8%、Co：1.0%；所述的快淬甩带的快淬速度为28m/s；
2）将低熔点稀土三元Pr50Al25Cu25合金以原子百分含量称重配料，然后将混合原料进行真空熔炼，然后快淬甩带制成合金薄带；所述的快淬甩带的快淬速度为20m/s；
3）将步骤2）制得的Pr50Al25Cu25薄带经高能球磨后，获得均匀的低熔点稀土三元Pr50Al25Cu25纳米粉末；
4）将步骤3）制得的低熔点稀土三元Pr50Al25Cu25纳米粉末涂覆在步骤1）制得的NdFeB合金薄带的自由面和急冷面；
5）将步骤4）制得的薄带合金平行置于在磁场强度为1.5 T的恒磁场退火炉中，进行真空磁场热处理，随后气冷至室温，制得高矫顽力钕铁硼磁体；所述的真空磁场热处理具体工艺参数为：真空度优于5×10-4 Pa，温度为600 ℃，保温时间为7小时。
比较例3
制备步骤同实施例3，区别在于不添加低熔点稀土三元Pr50Al25Cu25纳米粉末，而是将NdFeB快淬薄带置于恒磁场退火炉中进行真空磁场热处理，制得钕铁硼磁体。
将上述实施例和比较例制备的样品，经磁性能测试，对比结果如表1所示。
表1
本发明采用恒磁场下晶界扩散低熔点稀土三元Re-Al-Cu纳米合金制备了高矫顽力钕铁硼磁体。相对于未添加低熔点稀土三元Re-Al-Cu纳米合金，添加低熔点稀土三元Re-Al-Cu纳米合金的钕铁硼磁体，虽然剩磁在一定程度上降低，但是矫顽力和磁能积都得到了明显的提升，这主要是由于低熔点稀土三元Re-Al-Cu纳米合金在扩散过程中熔化为液态，且在恒磁场作用下加速了低熔点合金中稀土元素的扩散，促使NdFeB合金中的硬磁相沿易磁化轴排列，改善了钕铁硼磁体扩散后的晶界特性，增强了软/硬磁相之间的交换耦合作用，得到高矫顽力钕铁硼磁体。

Claims (5)

1.一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法，其特征在于包括如下步骤：
1）按照NdFeB合金成分称量各原料并进行混合，将混合原料进行真空熔炼，然后快淬甩带制成合金薄带；
2）将低熔点稀土三元Re-Al-Cu合金成分以原子百分含量称重配料，然后将混合原料进行真空熔炼，然后快淬甩带制成合金薄带；
3）将步骤2）制得的Re-Al-Cu薄带经高能球磨后，获得均匀的低熔点稀土三元Re-Al-Cu纳米粉末；
4）将步骤3）制得的低熔点稀土三元Re-Al-Cu纳米粉末涂覆在步骤1）制得的NdFeB合金薄带的自由面和急冷面；
5）将步骤4）制得的薄带合金平行置于在磁场强度为1.5 T的恒磁场退火炉中，进行真空磁场热处理，随后气冷至室温，制得高矫顽力钕铁硼磁体。
2.根据权利要求1 所述的恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法，其特征在于：所述NdFeB合金的组成成分及质量百分比为：Nd：30.5~40.1%、Fe：62.3~75.8%、B：0.5~2%、Zr：0.2~1.5%、Co：0.2~1.5%。
3.根据权利要求1 所述的恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法，其特征在于：步骤（1）和步骤（2）中快淬甩带的快淬速度为10~45m/s。
4.根据权利要求1 所述的恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的低熔点稀土三元Re-Al-Cu合金成分的原子百分比为Re100-a-bAlaCub，Re为稀土元素Ce、La、Pr中的一种或几种；a和b满足以下关系：25≤a≤50，25≤b≤50。
5.根据权利要求1 所述的恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法，其特征在于：步骤（5）中所述的真空磁场热处理具体工艺参数为：真空度优于5×10-4 Pa，温度为550~750 ℃，保温时间为4-8小时。
CN201810987694.0A 2018-08-28 2018-08-28 一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法 Pending CN108831658A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810987694.0A CN108831658A (zh) 2018-08-28 2018-08-28 一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810987694.0A CN108831658A (zh) 2018-08-28 2018-08-28 一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108831658A true CN108831658A (zh) 2018-11-16

Family

ID=64150863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810987694.0A Pending CN108831658A (zh) 2018-08-28 2018-08-28 一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108831658A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110148507A (zh) * 2019-05-23 2019-08-20 钢铁研究总院 一种含REFe2相的晶界扩散铈磁体及其制备方法
CN110172599A (zh) * 2019-05-16 2019-08-27 中国计量大学 重稀土化合物扩散制备高饱和磁化强度锰铋快淬合金方法
CN110473684A (zh) * 2019-08-19 2019-11-19 中国计量大学 一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体的制备方法
CN111326307A (zh) * 2020-03-17 2020-06-23 宁波金鸡强磁股份有限公司 一种渗透磁体用的涂覆材料及高矫顽力钕铁硼磁体的制备方法
CN112820528A (zh) * 2020-05-06 2021-05-18 廊坊京磁精密材料有限公司 提高烧结钕铁硼矫顽力的方法
JP7476601B2 (ja) 2019-09-24 2024-05-01 株式会社プロテリアル Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101894644A (zh) * 2010-06-29 2010-11-24 上海大学 各向异性的纳米晶复合NdFeB永磁合金及其制备方法
CN105170976A (zh) * 2015-10-23 2015-12-23 北京科技大学 一种压坯扩渗后低温烧结制备高矫顽力钕铁硼的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101894644A (zh) * 2010-06-29 2010-11-24 上海大学 各向异性的纳米晶复合NdFeB永磁合金及其制备方法
CN105170976A (zh) * 2015-10-23 2015-12-23 北京科技大学 一种压坯扩渗后低温烧结制备高矫顽力钕铁硼的方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110172599A (zh) * 2019-05-16 2019-08-27 中国计量大学 重稀土化合物扩散制备高饱和磁化强度锰铋快淬合金方法
CN110148507A (zh) * 2019-05-23 2019-08-20 钢铁研究总院 一种含REFe2相的晶界扩散铈磁体及其制备方法
CN110473684A (zh) * 2019-08-19 2019-11-19 中国计量大学 一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体的制备方法
CN110473684B (zh) * 2019-08-19 2020-09-01 中国计量大学 一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体的制备方法
JP7476601B2 (ja) 2019-09-24 2024-05-01 株式会社プロテリアル Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法
CN111326307A (zh) * 2020-03-17 2020-06-23 宁波金鸡强磁股份有限公司 一种渗透磁体用的涂覆材料及高矫顽力钕铁硼磁体的制备方法
CN112820528A (zh) * 2020-05-06 2021-05-18 廊坊京磁精密材料有限公司 提高烧结钕铁硼矫顽力的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108831658A (zh) 一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法
JP6586451B2 (ja) 合金材料、ボンド磁石および希土類永久磁石粉末の変性方法
CN103212714B (zh) 制备钕铁硼材料的方法
CN101996721B (zh) 一种提高烧结钕铁硼矫顽力的方法
CN102103917B (zh) 一种钕铁硼磁体、制备方法及应用该磁体的器件
CN104681268B (zh) 一种提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的处理方法
JP2021085096A (ja) Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結永久磁性体の製造方法
CN104637643B (zh) 白云鄂博共伴生原矿混合稀土永磁材料及其制备方法
WO2021169887A1 (zh) 一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用
CN109102976A (zh) 一种提高稀土钕铁硼磁性能的方法
TW202125543A (zh) 高Cu高Al的釹鐵硼磁體及其製備方法
JP2019535121A (ja) 高温耐性ネオジム・鉄・ボロン磁石及びその製造方法
CN104505247A (zh) 一种改善钕铁硼磁体性能的固体扩散工艺
CN106356175B (zh) 一种双主相Nd2Fe14B-Ce2Fe14B复合永磁体及其制备方法
CN108766703A (zh) 一种耐高温多主相高丰度稀土永磁材料及其制备方法
CN105702403A (zh) 一种烧结钕铁硼磁体及制备方法
CN106128671A (zh) 高性能钕铁硼永磁材料及其制备方法
CN103971919B (zh) 一种钕铁硼磁体的烧结方法
CN106531385B (zh) 一种梯度型烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN109192424B (zh) 一种超高矫顽力烧结钕铁硼磁体
CN103794321B (zh) 一种涂料用镨铁硼永磁材料及制备方法
CN114373593B (zh) 一种r-t-b磁体及其制备方法
CN107026002B (zh) 钕铁硼合金磁体的制备方法
CN106252011A (zh) 一种晶界相复合添加提高烧结钕铁硼矫顽力的方法
CN109192425A (zh) 一种高韧性烧结钕铁硼辐射环及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181116

RJ01 Rejection of invention patent application after publication