一種鋅鋁鈷復(fù)合添加的燒結(jié)釹鐵硼磁體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于磁性材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋅鋁鈷復(fù)合添加的燒結(jié)釹鐵硼磁體 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 燒結(jié)釹鐵硼磁體具有優(yōu)越的磁性能，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的各領(lǐng)域，如風(fēng)力發(fā)電、核磁 共振、汽車工業(yè)、計算機(jī)、航空航天、家用電器等方面獲得廣泛應(yīng)用。隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，業(yè)界 對磁體磁性能的要求越來越高。
[0003] NdFeB的發(fā)展主要源于材料的高磁能積，但是磁體的實際內(nèi)稟矯頑力卻常為理論 值的1/3-1/30,這導(dǎo)致了材料的工作溫度和穩(wěn)定性相對較低，制約了 NdFeB的進(jìn)一步發(fā)展 和應(yīng)用。為解決這一問題，必須提高NdFeB的矯頑力。目前工業(yè)生產(chǎn)中改善、提高磁體矯頑 力的途徑主要有添加有益合金元素和優(yōu)化熔煉、制粉、成型、燒結(jié)等制備工藝。添加合金元 素可分為兩大類，第一類是通過添加重稀土元素 Dy、Tb來替代硬磁相中的Nd，能夠明顯地 提升材料的矯頑力，但該方法以犧牲材料的磁能積為代價，同時價格昂貴的Dy、Tb大幅度 地增加磁體的生產(chǎn)成本。第二類是向磁體中摻雜加入非稀土金屬元素，包括低熔點金屬A1、 Ga、Cu、Sn等和高熔點金屬Nb、Zr、Ti等。低熔點金屬能夠提高富Nd相的潤濕性，而高熔點 元素能夠有效抑制燒結(jié)過程中晶粒的長大，最終能有效提高磁體的矯頑力，但這些元素生 成的非磁性相會降低磁體的Br和（BH) niax。另外，添加合金元素的方法也有多種形式，既可 以在熔煉前的配料中添加，又可以在氣流磨制粉前將所需添加的合金粉末按比例與磁粉混 合。
[0004] 因此，在既不增加成本又不削弱磁體的剩磁和磁能積的基礎(chǔ)上提高材料的矯頑力 顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種鋅鋁鈷復(fù)合添加的燒結(jié)釹鐵硼 磁體及其制備方法，本發(fā)明制造出的燒結(jié)釹鐵硼磁體在既不增加成本又不削弱磁體的剩磁 和磁能積的基礎(chǔ)上，有效提尚了磁體的矯頑力。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種鋅鋁鈷復(fù)合添加的燒結(jié)釹鐵硼磁體，所述燒結(jié)釹鐵硼磁體的組分為（RE JiFe icw x y zCoyBz) 1Q。u (Znicm aAla) u，所述燒結(jié)欽鐵棚磁體米用雙合金法制備，王合金為 RExFeiw x y zC〇yBz，輔合金為Zn1Q。aAl a，其中，RE為稀土元素 Nd和Pr，Nd占 RE的質(zhì)量百分比 為 70-80% ;x 為 RE 在主合金 RExFeiwxyzCoyBz中的原子分?jǐn)?shù)，13. Oat. % 彡 X 彡 14. Oat. %， y為Co在主合金RExFeltw x y zCoyBz中的原子分?jǐn)?shù)，2. IatK y彡4. 2at. %，z為B在主合 金 RExFeiw x y zCoyBz 中的原子分?jǐn)?shù)，5. 9at. % 彡 z 彡 6. 2at. %，a 為 Al 在輔合金 Zn 1Q。aAlj 的原子分?jǐn)?shù)，30.0 at. %彡a彡52. Oat. %，u為輔合金Zn1Q。aAla在整個材料成分體系中的 質(zhì)量百分比，〇· lwt. u < 0· 8wt. %。
[0008] -種鋅鋁鈷復(fù)合添加的燒結(jié)釹鐵硼磁體的制備方法，其具體步驟如下：
[0009] ( i )按設(shè)計成分分別制備主合金RExFe1Q。x y zC〇yBz和輔合金Zn 1Q。aAla;其中，主 合金RExFe lira x y zC〇yBz先經(jīng)1200-1400°C溫度熔煉，合金液在102-104°C /s的冷速下速凝甩 帶成厚度為〇. 2-0. 5_的合金薄片；再經(jīng)氫爆爐破碎成粒徑為200 μ m左右的顆粒；最后經(jīng) 氣流磨破碎成2. 5-3. 0 μ m的釹鐵硼合金粉末；輔合金Zn1M aAla先進(jìn)行真空熔煉制備出合 金鑄錠，再歷經(jīng)粗破碎、機(jī)械球磨，制成平均粒徑為1-3 μm的輔合金粉末；
[0010] ( ? )將步驟（i )制備得到主合金粉末RExFe1Q。x y zC〇yBz和輔合金粉末Zn 1Q。aAla 按配方設(shè)計的質(zhì)量稱取，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，利用三維混料機(jī)中進(jìn)行混料，混料時加入合金粉末 總重量0. 2% -0. 5%的汽油，混合3h，制得均勻的混合粉末；
[0011] (iii)利用磁場壓機(jī)，將步驟（ii )中的粉末在I. 8T-2. OT的磁場下取向成型，再 經(jīng)過冷等靜壓，壓力為180-200MPa，制得磁體初坯，初坯密度為4. 5-5. Og/cm3;
[0012] ( iv )將壓制得到的初坯置于真空燒結(jié)爐中，在1060-1100°C燒結(jié)保溫3-4小時； 一級回火溫度為850-950°C，保溫1-2小時；二級回火溫度為450-600°C，保溫3-4小時；最 終獲得燒結(jié)永磁體。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0014] 本發(fā)明通過在制粉工段符合添加鋅鋁鈷合金粉末，采用雙合金法制備出較高矯頑 力的燒結(jié)磁體，在制造中低牌號的燒結(jié)釹鐵硼磁體時，可以不添加或少添加稀土 Ho,甚至在 制造高牌號的燒結(jié)釹鐵硼磁體時通過本發(fā)明所述的復(fù)合添加鋅鋁合金粉末的方法，可以減 少昂貴的稀土 Dy、Tb的使用，大大降低了生產(chǎn)成本；本發(fā)明制備工藝簡單，容易實現(xiàn)大規(guī)模 的工業(yè)化生產(chǎn)，制造出的燒結(jié)磁體在不降低剩磁、最大磁能積的基礎(chǔ)上，有效提高了磁體的 矯頑力。
【具體實施方式】
[0015] 本發(fā)明的實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并非限定本發(fā)明。
[0016] 利用本發(fā)明所述的復(fù)合添加鋅鋁鈷提高燒結(jié)釹鐵硼磁體矯頑力的方法制造 N42N 磁體，具體步驟如下：
[0017] (a)恪煉與制粉：主輔合金分別制備，主合金Pr3.5Nd 9.7Fe76.sCo3. sB6.2按化學(xué)比列配 料后，裝入真空熔煉爐先后經(jīng)1380Γ熔煉，合金液在10 3°C /s左右的冷速下速凝甩帶成厚 度為0. 28_的合金薄片。再經(jīng)氫爆爐破碎成粒徑為200 μ m左右的顆粒，最后經(jīng)氣流磨破碎 成2. 5-3. 0 μ m左右的釹鐵硼合金粉末；輔合金Zn43Al57先進(jìn)行真空熔煉制備出合金鑄錠， 再歷經(jīng)粗破碎、機(jī)械球磨，制成平均粒徑為1-3 μ m左右的輔合金粉末； _8] (b)混粉：將制得的主合金Pr3.5Nd9. 7Fe76.sC〇3.sB 6.2粉末和輔合金Zn 43A157粉末按 配方設(shè)計的質(zhì)量稱取，輔合金質(zhì)量占總質(zhì)量的〇. 3wt %，混料前再加入質(zhì)量占粉末總重 0. 2wt %的汽油；在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，通過三維混料機(jī)中進(jìn)行混料，混合3h，制得均勻的混合粉 末；
[0019] (c)成型：利用磁場壓機(jī)，將混合均勻的粉末在I. 9T的磁場下取向成型，再經(jīng)過冷 等靜壓，壓力為180MPa，制得磁體初坯，初坯密度為4. 5-5. Og/cm3;
[0020] (d)燒結(jié)：將壓制得到的初坯置于真空燒結(jié)爐中，在1070°C燒結(jié)保溫4小時，一級 回火溫度為850°C，保溫2小時，二級回火溫度為475°C，保溫4小時，最終獲得燒結(jié)永磁體。
[0021] (e)測性能：20°C下的磁性能，結(jié)果如下表。
【主權(quán)項】
1. 一種鋅鋁鈷復(fù)合添加的燒結(jié)釹鐵硼磁體，其特征在于：所述燒結(jié)釹鐵硼磁體的組分 為（RE xFeiw x y zC〇yBz) 1Q。u (Zn1Q。aAla) u，所述燒結(jié)釹鐵硼磁體采用雙合金法制備，主合金為 RExFeltw x y zC〇yBz，輔合金為Znltw aAla，其中，RE為稀土元素Nd和Pr，Nd占RE的質(zhì)量百分比 為 70-80% ;x 為 RE 在主合金 RExFeiw x y zCoyBz中的原子分?jǐn)?shù)，13. O at. % 彡 X 彡 14. O at. %， y為Co在主合金RExFeltw x y zC〇yBz中的原子分?jǐn)?shù)，2. I at. %彡y彡4. 2 at. %，z為B在主合 金 RExFeiw x y zCoyBz中的原子分?jǐn)?shù)，5. 9 at. % 彡 z 彡 6. 2 at. %，a 為 Al 在輔合金 Zn 1Q。aAla 中的原子分?jǐn)?shù)，30. 0 at. % < a < 52. 0 at. %，u為輔合金Znltw，13在整個材料成分體系中 的質(zhì)量百分比，〇? I wt. % < u < 0? 8 wt. %。2. -種如權(quán)利要求1所述的鋅鋁鈷復(fù)合添加的燒結(jié)釹鐵硼磁體的制備方法，其特征在 于，具體步驟如下： (i )按設(shè)計成分分別制備主合金RExFeiw x y zC〇yBz和輔合金Zn 1Q。aAla;其中，主合金 RExFeltw x y zC〇yBz先經(jīng)1200-1400°C溫度熔煉，合金液在102-104°C /s的冷速下速凝甩帶成 厚度為〇. 2-0. 5_的合金薄片；再經(jīng)氫爆爐破碎成粒徑為200 y m左右的顆粒；最后經(jīng)氣流 磨破碎成2. 5-3. 0 ym的釹鐵硼合金粉末；輔合金Znltw，13先進(jìn)行真空熔煉制備出合金鑄 錠，再歷經(jīng)粗破碎、機(jī)械球磨，制成平均粒徑為1-3 ym的輔合金粉末； (ii )將步驟（i )制備得到主合金粉末RExFeiw x y zC〇yBz和輔合金粉末Zn 1Q。aAla按配方 設(shè)計的質(zhì)量稱取，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，利用三維混料機(jī)中進(jìn)行混料，混料時加入合金粉末總重量 0. 2% -0. 5%的汽油，混合3h，制得均勻的混合粉末； (iii) 利用磁場壓機(jī)，將步驟（ii)中的粉末在I. 8T-2. OT的磁場下取向成型，再經(jīng)過冷等 靜壓，壓力為180-200MPa，制得磁體初坯，初坯密度為4. 5-5. Og/cm3; (iv) 將壓制得到的初坯置于真空燒結(jié)爐中，在1060-1KKTC燒結(jié)保溫3-4小時；一級回 火溫度為850-950°C，保溫1-2小時；二級回火溫度為450-600°C，保溫3-4小時；最終獲得 燒結(jié)永磁體。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋅鋁鈷復(fù)合添加的燒結(jié)釹鐵硼磁體及其制備方法，所述燒結(jié)釹鐵硼磁體組分為(RExFe100-x-y-zCoyBz)100-u(Zn100-aAla)u，RE為稀土元素Nd和Pr；采用雙合金法制備，主合金組分為RExFe100-x-y-zCoyBz，輔合金組分為Zn100-aAla。本發(fā)明的制備工藝中主合金RExFe100-x-y-zCoyBz經(jīng)熔煉、速凝甩帶、氫破碎、氣流磨，制得主合金粉末；輔合金Zn100-aAla經(jīng)熔煉、鑄錠、機(jī)械破碎、球磨，制得輔合金粉末。后經(jīng)主輔粉料混合、取向成型、燒結(jié)、后處理等過程制備出永磁材料。該制備工藝簡單，容易實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，制造出的燒結(jié)磁體在不降低剩磁、最大磁能積的基礎(chǔ)上，有效提高了磁體的矯頑力。
【IPC分類】H01F1/057, H01F1/08, H01F41/02, B22F3/16
【公開號】CN105118596
【申請?zhí)枴緾N201510590112
【發(fā)明人】何進(jìn), 張亞波, 史世文
【申請人】安徽萬磁電子有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月16日