CN112071550B - 一种电机用烧结钕铁硼永磁体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电机用烧结钕铁硼永磁体及其制备方法，永磁体包括有本体、铝合金外壳以及UV涂层；该本体的中心上下表面贯穿形成有中心通孔，本体包括有以下重量份原料：120‑150份的Fe、25‑28份的Nd、7‑8份的Pr、8‑10份的Sm、3‑5份的Gd、5‑7份的La、3‑4份的Co、2‑3份的B、1‑2份的Al、0.2‑0.5份的Zr、2‑5份的抗氧化剂、10‑15份的纳米碳管和5‑6份的纳米铝粉；该UV涂层完全包覆住铝合金外壳的外表面。通过采用本发明配方制得本体，并配合浇铸铝合金外壳，同时设置有UV涂层，使得本产品具有高矫顽力，高剩磁和高磁能积，并且具有高防腐蚀性，非常适用于工业电机。

Description

一种电机用烧结钕铁硼永磁体及其制备方法
技术领域
本发明涉及钕铁硼领域技术，尤其是指一种电机用烧结钕铁硼永磁体及其制备方法。
背景技术
电机用磁体直接影响电机的寿命、可靠性及耐久性。电机用磁体的主体原料一般为永磁铁氧体，也有使用稀土永磁材料。机动车电机用永磁体的基本性能主要表现为两个指标。一个是磁能积(BH)max，另一个是内禀矫顽力(Hcj)。随着磁性材料应用领域科学技术的发展，对高性能工业电机的性能要求进一步提高。工业电机不仅需要高的磁能积，同时还要具备高的内禀矫顽力来抑制因温度变化和大电流冲击引起的反向电磁场所导致的减磁作用。因此，保证工业电机在长期使用过程中的稳定性和可靠性，是一个很重要的问题。
目前的工业电机用磁体，特别是工业电机用瓦形磁体，抗高低温性能普遍较差，减磁率达到20％，不能适应高性能工业电机工作条件比较恶劣、湿度较大、要求具有耐高低温(-40℃～140℃)性能的要求。因此，有必要研究一种方案以解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种电机用烧结钕铁硼永磁体及其制备方法，其具有高矫顽力、高剩磁和高磁能积，并且具有高防腐蚀性。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种电机用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体、铝合金外壳以及UV涂层；该本体的中心上下表面贯穿形成有中心通孔，本体包括有以下重量份原料：120-150份的Fe、25-28份的Nd、7-8份的Pr、8-10份的Sm、3-5份的Gd、5-7份的La、3-4份的Co、2-3份的B、1-2份的Al、0.2-0.5份的Zr、2-5份的抗氧化剂、10-15份的纳米碳管和5-6份的纳米铝粉；该铝合金外壳通过浇铸的方式成型在本体上，铝合金外壳完全包覆住本体的外表面并完全填充中心通孔；该UV涂层完全包覆住铝合金外壳的外表面。
优选的，所述铝合金外壳的厚度为80-100μm，该UV涂层的厚度为40-50μm。
优选的，优选的，所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
优选的，所述本体包括有以下重量份原料：140份的Fe、26份的Nd、8份的Pr、9份的Sm、4份的Gd、6份的La、4份的Co、3份的B、2份的Al、0.4份的Zr、4份的抗氧化剂、13份的纳米碳管和6份的纳米铝粉。
一种电机用烧结钕铁硼永磁体的制备方法，包括有以下步骤：
(1)按比例取原料Fe、Nd、Pr、Sm、Gd、La、Co、B、Al和Zr，熔炼铸锭，将铸锭进行热处理，用氢爆破碎将经过热处理的铸锭进行粉碎后吸氢脱氢，然后采用气流磨制粉，制得钕铁硼合金粉末；
(2)按比例取抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉与步骤(1)中制备得到的钕铁硼合金粉末共振声混合，在真空或惰性气体保护下使抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉和钕铁硼合金粉末混合均匀；
(3)将步骤(2)所获得的混合物放入一模具中，在磁场中取向，压型制成第一生坯，第一生坯形成有中心通孔；
(4)将第一生坯经等静压处理后进行放电等离子烧结，进行三级回火热处理，制得本体；
(5)将本体放入浇铸模具中，以在本体外直接浇铸成型铝合金外壳，从而得到半成品；
(6)在半成品的外表面涂覆UV涂料，以形成UV涂层，从而得到成品。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
通过采用本发明配方制得本体，并配合浇铸铝合金外壳，同时设置有UV涂层，使得本产品具有高矫顽力，高剩磁和高磁能积，并且具有高防腐蚀性，非常适用于工业电机。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明：
附图说明
图1是本发明之较佳实施例的截面图。
附图标识说明：
10、本体 11、中心通孔
20、铝合金外壳 30、UV涂层
具体实施方式
请参照图1所示，其显示出了本发明之较佳实施例一种电机用烧结钕铁硼永磁体的具体结构，包括有本体10、铝合金外壳20以及UV涂层30。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，本体10包括有以下重量份原料：120-150份的Fe、25-28份的Nd、7-8份的Pr、8-10份的Sm、3-5份的Gd、5-7份的La、3-4份的Co、2-3份的B、1-2份的Al、0.2-0.5份的Zr、2-5份的抗氧化剂、10-15份的纳米碳管和5-6份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该UV涂层30完全包覆住铝合金外壳20的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为80-100μm，该UV涂层30的厚度为40-50μm。
本发明还公开了一种电机用烧结钕铁硼永磁体的制备方法，包括有以下步骤：
(1)按比例取原料Fe、Nd、Pr、Sm、Gd、La、Co、B、Al和Zr，熔炼铸锭，将铸锭进行热处理，用氢爆破碎将经过热处理的铸锭进行粉碎后吸氢脱氢，然后采用气流磨制粉，制得钕铁硼合金粉末；铸锭的热处理温度为680℃。
(2)按比例取抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉与步骤(1)中制备得到的钕铁硼合金粉末共振声混合，在真空或惰性气体保护下使抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉和钕铁硼合金粉末混合均匀。
(3)将步骤(2)所获得的混合物放入一模具中，在磁场中取向，压型制成第一生坯，第一生坯形成有中心通孔11。
(4)将第一生坯经等静压处理后进行放电等离子烧结，进行三级回火热处理，制得本体10，等静压处理的压力250MPa,处理时间为80s，第一级回火热处理的温度为900℃，保温时间为2.5h，第二级回火热处理的温度为650℃，保温时间为2h，第三级回火热处理的温度为600℃，保温时间为1.5h。
(5)将本体10放入浇铸模具中，以在本体10外直接浇铸成型铝合金外壳20，从而得到半成品。
(6)在半成品的外表面涂覆UV涂料，以形成UV涂层30，从而得到成品。
下面以多个实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1：
一种电机用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体10、铝合金外壳20以及UV涂层30。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，所述本体10包括有以下重量份原料：140份的Fe、26份的Nd、8份的Pr、9份的Sm、4份的Gd、6份的La、4份的Co、3份的B、2份的Al、0.4份的Zr、4份的抗氧化剂、13份的纳米碳管和6份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该UV涂层30完全包覆住铝合金外壳20的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为80μm，该UV涂层30的厚度为50μm。
一种电机用烧结钕铁硼永磁体的制备方法，包括有以下步骤：
(1)按比例取原料Fe、Nd、Pr、Sm、Gd、La、Co、B、Al和Zr，熔炼铸锭，将铸锭进行热处理，用氢爆破碎将经过热处理的铸锭进行粉碎后吸氢脱氢，然后采用气流磨制粉，制得钕铁硼合金粉末；铸锭的热处理温度为680℃。
(2)按比例取抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉与步骤(1)中制备得到的钕铁硼合金粉末共振声混合，在真空或惰性气体保护下使抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉和钕铁硼合金粉末混合均匀。
(3)将步骤(2)所获得的混合物放入一模具中，在磁场中取向，压型制成第一生坯，第一生坯形成有中心通孔11。
(4)将第一生坯经等静压处理后进行放电等离子烧结，进行三级回火热处理，制得本体10，等静压处理的压力250MPa,处理时间为80s，第一级回火热处理的温度为900℃，保温时间为2.5h，第二级回火热处理的温度为650℃，保温时间为2h，第三级回火热处理的温度为600℃，保温时间为1.5h。
(5)将本体10放入浇铸模具中，以在本体10外直接浇铸成型铝合金外壳20，从而得到半成品。
(6)在半成品的外表面涂覆UV涂料，以形成UV涂层30，从而得到成品。
经测试，本实施例制备得到的电机用烧结钕铁硼永磁体其剩磁为15.4kGs，磁能积为51MGOe，矫顽力为48000Oe，并且，在200℃下放置1小时后其高温减磁率在0.05％。
实施例2：
一种电机用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体10、铝合金外壳20以及UV涂层30。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，所述本体10包括有以下重量份原料：120份的Fe、25份的Nd、7份的Pr、8份的Sm、3份的Gd、5份的La、3份的Co、2份的B、1份的Al、0.2份的Zr、2份的抗氧化剂、10份的纳米碳管和5份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该UV涂层30完全包覆住铝合金外壳20的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为100μm，该UV涂层30的厚度为40μm。
本实施例的制备方法与前述实施例1的制备方法相同，在此对本实施例的制备方法不做详细叙述。
经测试，本实施例制备得到的电机用烧结钕铁硼永磁体其剩磁为14.5kGs，磁能积为49MGOe，矫顽力为46500Oe，并且，在200℃下放置1小时后其高温减磁率在0.07％。
实施例3：
一种电机用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体10、铝合金外壳20以及UV涂层30。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，所述本体10包括有以下重量份原料：150份的Fe、28份的Nd、7份的Pr、10份的Sm、5份的Gd、7份的La、4份的Co、3份的B、2份的Al、0.5份的Zr、5份的抗氧化剂、15份的纳米碳管和6份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该UV涂层30完全包覆住铝合金外壳20的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为90μm，该UV涂层30的厚度为45μm。
本实施例的制备方法与前述实施例1的制备方法相同，在此对本实施例的制备方法不做详细叙述。
经测试，本实施例制备得到的电机用烧结钕铁硼永磁体其剩磁为14.6kGs，磁能积为45MGOe，矫顽力为47100Oe，并且，在200℃下放置1小时后其高温减磁率在0.06％。
实施例4：
一种电机用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体10、铝合金外壳20以及UV涂层30。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，所述本体10包括有以下重量份原料：130份的Fe、26份的Nd、7.5份的Pr、8.5份的Sm、3.5份的Gd、5.5份的La、3.5份的Co、2.5份的B、1.5份的Al、0.3份的Zr、3份的抗氧化剂、12份的纳米碳管和5.5份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该UV涂层30完全包覆住铝合金外壳20的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为85μm，该UV涂层30的厚度为43μm。
本实施例的制备方法与前述实施例1的制备方法相同，在此对本实施例的制备方法不做详细叙述。
经测试，本实施例制备得到的电机用烧结钕铁硼永磁体其剩磁为14.1kGs，磁能积为43MGOe，矫顽力为45200Oe，并且，在200℃下放置1小时后其高温减磁率在0.07％。
实施例5：
一种电机用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体10、铝合金外壳20以及UV涂层30。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，所述本体10包括有以下重量份原料：145份的Fe、27份的Nd、7.8份的Pr、9.5份的Sm、4.5份的Gd、6.5份的La、3.8份的Co、2.8份的B、1.4份的Al、0.45份的Zr、4.5份的抗氧化剂、14份的纳米碳管和5.6份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该UV涂层30完全包覆住铝合金外壳20的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为88μm，该UV涂层30的厚度为44μm。
本实施例的制备方法与前述实施例1的制备方法相同，在此对本实施例的制备方法不做详细叙述。
经测试，本实施例制备得到的电机用烧结钕铁硼永磁体其剩磁为14.7kGs，磁能积为47MGOe，矫顽力为46300Oe，并且，在200℃下放置1小时后其高温减磁率在0.06％。
实施例6：
一种电机用烧结钕铁硼永磁体，包括有本体10、铝合金外壳20以及UV涂层30。
该本体10的中心上下表面贯穿形成有中心通孔11，所述本体10包括有以下重量份原料：138份的Fe、27.5份的Nd、7.6份的Pr、8.8份的Sm、4.3份的Gd、6.5份的La、3.4份的Co、2.6份的B、1.7份的Al、0.35份的Zr、3.4份的抗氧化剂、14份的纳米碳管和5.3份的纳米铝粉。所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
该铝合金外壳20通过浇铸的方式成型在本体10上，铝合金外壳20完全包覆住本体10的外表面并完全填充中心通孔11；该UV涂层30完全包覆住铝合金外壳20的外表面。所述铝合金外壳20的厚度为95μm，该UV涂层30的厚度为48μm。
本实施例的制备方法与前述实施例1的制备方法相同，在此对本实施例的制备方法不做详细叙述。
经测试，本实施例制备得到的电机用烧结钕铁硼永磁体其剩磁为14.3kGs，磁能积为43MGOe，矫顽力为47200Oe，并且，在200℃下放置1小时后其高温减磁率在0.06％。
本发明的设计重点是：通过采用本发明配方制得本体，并配合浇铸铝合金外壳，同时设置有UV涂层，使得本产品具有高矫顽力，高剩磁和高磁能积，并且具有高防腐蚀性，非常适用于工业电机。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电机用烧结钕铁硼永磁体的制备方法，其特征在于：该电机用烧结钕铁硼永磁体包括有本体、铝合金外壳以及UV涂层；该本体的中心上下表面贯穿形成有中心通孔，本体包括有以下重量份原料：120-150份的Fe、25-28份的Nd、7-8份的Pr、8-10份的Sm、3-5份的Gd、5-7份的La、3-4份的Co、2-3份的B、1-2份的Al、0.2-0.5份的Zr、2-5份的抗氧化剂、10-15份的纳米碳管和5-6份的纳米铝粉；该铝合金外壳通过浇铸的方式成型在本体上，铝合金外壳完全包覆住本体的外表面并完全填充中心通孔；该UV涂层完全包覆住铝合金外壳的外表面；
制备时，包括有以下步骤：
（1）按比例取原料Fe、Nd、Pr、Sm、Gd、La、Co、B、Al和Zr，熔炼铸锭，将铸锭进行热处理，用氢爆破碎将经过热处理的铸锭进行粉碎后吸氢脱氢，然后采用气流磨制粉，制得钕铁硼合金粉末；
（2）按比例取抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉与步骤（1）中制备得到的钕铁硼合金粉末共振声混合，在真空或惰性气体保护下使抗氧化剂、纳米碳管、纳米铝粉和钕铁硼合金粉末混合均匀；
（3）将步骤（2）所获得的混合物放入一模具中，在磁场中取向，压型制成第一生坯，第一生坯形成有中心通孔；
（4）将第一生坯经等静压处理后进行放电等离子烧结，进行三级回火热处理，制得本体；
（5）将本体放入浇铸模具中，以在本体外直接浇铸成型铝合金外壳，从而得到半成品；
（6）在半成品的外表面涂覆UV涂料，以形成UV涂层，从而得到成品。
2.如权利要求1所述的一种电机用烧结钕铁硼永磁体的制备方法，其特征在于：所述铝合金外壳的厚度为80-100μm，该UV涂层的厚度为40-50μm。
3.如权利要求1所述的一种电机用烧结钕铁硼永磁体的制备方法，其特征在于：所述抗氧化剂为己二酸二酰肼。
4.如权利要求1所述的一种电机用烧结钕铁硼永磁体的制备方法，其特征在于：所述本体包括有以下重量份原料：140份的Fe、26份的Nd、8份的Pr、9份的Sm、4份的Gd、6份的La、4份的Co、3份的B、2份的Al、0.4份的Zr、4份的抗氧化剂、13份的纳米碳管和6份的纳米铝粉。
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