CN111341515A - 一种含铈的钕铁硼磁钢及其制备方法 - Google Patents

一种含铈的钕铁硼磁钢及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111341515A
CN111341515A CN202010221185.4A CN202010221185A CN111341515A CN 111341515 A CN111341515 A CN 111341515A CN 202010221185 A CN202010221185 A CN 202010221185A CN 111341515 A CN111341515 A CN 111341515A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic steel
boron magnetic
neodymium
iron boron
neodymium iron
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.)
Granted
Application number
CN202010221185.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111341515B (zh
Inventor
葛海军
邓言方
陈天涯
杨玉章
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.)
Yuyao Hongwei Magnetic Material Technology Co ltd
Original Assignee
Yuyao Hongwei Magnetic Material Technology Co ltd
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 Yuyao Hongwei Magnetic Material Technology Co ltd filed Critical Yuyao Hongwei Magnetic Material Technology Co ltd
Priority to CN202010221185.4A priority Critical patent/CN111341515B/zh
Publication of CN111341515A publication Critical patent/CN111341515A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111341515B publication Critical patent/CN111341515B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01F1/0575—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 pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0577—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 pressed, sintered or bonded together sintered
    • 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
    • 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
    • H01F41/0266—Moulding; Pressing
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

本发明公开了一种含铈的钕铁硼磁钢，涉及钕铁硼领域，按质量分数计，包括如下组分，20.5～21.5％Nd、4.5～6.5％Pr、2.1～2.6％Tb、8.3～9.1％La、11.8～16.0％Ce、1.5～2.5％Co、0.1～0.2％Cu、1.3～1.9％Al、2.8～5.8％Ho、1.6～4.4％Dy、6.4～10.6％Gd、1～1.3％Ga、0.4～0.6％In、0.92～1％B、5.6～7.6％Sn、0.5～1.0％Si，其余为Fe及不可避免的杂质。Ho的加入能够有效地缓解钕铁硼磁材添加Ce时，磁性能大幅度下降的问题。这样使得钕铁硼中添加铈的量能够超过现阶段的最高值10％，从而有利于降低生产成本。其次，Sn有利于改善Ce添加后钕铁硼合金晶界润湿性降低的问题，从而有促使钕铁硼合金晶界形成畴壁钉扎中心的作用，从而使矫顽力热稳定性得到改善。另外，其制备方法也较为简单，适合规模化进行生产。

Description

一种含铈的钕铁硼磁钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及钕铁硼磁材领域，特别涉及一种含铈的钕铁硼磁钢及其制备方法。
背景技术
钕磁铁也称为钕铁硼磁铁，是由钕、铁、硼(Nd2Fe14B)形成的四方晶系晶体。于1982年，住友特殊金属的佐川真人发现钕磁铁。这种磁铁的磁能积(BHmax)大于钐钴磁铁，是当时全世界磁能积最大的物质。后来，住友特殊金属成功发展粉末冶金法，通用汽车公司成功发展旋喷熔炼法，能够制备钕铁硼磁铁。这种磁铁是现今磁性仅次于绝对零度钬磁铁的永久磁铁，也是最常使用的稀土磁铁。钕铁硼磁铁被广泛地应用于电子产品，例如硬盘、手机、耳机以及用电池供电的工具等。
随着市场需求量越来越大，对钕铁硼磁体原材料的需求也急剧增加，因此，镨钕合金的价格越来越贵，由此导致烧结钕铁硼的成本较高。为了降低烧结钕铁硼磁体的成本，目前采用储量较多且价格便宜的铈来取代烧结钕铁硼中的镨钕。但是铈铁硼相的饱和磁化强度和各向异性场均低于钕铁硼相，如果在钕铁硼磁体中大量添加铈，磁体的综合磁性能变差，磁体剩磁和矫顽力下降尤其明显。
目前钕铁硼中铈含量在0～10％(重量百分比)，当钕铁硼磁体中铈含量超过3％时，磁体的综合磁性能(矫顽力、剩磁、方形度、耐热等)会下降显著，研究者一般会从调整钕铁硼磁体成分设计入手以保证磁体综合磁性能。如添加重稀土元素镝，且添加重稀土元素含量占铈含量的80％左右，以保证磁体的矫顽力，但是重稀土资源价格昂贵，成本较高。也有研究者提出在含铈量高的钕铁硼磁体加入低熔点稀土液相合金，利用900～1030℃低温烧结，降低晶粒尺寸，但是这种方法工艺比较复杂，在生产过程中要严格控制液相合金晶界相均匀分布，以保证磁体的剩磁和矫顽力。
为此，有必要研发出一种能够在保证钕铁硼磁性不会过大下降，同时还可以掺入大量铈的技术，以缓解钕铁硼材料价格昂贵给企业所带来的困境。
发明内容
本发明的目的是提供一种含铈的钕铁硼磁钢，该种钕铁硼在保证磁性不发生大幅度下降的同时，又能够掺入大量的铈，从而降低了生产成本，并且其生产方法较为简单适合规模化进行投产。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种含铈的钕铁硼磁钢，按质量分数计，包括如下组分，20.5～21.5％Nd、4.5～6.5％Pr、2.1～2.6％Tb、8.3～9.1％La、11.8～16.0％Ce、1.5～2.5％Co、0.1～0.2％Cu、1.3～1.9％Al、2.8～5.8％Ho、1.6～4.4％Dy、6.4～10.6％Gd、1～1.3％Ga、0.4～0.6％In、0.92～1％B、5.6～7.6％Sn、0.5～1.0％Si，其余为Fe及不可避免的杂质。
通过采用上述技术方案，Ho的加入能够有效地缓解钕铁硼磁材添加Ce时，磁性能大幅度下降的问题。这样使得钕铁硼中添加铈的量能够超过现阶段的最高值10％，从而有利于降低生产成本。
其次，Sn有利于改善Ce添加后钕铁硼合金晶界润湿性降低的问题，从而有促使钕铁硼合金晶界形成畴壁钉扎中心的作用，从而使矫顽力热稳定性得到改善。
一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，包括如下步骤，
步骤一：根据质量分数称取相应的原料，之后将原料混合熔融精炼，得到母合金液体；
步骤二：将母合金液体浇至水冷辊上进行甩带处理，从而得到速凝薄片；
步骤三：对速凝薄片进行氢破碎处理，得到氢破粉；
步骤四：对氢破粉进行气流磨处理，得到磁粉；
步骤五：将磁粉于氮气保护下模压成型，得到生坯；
步骤六；将生坯于等静压油压下进行二次压制；
步骤七：将步骤六中经等静压压制后的生坯置于烧结炉中进行烧结之后再进行两级时效，从而得到半成品；
步骤八：对半成品进行机械加工并于其表面蒸镀Dy，最后再进行充磁，得到成品钕铁硼磁钢。
通过采用上述步骤，在钕铁硼生产的最后阶段，对机械加工后的钕铁硼半成品的表面进行蒸镀Dy，而这个过程中，Dy会渗入到磁体内部并发生晶界扩散，从而磁体的矫顽力大幅增加的同时，也能够保证剩磁和磁能积几乎没有下降。
优选为，步骤二中，甩带处理是在氩气气氛下进行的，且速凝薄片的厚度控制为0.2mm～0.4mm。
通过采用上述技术方案，将速凝薄片的厚度控制在0.2mm～0.4mm，这样能够减少α-Fe的析出，保证了磁体中主相Fe的体积。同时，由于α-Fe析出量的减少，使得最终成品磁体中的晶体排布更为规则，从而有助于蒸镀Dy顺利地渗透磁体，使得磁体的矫顽力能够得到最大的提升。
优选为，步骤四中，向磁粉中添加润滑剂和抗氧化剂。
通过采用上述技术方案，润滑剂的添加能够减少磁性颗粒转动阻力，调高粉末的取向度，提高磁体剩磁，提高磁体最终磁性能。且选择在磁粉中进行添加，这样能够保证氢破粉在气流磨中仍能够充分摩擦变细。
同时，钕铁硼磁体中常含有大量的三氧化二钕。三氧化二钕是由生产过程中富钕相被氧化形成的结果。三氧化二钕的含量越多，磁体的矫顽力下降越大。因此，在磁粉中添加抗氧化剂，这样能够降低之后的生产步骤中富钕相被氧化的可能性。
优选为，所述润滑剂为聚乙二醇和二甲基硅油的混合物，且两者的体积比为1：2。
通过采用上述技术方案，聚乙二醇是一种相催化剂，其有助于二甲基硅油与磁粉更容易进行充分混合，从而使得二甲基硅油能够更好地提升磁粉的润滑性。
优选为，所述抗氧化剂为茶多酚和VE的混合物，且两者的质量比为2：1。
通过采用上述技术方案，在磁粉中添加茶多酚和VE，一方面VE可以抑制磁粉在后续的生产过程中吸收，并出现会一个诱导期，另一方面茶多酚能够显著延长诱导期的时效，从而实现两者的协同抗氧化性。
优选为，所述润滑剂和抗氧剂的添加量分别为磁粉总量的5wt％和6wt％.
另外，将润滑剂和抗氧剂的添加量分布控制在5％和6％，此时，能够保证矫顽力和剩磁都能够处于较高值，而且润滑剂和抗氧化剂的添加量也是最少的。
优选为，步骤七中，烧结的温度先将温度上升至750～850℃，保持时间30min，之后将温度升高至1650～1750℃，保温3～4h。
通过采用上述技术方案，这样烧结温度先升高至750～850℃，这个过程中由于Ce的活泼性比PrNd等其他稀土强，更容易产生液相使产品收缩均匀密度提高，从而使得磁体强度得到了提高。
优选为，步骤七中，一级时效的温度为900～1000℃，保持1.5～2.5h，二级时效的温度为560～720℃，保持4～5h。
通过采用上述技术方案，在烧结温度控制在1650～1750℃，且一级时效温度控制在900～1000℃，二级时效控制在560～720℃，这样有利于磁体的晶体能够定向排布，从而有助于削弱Ce所带来的不利影响，使得磁体能够保证较高的矫顽力。
优选为，步骤七中烧结前，先将生坯置于石墨盒中，且石墨盒内部均匀撒有刚玉粉。
通过采用上述技术方案，将磁体装于石墨盒中，这样一方面有助于烧结过程中生坯受热均匀，另一方面石墨盒中的碳元素能够起到还原作用，从而降低了最终磁体中的含氧量，从而提高了磁体的磁性和机械性能。
由于Ce在生坯烧结过程中容易变成液态析出，并于在冷却的时候，容易于石墨盒的底部发生粘结，这样将磁体从石墨盒中取出后，磁体的表面容易出现瑕疵。为此，在石墨盒底部撒上刚玉粉，这样能够使坯体与石墨盒底部之间的发生间隔，从而也就降低了磁体与石墨盒底部发生粘结的可能性。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1、添加Ce的同时，再添加Ho和Sn，这样能够削弱Ce对磁体所带来的不利影响；
2、在磁粉中添加润滑剂，润滑剂的添加能够减少磁性颗粒转动阻力，调高粉末的取向度，提高磁体剩磁量；
3、在磁粉中添加抗氧化剂，这样能够降低富钕相被氧化的可能性，保证了磁体矫顽力不发生明显的下降；
4、在烧结好的磁体表面蒸镀Dy元素，Dy会渗入晶界中，从而在磁体剩磁不降低的同时，也能够提高矫顽力。
附图说明
图1为厚度0.2mm速凝薄片的断面电镜图；
图2为厚度0.3mm速凝薄片的断面电镜图；
图3为厚度0.4mm速凝薄片的断面电镜图；
图4为厚度0.5mm速凝薄片的断面电镜图；
图5为厚度0.6mm速凝薄片的断面电镜图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，包括如下步骤，
步骤一：根据质量分数称取相应的原料，之后将原料于1400℃进行混合熔融精炼，并保持保持时间为20min，得到母合金液体；
步骤二：在氩气气氛保护下，将母合金液体浇至水冷辊上进行甩带处理，控制得到的速凝薄片为0.2mm；
步骤三：将速凝薄片置于氢破炉中抽真空至真空度为1Pa以下，在室温下通入氢气，保持压力在2×105Pa，时间在5h，冷却至室温，然后抽出残余氢气，之后将氢破炉升温至500℃保温6h，当压强低于10Pa时，脱氢结束，并得到氢破粉；
步骤四：对氢破粉进行气流磨处理，得到粒径为2.8～3.4um的磁粉，并向磁粉中加入磁粉总量5wt％的润滑剂和6wt％的抗氧化剂；
步骤五：将磁粉于氮气气氛保护下模压成型，得到生坯；
步骤六；将生坯于等静压油压下进行二次压制；
步骤七：将步骤六中经等静压压制后的生坯置于内部均匀铺撒有刚玉粉的石墨盒中，并将石墨盒置于烧结炉中，于1Pa以下真空条件下，先以10℃/min将温度上升至750℃，并保温30min，之后再以20℃/min将温度上升至1650℃，并保温4h进行烧结，待烧结完成后，自然冷却至900℃，并保温2.5h进行一级时效，之后再自然冷却至560℃，保温5h进行二级时效，从而得到半成品；
步骤八：对半成品进行机械加工，之后于800℃温度下采用蒸镀晶界扩散的方式在半成品表面均匀蒸镀总Dy量5wt％的Dy，随后在氩气保护下进行550℃的回火热处理2h，最后再进行充磁，得到成品钕铁硼磁钢。
其中，润滑剂为聚乙二醇和二甲基硅油的混合物，且两者的体积比为1∶2，而抗氧化剂为茶多酚和VE的混合物，且两者的质量比为2∶1。
制得的成品钕铁硼磁钢的主要成分为20.5％Nd、4.5％Pr、2.1％Tb、8.3％La、11.8％Ce、1.5％Co、0.1％Cu、1.3％Al、2.8％Ho、1.6％Dy、1％Zr、0.92％B、5.6％Sn、0.5％Si，其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例二：
一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，包括如下步骤，
步骤一：根据质量分数称取相应的原料，之后将原料于1450℃进行混合熔融精炼，并保持保持时间为15min，得到母合金液体；
步骤二：在氩气气氛保护下，将母合金液体浇至水冷辊上进行甩带处理，控制得到的速凝薄片为0.3mm；
步骤三：将速凝薄片置于氢破炉中抽真空至真空度为1Pa以下，在室温下通入氢气，保持压力在2.5×105Pa，时间在4h，冷却至室温，然后抽出残余氢气，之后将氢破炉升温至550℃保温5h，当压强低于10Pa时，脱氢结束，并得到氢破粉；
步骤四：对氢破粉进行气流磨处理，得到粒径为2.8～3.4um的磁粉，并向磁粉中加入磁粉总量5wt％的润滑剂和6wt％的抗氧化剂；
步骤五：将磁粉于氮气气氛保护下模压成型，得到生坯；
步骤六；将生坯于等静压油压下进行二次压制；
步骤七：将步骤六中经等静压压制后的生坯置于内部均匀铺撒有刚玉粉的石墨盒中，并将石墨盒置于烧结炉中，于1Pa以下真空条件下，先以10℃/min将温度上升至800℃，并保温30min，之后再以20℃/min将温度上升至1700℃，并保温3.5h进行烧结，待烧结完成后，自然冷却至950℃，并保温2h进行一级时效，之后再自然冷却至640℃，保温4.5h进行二级时效，从而得到半成品；
步骤八：对半成品进行机械加工，之后于900℃温度下采用蒸镀晶界扩散的方式在半成品表面均匀蒸镀总Dy量6wt％的Dy，随后在氩气保护下进行600℃的回火热处理1.5h，最后再进行充磁，得到成品钕铁硼磁钢。
其中，润滑剂为聚乙二醇和二甲基硅油的混合物，且两者的体积比为1∶2，而抗氧化剂为茶多酚和VE的混合物，且两者的质量比为2∶1。
制得的成品钕铁硼磁钢的主要成分为21％Nd、5.5％Pr、2.3％Tb、8.7％La、13.9％Ce、2％Co、0.15％Cu、1.6％Al、4.3％Ho、3.0％Dy、1.2％Zr、0.96％B、6.6％Sn、0.8％Si，其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例三：
一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，包括如下步骤，
步骤一：根据质量分数称取相应的原料，之后将原料于1500℃进行混合熔融精炼，并保持时间为10min，得到母合金液体；
步骤二：在氩气气氛保护下，将母合金液体浇至水冷辊上进行甩带处理，控制得到的速凝薄片为0.4mm；
步骤三：将速凝薄片置于氢破炉中抽真空至真空度为1Pa以下，在室温下通入氢气，保持压力在3×105Pa，时间在3h，冷却至室温，然后抽出残余氢气，之后将氢破炉升温至600℃保温4h，当压强低于10Pa时，脱氢结束，并得到氢破粉；
步骤四：对氢破粉进行气流磨处理，得到粒径为2.8～3.4um的磁粉，并向磁粉中加入磁粉总量5wt％的润滑剂和6wt％的抗氧化剂；
步骤五：将磁粉于氮气气氛保护下模压成型，得到生坯；
步骤六；将生坯于等静压油压下进行二次压制；
步骤七：将步骤六中经等静压压制后的生坯置于内部均匀铺撒有刚玉粉的石墨盒中，并将石墨盒置于烧结炉中，于1Pa以下真空条件下，先以10℃/min将温度上升至850℃，并保温30min，之后再以20℃/min将温度上升至1750℃，并保温3h进行烧结，待烧结完成后，自然冷却至1000℃，并保温1.5h进行一级时效，之后再自然冷却至720℃，保温4h进行二级时效，最后自然冷却到室温，从而得到半成品；
步骤八：对半成品进行机械加工，之后于1000℃温度下采用蒸镀晶界扩散的方式在半成品表面均匀蒸镀总Dy量7wt％的Dy，随后在氩气保护下进行650℃的回火热处理1h，最后再进行充磁，得到成品钕铁硼磁钢。
其中，润滑剂为聚乙二醇和二甲基硅油的混合物，且两者的体积比为1∶2，而抗氧化剂为茶多酚和VE的混合物，且两者的质量比为2∶1。
制得的成品钕铁硼磁钢的主要成分为21.5％Nd、6.5％Pr、2.6％Tb、9.1％La、16.0％Ce、2.5％Co、0.2％Cu、1.9％Al、5.8％Ho、4.4％Dy、1.3％Zr、1％B、7.6％Sn、1.0％Si，其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例四：
一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，包括如下步骤，
步骤一：根据质量分数称取相应的原料，之后将原料于1400℃进行混合熔融精炼，并保持保持时间为20min，得到母合金液体；
步骤二：在氩气气氛保护下，将母合金液体浇至水冷辊上进行甩带处理，控制得到的速凝薄片为0.4mm；
步骤三：将速凝薄片置于氢破炉中抽真空至真空度为1Pa以下，在室温下通入氢气，保持压力在3×105Pa，时间在3h，冷却至室温，然后抽出残余氢气，之后将氢破炉升温至550℃保温5h，当压强低于10Pa时，脱氢结束，并得到氢破粉；
步骤四：对氢破粉进行气流磨处理，得到粒径为2.8～3.4um的磁粉，并向磁粉中加入磁粉总量5wt％的润滑剂和6wt％的抗氧化剂；
步骤五：将磁粉于氮气气氛保护下模压成型，得到生坯；
步骤六；将生坯于等静压油压下进行二次压制；
步骤七：将步骤六中经等静压压制后的生坯置于内部均匀铺撒有刚玉粉的石墨盒中，并将石墨盒置于烧结炉中，于1Pa以下真空条件下，先以10℃/min将温度上升至800℃，并保温30min，之后再以20℃/min将温度上升至1700℃，并保温3.5h进行烧结，待烧结完成后，自然冷却至1000℃，并保温1.5h进行一级时效，之后再自然冷却至560℃，保温5h进行二级时效，从而得到半成品；
步骤八：对半成品进行机械加工，之后于900℃温度下采用蒸镀晶界扩散的方式在半成品表面均匀蒸镀总Dy量5～7wt％的Dy，随后在氩气保护下进行650℃的回火热处理1h，最后再进行充磁，得到成品钕铁硼磁钢。
其中，润滑剂为聚乙二醇和二甲基硅油的混合物，且两者的体积比为1∶2，而抗氧化剂为茶多酚和VE的混合物，且两者的质量比为2∶1。
制得的成品钕铁硼磁钢的主要成分为20.5％Nd、5.5％Pr、2.3％Tb、9.1％La、13.9％Ce、2％Co、0.2％Cu、1.3％Al、5.8％Ho、3.0％Dy、1.3％Zr、0.92％B、6.6％Sn、0.8％Si，其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例五：
一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，包括如下步骤，
步骤一：根据质量分数称取相应的原料，之后将原料于1400～1500℃进行混合熔融精炼，并保持保持时间为10～20min，得到混合的母合金液体；
步骤二：在氩气气氛保
护下，将母合金液体浇至水冷辊上进行甩带处理，控制得到的速凝薄片为0.2mm；
步骤三：将速凝薄片置于氢破炉中抽真空至真空度为1Pa以下，在室温下通入氢气，保持压力在2.5×105Pa，时间在4h，冷却至室温，然后抽出残余氢气，之后将氢破炉升温至600℃保温4h，当压强低于10Pa时，脱氢结束，并得到氢破粉；
步骤四：对氢破粉进行气流磨处理，得到粒径为2.8～3.4um的磁粉，并向磁粉中加入磁粉总量5wt％的润滑剂和6wt％的抗氧化剂；
步骤五：将磁粉于氮气气氛保护下模压成型，得到生坯；
步骤六；将生坯于等静压油压下进行二次压制；
步骤七：将步骤六中经等静压压制后的生坯置于内部均匀铺撒有刚玉粉的石墨盒中，并将石墨盒置于烧结炉中，于1Pa以下真空条件下，先以10℃/min将温度上升至750～850℃，并保温30min，之后再以20℃/min将温度上升至1750℃，并保温3h进行烧结，待烧结完成后，自然冷却至950℃，并保温2h进行一级时效，之后再自然冷却至560℃，保温5h进行二级时效，从而得到半成品；
步骤八：对半成品进行机械加工，之后于900℃温度下采用蒸镀晶界扩散的方式在半成品表面均匀蒸镀总Dy量6wt％的Dy，随后在氩气保护下进行600℃的回火热处理1.5h，最后再进行充磁，得到成品钕铁硼磁钢。
其中，润滑剂为聚乙二醇和二甲基硅油的混合物，且两者的体积比为1∶2，而抗氧化剂为茶多酚和VE的混合物，且两者的质量比为2∶1。
制得的成品钕铁硼磁钢的主要成分为21％Nd、5.5％Pr、2.6％Tb、8.3％La、16.0％Ce、2.5％Co、0.15％Cu、1.9％Al、5.8％Ho、3.0％Dy、1.3％Zr、1％B、6.6％Sn、0.8％Si，其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例六：
一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，其与实施例五的区别在于，速凝薄片的平均厚度为0.3mm。
实施例七：
一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，其与实施例五的区别在于，速凝薄片的平均厚度为0.4mm。
对实施例一至实施例七所制得的磁体进行矫顽力、剩磁和最大磁能积的测试，结果如下表一所示：
表一
Figure BDA0002425872050000111
总结一：从表一中实施例一至实施例七的测试结果中可以看出，根据本申请所制备出来的磁体，基本都均有较高的磁性能。
对比例一：
本对比例与实施例五的区别仅在于，速凝薄片的厚度为0.5mm。
对比例二：
本对比例与实施例五的区别仅在于，速凝薄片的厚度为0.6mm。
分别对实施例五至实施例七以及对比例一和对比例二的速凝薄片的截面进行电镜照射，结果如附图1至附图5所示。
同时，对对比例一和对比例二的磁体进行矫顽力、剩磁和最大磁能积的测试，结果如表二所示：
表二
测试项目 对比例一 对比例二
Hcj/kOe 26.13 25.31
Br/KGs 13.75 13.68
(BH)max(MGOe) 42.67 42.69
总结二：从附图1至附图5可以看出，当速凝薄片的厚度在0.2～0.4mm之间的时候，速凝薄片内部的形成了贯穿式的柱状晶，富钕相沿着柱状晶均匀分布。而速凝薄片的厚度在0.5～0.6mm范围内时，速凝薄片显微组织均表现为柱状晶生长杂乱，存在二次形核。并结合表一中实施例五至实施例七与表二中对比例一和对比例二的测试结果可以看出，速凝薄片的厚度在0.2～0.4mm之间能够有效地使磁体的矫顽力不大幅度下降。
对比例三：
本对比例与实施例五的区别仅在于，步骤四中未添加润滑剂。
对比例四：
本对比例与实施例五的区别仅在于，步骤四中未添加抗氧化剂。
对对比例三和对比例四进行矫顽力、剩磁和最大磁能积的测试，结果如表三所示：
表三
测试项目 对比例三 对比例四
Hcj/kOe 27.46 25.86
Br/KGs 12.74 14.65
(BH)max(MGOe) 44.06 44.12
总结三：从实施例五与对比例三和对比例四的比较可以看出，只有当润滑剂和抗氧化剂同时加入的时候，才能够最大限度地提升磁体的磁性。
对比例五：
本对比例与实施例五的区别仅在于，润滑剂全为聚乙二醇。
对比例六：
本对比例与实施例五的区别仅在于，润滑剂全为二甲基硅油。
对比例七：
本对比例与实施例五的区别仅在于，抗氧化剂全为茶多酚。
对比例八：
本对比例与实施例五的区别仅在于：抗氧化剂全为VE。
对对比例五至对比例八进行矫顽力、剩磁量和最大磁能积的测试，结果如表四所示：
表四
测试项目 对比例五 对比例六 对比例七 对比例八
Hcj/kOe 27.56 27.49 27.01 27.12
Br/KGs 13.98 14.03 14.36 14.51
(BH)max(MGOe) 44.34 44.29 44.36 44.41
总结四：从实施例五与对比例五和对比例六的比较可以看出，只有聚乙二醇和二甲基硅油同时使用，才能够有效地使磁体保持较高的剩磁量；而从实施例五与对比例七和对比例八的比较可以看出，只有茶多酚和VE进行混合，才能够有效地提升抗氧化的作用。
另外，将抗氧化剂的添加量分别控制为磁粉总量的4wt％、5wt％、6wt％、7wt％和8wt％，将润滑剂的添加量分别控制为磁粉总量的3wt％、4wt％、5wt％、6wt％和7wt％，之后分别测试磁体的矫顽力、剩磁和最大磁能积，结果如表五所示：
表五
Figure BDA0002425872050000131
Figure BDA0002425872050000141
总结五：从表五的测试结果中可以看出，当抗氧化剂和润滑剂的添加量分别为磁粉总量的6wt％和5wt％的时候，磁体的磁性能能够最大程度地得到提升，且不至于过多浪费抗氧化剂和润滑剂的用量。
对比例九：
本对比例与实施例七的区别仅在于，磁体表面未蒸镀Dy。
对比例十：
本对比例与实施例七的区别仅在于，磁体表面未蒸镀Dy，且速凝薄片厚度为0.5mm。
对对比例九和对比例十所获得的磁体进行矫顽力、剩磁和最大磁能积的测试，结果如表五所示：
表五
测试项目 对比例九 对比例十
Hcj/kOe 25.56 24.89
Br/KGs 13.59 13.23
(BH)max(MGOe) 41.45 41.23
总结六：从实施例七与对比例九的比较可以看出，磁体表面蒸镀Dy能够有效地提升磁体地矫顽力。并且，结合对比例十可以看出，当速凝薄片的厚度控制在0.4mm以下能够有助于蒸镀的Dy顺利地渗入磁体。
对比例十一：
本对比例与实施例七的区别仅在于，未添加Ho。
对比例十二：
本对比例与实施例七的区别仅在于，未添加Sn。
对比例十三：
本对比例与实施例七的区别仅在于，未添加Ho和Sn，并将Ce由Pr代替。
对对比例十一至对比例十三所获得的磁体进行矫顽力、剩磁和最大磁能积的测试，结果如表六所示：
表六
测试项目 对比例十一 对比例十二 对比例十三
Hcj/kOe 24.12 25.02 27.90
Br/KGs 12.45 13.18 14.72
(BH)max(MGOe) 41.14 42.35 44.89
总结七：从实施例七与对比例十一至对比例十三的比较中可以看出，只有在添加Ce的同时也添加Ho和Sn才能够使得有效地保证在Ce的添加量超过10％的时候，磁体的磁性能，尤其时矫顽力不至于大幅度下降。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种含铈的钕铁硼磁钢，其特征在于：按质量分数计，包括如下组分，20.5～21.5％Nd、4.5～6.5％Pr、2.1～2.6％Tb、8.3～9.1％La、11.8～16.0％Ce、1.5～2.5％Co、0.1～0.2％Cu、1.3～1.9％A1、2.8～5.8％Ho、1.6～4.4％Dy、1～1.3％Zr、0.92～1％B、5.6～7.6％Sn、0.5～1.0％Si，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一：根据质量分数称取相应的原料，之后将原料混合熔融精炼，得到母合金液体；
步骤二：将母合金液体浇至水冷辊上进行甩带处理，从而得到速凝薄片；
步骤三：对速凝薄片进行氢破碎处理，得到氢破粉；
步骤四：对氢破粉进行气流磨处理，得到磁粉；
步骤五：将磁粉于氮气保护下模压成型，得到生坯；
步骤六；将生坯于等静压油压下进行二次压制；
步骤七：将步骤六中经等静压压制后的生坯置于烧结炉中进行烧结之后再进行两级时效，从而得到半成品；
步骤八：对半成品进行机械加工并于其表面蒸镀Dy，最后再进行充磁，得到成品钕铁硼磁钢。
3.根据权利要求2所述的一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，其特征在于：步骤二中，甩带处理是在氩气气氛下进行的，且速凝薄片的厚度控制为0.2mm～0.4mm。
4.根据权利要求2中的一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，其特征在于：步骤四中，向磁粉中润滑剂和抗氧化剂。
5.根据权利要求4中的一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，其特征在于：所述润滑剂为聚乙二醇和二甲基硅油的混合物，且两者的体积比为1∶2。
6.根据权利要求5所述的一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，其特征在于：所述抗氧化剂为茶多酚和VE的混合物，且两者的质量比为2∶1。
7.根据权利要求6所述的一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，其特征在于：所述所述润滑剂和抗氧剂的添加量分别为磁粉总量的5wt％和6wt％。
8.根据权利要求2所述的一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，其特征在于：步骤七中，烧结的温度先将温度上升至750～850℃，保持时间30min，之后将温度升高至1650～1750℃，保温3～4h。
9.根据权利要求2所述的一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，其特征在于：步骤七中，一级时效的温度为900～1000℃，保持1.5～2.5h，二级时效的温度为560～720℃，保持4～5h。
10.根据权利要求2所述的一种含铈的钕铁硼磁钢的制备方法，其特征在于：步骤七中烧结前，先将生坯置于石墨盒中，且石墨盒内部均匀撒有刚玉粉。
CN202010221185.4A 2020-03-25 2020-03-25 一种含铈的钕铁硼磁钢及其制备方法 Active CN111341515B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010221185.4A CN111341515B (zh) 2020-03-25 2020-03-25 一种含铈的钕铁硼磁钢及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010221185.4A CN111341515B (zh) 2020-03-25 2020-03-25 一种含铈的钕铁硼磁钢及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111341515A true CN111341515A (zh) 2020-06-26
CN111341515B CN111341515B (zh) 2022-08-23

Family

ID=71187399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010221185.4A Active CN111341515B (zh) 2020-03-25 2020-03-25 一种含铈的钕铁硼磁钢及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111341515B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112289533A (zh) * 2020-12-29 2021-01-29 宁波合力磁材技术有限公司 一种再生钕铁硼磁材及其制备方法
CN113380528A (zh) * 2021-06-15 2021-09-10 中钢天源股份有限公司 一种烧结钕铁硼晶界重塑的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5129963A (en) * 1990-05-16 1992-07-14 General Motors Corporation Rare earth magnet alloys with excellent hot workability
CN101517669A (zh) * 2006-09-14 2009-08-26 株式会社爱发科 永磁铁及永磁铁的制造方法
CN105070448A (zh) * 2015-08-23 2015-11-18 宁德市星宇科技有限公司 一种高性能含铈铸片磁体及其制备方法
CN106128670A (zh) * 2016-06-12 2016-11-16 钢铁研究总院 一种低成本稀土铁硼永磁体及其制备方法
CN106910613A (zh) * 2017-01-13 2017-06-30 浙江大学 一步热处理技术生产高Ce含量稀土永磁的方法
CN107610858A (zh) * 2017-08-18 2018-01-19 浙江中元磁业股份有限公司 一种含铈量高的低成本n35钕铁硼磁体及其烧结方法
CN110323053A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 厦门钨业股份有限公司 一种R-Fe-B系烧结磁体及其制备方法
CN110544569A (zh) * 2019-08-24 2019-12-06 宁波合力磁材技术有限公司 一种钕铁硼磁铁及其生产工艺

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5129963A (en) * 1990-05-16 1992-07-14 General Motors Corporation Rare earth magnet alloys with excellent hot workability
CN101517669A (zh) * 2006-09-14 2009-08-26 株式会社爱发科 永磁铁及永磁铁的制造方法
CN105070448A (zh) * 2015-08-23 2015-11-18 宁德市星宇科技有限公司 一种高性能含铈铸片磁体及其制备方法
CN106128670A (zh) * 2016-06-12 2016-11-16 钢铁研究总院 一种低成本稀土铁硼永磁体及其制备方法
CN106910613A (zh) * 2017-01-13 2017-06-30 浙江大学 一步热处理技术生产高Ce含量稀土永磁的方法
CN107610858A (zh) * 2017-08-18 2018-01-19 浙江中元磁业股份有限公司 一种含铈量高的低成本n35钕铁硼磁体及其烧结方法
CN110323053A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 厦门钨业股份有限公司 一种R-Fe-B系烧结磁体及其制备方法
CN110544569A (zh) * 2019-08-24 2019-12-06 宁波合力磁材技术有限公司 一种钕铁硼磁铁及其生产工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112289533A (zh) * 2020-12-29 2021-01-29 宁波合力磁材技术有限公司 一种再生钕铁硼磁材及其制备方法
CN113380528A (zh) * 2021-06-15 2021-09-10 中钢天源股份有限公司 一种烧结钕铁硼晶界重塑的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111341515B (zh) 2022-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101266855B (zh) 稀土永磁材料及其制造方法
EP3827916A1 (en) A manufacturing method of sintered nd-fe-b permanent magnet
CN111636035B (zh) 重稀土合金、钕铁硼永磁材料、原料和制备方法
US10242780B2 (en) Rare earth based permanent magnet
WO2015020183A1 (ja) Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石、および、モータ
WO2015020182A1 (ja) Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石、および、モータ
JP2016154219A (ja) 希土類系永久磁石
US20210296028A1 (en) High temperature resistant neodymium-iron-boron magnets and method for producing the same
EP2623235B1 (en) Alloy material for r-t-b system rare earth permanent magnet, method for producing r-t-b system rare earth permanent magnet
CN112562952A (zh) 一种钕铁硼永磁材料及其制备方法
CN111341515B (zh) 一种含铈的钕铁硼磁钢及其制备方法
CN113593882A (zh) 2-17型钐钴永磁材料及其制备方法和应用
JP5743458B2 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系希土類永久磁石用合金材料、ｒ−ｔ−ｂ系希土類永久磁石の製造方法およびモーター
CN111968818B (zh) 一种钕铁硼永磁体及其制备方法和应用
CN111724955B (zh) R-t-b系永久磁铁
WO2023280259A1 (zh) 一种耐腐蚀、高性能钕铁硼烧结磁体及其制备方法和用途
JP4702522B2 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石及びその製造方法
CN114927302A (zh) 稀土磁体及其制备方法
CN111883327A (zh) 低重稀土含量高矫顽力永磁体及制备的复合金方法
JP4618437B2 (ja) 希土類永久磁石の製造方法およびその原料合金
JP2014225645A (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石
CN111724961B (zh) R-t-b系永久磁铁
EP4425512A1 (en) Neodymium-iron-boron magnet material, preparation therefor, and application thereof
US20240212896A1 (en) R-t-b based permanent magnet
CN115863041A (zh) 一种低熔点稀土合金提高含铈烧结钕铁硼永磁体矫顽力及力学性能的制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant