專(zhuān)利名稱(chēng)：：用鈥代替鏑燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，特別是調(diào)整稀土元素和含量以降低成分配方的釹鐵硼永磁材料。技術(shù)背景現(xiàn)有的稀土釹鐵硼永磁材料是八十年代開(kāi)發(fā)出來(lái)的新型磁性材料，它具有高剩磁、高磁能積、高矯頑力以及高性?xún)r(jià)比等優(yōu)異特性，是當(dāng)今磁性最強(qiáng)的永磁體，被譽(yù)為永磁材料中的磁王。NdFeB的主要元素由Nd(釹)、Fe(鐵)、B(硼)三元素構(gòu)成，但這三元NdFeB磁體的矯頑力很低，約10KOe(千奧斯特)，因而需要明顯改善內(nèi)稟矯頑力才可適合不同使用溫度的環(huán)境。比如，最低矯頑力的牌號(hào)要求內(nèi)稟矯頑力也應(yīng)大于12K0e,M系列要求大于14K0e，H系列則要求大于17K0e，直至目前最高矯頑力已達(dá)3540K0e。改善矯頑力主要方法是添加重稀土元素如鏑(Dy)、鋱(Tb)、鈥(Ho)、釓(Gd)等取代部分釹鐵硼〖NdFeB)合金中釹(Nd)、鐠(Pr)等元素，但是目前鏑Dy的價(jià)格很高，鋱Tb的價(jià)格則更高。由于近年來(lái)稀土金屬價(jià)格大幅上漲，造成釹鐵硼配方成本不斷上升。雖然毛坯及成品售價(jià)也有一定程度的漲幅，但利潤(rùn)空間卻有所降低，因此，不同的生產(chǎn)廠家在配方上進(jìn)行了積極的探索和研究，通過(guò)價(jià)位低的稀土元素取代價(jià)格昂貴的稀土金屬，制備具有相同磁性能的產(chǎn)品，以達(dá)到降低生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。CN'1810998A公告了納米復(fù)合稀土永磁材料中提到可用鏑Dy或用Tb、Sm、Ho的混合物改善釹鐵硼的磁性能，但未見(jiàn)具體的組成配方和試驗(yàn)結(jié)果。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在釹鐵硼合金中用鈥Ho取代或部分取代金屬元素Dy，以降低釹鐵硼合金原材料的配方成本，提高性?xún)r(jià)比，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本發(fā)明的技術(shù)方案是用鈥代替鏑釹鐵硼永磁材料，其特征在于成分組成由[(2840)%-x]釹、(x-y)鏑、y鈥、(0.951.3)%硼、(05)%釓、(0.11.0)%鈮、(0.11.5)%鋁、(0.10.5)%銅、(03)%鈷、(0.10.5)%鎵，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)及金屬元素，其中x=(0.510)%，y=(0.52.5)%，x-y》0，上述為重量百分比。按照上述的組成成分采用重稀土金屬鈥代替或部分代替重金屬稀土鏑，用常規(guī)制造釹鐵硼永磁材料的方法，制造出同樣規(guī)格要求的燒結(jié)釹鐵硼永磁合金，并用相同的檢測(cè)儀器設(shè)備多次檢測(cè)試制品的永磁性能，取得相同的測(cè)試結(jié)果，其中內(nèi)稟矯頑力都大于12千奧斯特，達(dá)到采用鏑的釹鐵硼的磁性能，但原材料鈥的價(jià)格僅為鏑的三分之一，極大提高性能價(jià)格比，達(dá)到發(fā)明目的。提高了釹鐵硼永磁體的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。具體實(shí)施方式實(shí)施例一稀土重金屬鈥Ho為我國(guó)豐富資源，本發(fā)明采用HoFe合金代替金屬鈥，其他元素B、Gd和Nb也用它們的鐵合金代替。配料按照以下成份配比重量進(jìn)行配料，釹28%、硼1.02%、鏑1.0%,鈥1.5%、鋁0.2%、釓1.5%，鈮0.4%、銅0.2%、鈷0.2%、鎵0.1%、鐵及其他雜質(zhì)為65.88%,其中硼元素以BFe合金狀態(tài)加入，硼含量為19%、鐵含量為81%;鈥元素以HoFe純度99.50%合金狀態(tài)加入，鈥含量為80%、鐵含量為20%;釓元素以GdFe合金狀態(tài)加入，釓含量為75%、鐵含量為25%;鈮元素以NbFe合金狀態(tài)加入，其中鈮含量為65%，鐵含量為35%。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>上述成分中將2.5%的鏑用1.5%的鈥取代1.5%的鏑，其它成分不變。按上表所述的金屬原材料裝入真空感應(yīng)爐中。熔鑄裝入真空感應(yīng)爐內(nèi)后，將真空感應(yīng)爐中的空氣抽真空至小于1Pa，開(kāi)始加溫熔煉，至爐內(nèi)配料發(fā)紅時(shí)，關(guān)閉真空閥，充入氬氣，待材料熔清后，精煉澆注成錠子，然后關(guān)閉電源，待錠子溫度低于60'C出爐；制粉將錠子破碎至90110mm的料塊，經(jīng)顎碎機(jī)和中碎機(jī)后將料塊的出料顆粒處理成為20目以下，然后將出料放入氣流磨內(nèi)進(jìn)行制粉，使粉顆?？刂圃?.75.5um之間，將粉料放入混料機(jī)內(nèi)，按配比加入汽油并進(jìn)行混料3060分鐘；成型混好的粉料稱(chēng)重后，放入成型壓機(jī)的模具內(nèi)，加磁場(chǎng)取向，壓制成型，然后退磁取出生坯，迅速抽真空封裝，再將封裝好的坯料放入等靜壓機(jī)中加壓150200Mpa，保壓13分鐘后取出制成的生坯；燒結(jié)將生坯裝入料盒后，放入真空燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，在10801115'C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)3.54.5個(gè)小時(shí)后，從燒結(jié)爐中取出，即制成釹鐵硼磁體。制成的燒結(jié)釹鐵硼合金，檢測(cè)方法參照GB/T3217永磁(硬磁)材料磁性試驗(yàn)方法規(guī)定，經(jīng)檢測(cè)，磁性能檢測(cè)結(jié)果剩磁能Br:13.5KGs內(nèi)稟矯頑力Hcj:12.9K0e磁感應(yīng)矯頑力Hcb:12.3KOe最大磁能積BH(max):45.7MG0e未用1.5%的Ho部分取代1.5%的Dy制得的燒結(jié)釹鐵硼合金的磁性能檢領(lǐng)!l結(jié)果剩磁能Br:13.6KGs內(nèi)稟矯頑力Hcj:13.5K0e磁感應(yīng)矯頑力Hcb:13.2K0e最大磁能積BH(max):45.5MG0e對(duì)比性能測(cè)試的數(shù)據(jù)可以看出使用1.5%的鈥元素部分替代1.5%鏑元素后，磁性能的以上四個(gè)參數(shù)的值變化不大，符合同樣牌號(hào)的磁性能?？梢?jiàn)，使用替代元素鈥，采用上述工藝步驟制造燒結(jié)釹鐵硼合金，達(dá)到節(jié)省成本的效果。實(shí)施例二配料按照以下成份配比重量進(jìn)行配料，釹28%、硼1.02%、鈥1.5%、鋁0.2%、鈮0.4%、銅0.2%、鈷0.2%、鎵0.1%、鐵及其他雜質(zhì)68.38%，其中硼元素以BFe合金狀態(tài)加入，硼含量為19%、鐵含量為81%;鈥元素以HoFe純度99.50%合金狀態(tài)加入，鈥含量為80%、鐵含量為20%;鈮元素以NbFe合金狀態(tài)加入，其中鈮含量為65%，鐵含量為35%。以熔煉100公斤釹鐵硼合金為例:成分配比(%重量)NdBHoAlNbCuCoGaFe及雜質(zhì)281.021.50.20.40.20.20.168.38所需原材料(公斤)NdBFeHoFeAlNbFeCuCo純Fe285.371.880.20,620.20.20.163.43按上表所述的金屬原材料裝入真空感應(yīng)爐中；熔鑄裝入真空感應(yīng)爐內(nèi)后，將真空感應(yīng)爐中的空氣抽真空至小于1Pa，開(kāi)始加溫熔煉，至爐內(nèi)配料發(fā)紅時(shí)，關(guān)閉真空閥，充入氬氣，待材料熔清后，精煉澆注成錠子，然后關(guān)閉電源，待錠子溫度低于6(TC出爐；制粉將錠子破碎至90110mm的料塊，經(jīng)顎碎機(jī)和中碎機(jī)后將料塊的出料顆粒處理成為20目以下，然后將出料放入氣流磨內(nèi)進(jìn)行制粉，使粉顆?？刂圃?.75.5um之間，將粉料放入混料機(jī)內(nèi)，按配比加入汽油并進(jìn)行混料3060分鐘；成型混好的粉料稱(chēng)重后，放入成型壓機(jī)的模具內(nèi)，加磁場(chǎng)取向，壓制成型，然后退磁取出生坯，迅速抽真空封裝，再將封裝好的坯料放入等靜壓機(jī)中加壓150200Mpa，保壓13分鐘后取出制成的生坯；燒結(jié)將生坯裝入料盒后，放入真空燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，在10801115'C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)3.54.5個(gè)小時(shí)后，從燒結(jié)爐中取出，即制成釹鐵硼磁體。按上述方法，即將配方成分中的Dy全部用1.5M的Ho元素取代，其它成分不變制成的燒結(jié)釹鐵硼合金，檢測(cè)方法參照GB/T3217永磁(硬磁)材料磁性試驗(yàn)方法規(guī)定，經(jīng)檢測(cè)，磁性能檢測(cè)結(jié)果剩磁能Br:13.6KGs內(nèi)稟矯頑力Hcj:12.7K0e磁感應(yīng)矯頑力Hcb:12.7K0e最大磁能積BH(max):45.9MG0e、未用Ho取代Dy制得的燒結(jié)釹鐵硼合金的磁性能剩磁能Br:13.5KGs內(nèi)稟矯頑力Hcj:13.0K0e磁感應(yīng)矯頑力Hcb:12.8K0e最大磁能積BH(max):45.5MG0e對(duì)比性能測(cè)試的數(shù)據(jù)可以看出使用1.5%的鈥全部替代鏑后，磁性能的磁能積得到提高，其它參數(shù)變化不大?？梢?jiàn)，使用替代元素鈥，采用同樣的工藝步驟制造燒結(jié)釹鐵硼合金，達(dá)到節(jié)約成本的效果。實(shí)施例三配料按照以下成份配比重量進(jìn)行配料，釹28.2%、硼1.02%、鈥0.5%、鋁0.2%、鈮0.4%、銅金屬0.2%、鈷金屬0.2%、鎵金屬0.1%、鐵及其他雜質(zhì)69.18%，其中硼元素以BFe合金狀態(tài)加入，硼含量為19%、鐵含量為81%;鈥元素以HoFe純度99.50%合金狀態(tài)加入，鈥含量為80%、鐵含量為20%;鈮元素以NbFe合金狀態(tài)加入，其中鈮含量為65%，鐵含量為35%。以熔煉100公斤釹鐵硼合金為例:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>按上表所述的金屬原材料裝入真空感應(yīng)爐中;熔鑄裝入真空感應(yīng)爐內(nèi)后，將真空感應(yīng)爐中的空氣抽真空至小于lPa，開(kāi)始加溫熔煉，至爐內(nèi)配料發(fā)紅時(shí)，關(guān)閉真空閥，充入氬氣，待材料熔清后，精煉澆注成錠子，然后關(guān)閉電源，待錠子溫度低于60'C出爐；制粉將錠子破碎至90110mm的料塊，經(jīng)顎碎機(jī)和中碎機(jī)后將料塊的出料顆粒處理成為20目以下，然后將出料放入氣流磨內(nèi)進(jìn)行制粉，使粉顆?？刂圃?.75.5um之間，將粉料放入混料機(jī)內(nèi)，按配比加入汽油并進(jìn)行混料3060分鐘；成型混好的粉料稱(chēng)重后，放入成型壓機(jī)的模具內(nèi)，加磁場(chǎng)取向，壓制成型，然后退磁取出生坯，迅速抽真空封裝，再將封裝好的坯料放入等靜壓機(jī)中加壓150200Mpa,保壓13分鐘后取出制成的生坯；燒結(jié)將生坯裝入料盒后，放入真空燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，在10801115'C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)3.54.5個(gè)小時(shí)后，從燒結(jié)爐中取出，即制成釹鐵硼磁體。按上述方法，即將配方成分中0.5%的鏑全部用鈥取代，其它成分不變制成的燒結(jié)釹鐵硼合金，檢測(cè)方法參照GB/T3217永磁(硬磁)材料磁性試驗(yàn)方法規(guī)定，經(jīng)檢測(cè)，磁性能檢測(cè)結(jié)果剩磁能Br:13.4KGs內(nèi)稟矯頑力Hcj:13,0K0e磁感應(yīng)矯頑力Hcb:12.8K0e最大磁能積BH(max):44.5MG0e未用Ho取代Dy制得的燒結(jié)釹鐵硼合金的磁性能剩磁能Br:13.5KGs內(nèi)稟矯頑力Hcj:13.5KOe磁感應(yīng)矯頑力Hcb:12.9K0e最大磁能積BH(max):45.2MG0e對(duì)比性能測(cè)試的數(shù)據(jù)可以看出使用0.5%的鈥全部替代0.5%的鏑后，磁性能仍然符合同牌號(hào)的，而且還更高些?？梢?jiàn)，使用替代元素鈥，采用同樣的工藝步驟制造燒結(jié)釹鐵硼合金，達(dá)到節(jié)約成本的效果。實(shí)施例四配料按照以下成份配比重量進(jìn)行配料，釹28%、硼1.02%、鈥2.5%、鋁0.2%、鈮0.4%、銅0.2%、鈷0.2%，鎵0.1%，鐵及其他雜質(zhì)61.88%，其中硼元素以BFe合金狀態(tài)加入、硼含量為19%、鐵含量為81%;鈥元素以HoFe純度99.50%合金狀態(tài)加入，鈥含量為80%、鐵含量為20%;鈮元素以NbFe合金狀態(tài)加入，其中鈮含量為65%，鐵含量為35%。以熔煉100公斤釹鐵硼合金為例:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>按上表所述的金屬原材料裝入真空感應(yīng)爐中;熔鑄裝入真空感應(yīng)爐內(nèi)后，將真空感應(yīng)爐中的空氣抽真空至小于1Pa，開(kāi)始加溫熔煉，至爐內(nèi)配料發(fā)紅時(shí)，關(guān)閉真空閥，充入氬氣，待材料熔清后，精煉澆注成錠子，然后關(guān)閉電源，待錠子溫度低于60'C出爐；制粉將錠子破碎至90110ram的料塊，經(jīng)顎碎機(jī)和中碎機(jī)后將料塊的出料顆粒處理成為20目以下，然后將出料放入氣流磨內(nèi)進(jìn)行制粉，使粉顆?？刂圃?.75.5um之間，將粉料放入混料機(jī)內(nèi)，按配比加入汽油并進(jìn)行混料30-60分鐘；成型混好的粉料稱(chēng)重后，放入成型壓機(jī)的模具內(nèi)，加磁場(chǎng)取向，壓制成型，然后退磁取出生坯，迅速抽真空封裝，再將封裝好的坯料放入等靜壓機(jī)中加壓150200Mpa，保壓13分鐘后取出制成的生坯；燒結(jié)將生坯裝入料盒后，放入真空燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，在10801115'C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)3.54.5個(gè)小時(shí)后，從燒結(jié)爐中取出，即制成釹鐵硼磁體。按上述方法，即將一個(gè)配方成分中2.5W的Dy全部用Ho元素取代，其它成分不變制成的燒結(jié)釹鐵硼合金，檢測(cè)方法參照GB/T3217永磁(硬磁)材料磁性試驗(yàn)方法規(guī)定，經(jīng)檢測(cè)，磁性能檢測(cè)結(jié)果剩磁能Br:13.8KGs內(nèi)稟矯頑力Hcj:12.5KOe磁感應(yīng)矯頑力Hcb:12.8K0e最大磁能積BH(max):46MG0e未用Ho取代Dy制得的燒結(jié)釹鐵硼合金的磁性能剩磁能Br:13.6KGs內(nèi)稟矯頑力Hcj:13.5K0e磁感應(yīng)矯頑力Hcb:13.2KOe最大磁能積BH(max):45MG0e對(duì)比性能測(cè)試的數(shù)據(jù)可以看出使用2.5%的鈥全部替代2.5%鏑后，磁性能中的Br和BH(max)參數(shù)得到提高，Hcj和Hcb略有所降低，然而，仍然符合同牌號(hào)產(chǎn)品的磁性能，不至于造成磁性能過(guò)剩的"資源浪費(fèi)"。用稀土元素鈥代替鏑制造燒結(jié)釹鐵硼合金組成配比和工藝是可行的。以上實(shí)施例的檢測(cè)數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)樣品測(cè)量平均值。由此可知隨著取代鏑元素的鈥元素含量的增加，產(chǎn)品的剩磁和磁能積略有提高，矯頑力略有所降低，但是，仍然符合同牌號(hào)產(chǎn)品的磁性能，不至于造成磁性能過(guò)剩的"資源浪費(fèi)"。鈥元素取代鏑元素降低成本的工藝是可行的。權(quán)利要求1、用鈥代替鏑燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，其特征是成分組成由[(28～40)％-x]釹、(x-y)鏑、y鈥、(0.95～1.3)％硼、(0～5)％釓、(0.1～1.0)％鈮、(0.1～1.5)％鋁、(0.1～0.5)％銅、(0～3)％鈷、(0.1～0.5)％鎵，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)組成，其中x＝(0.5～10)％，y＝(0.5～2.5)％，x-y≥0，上述為重量百分比。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鈥代替鏑燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，其特征在于成份組成由釹為28%重量、硼為1.02%重量、鏑為1.0%重量，欽為1.5%重量、鋁為0.2%重量、釓為1.5%重量，鈮為0.4%重量、銅為0.2%重量、鈷為0.2°/。重量、鎵為0.1%重量，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)組成。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鈥代替鏑燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，其特征在于成份組成由釹為28%重量、硼為1.02%重量、鈥為1.5%重量、鋁為0.2%重量、鈮為0.4%重量、銅為0.2%重量、鈷為0.2%重量、鎵為0.1%重量，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)組成。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鈥代替鏑燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，其特征在于成份組成由釹為28.2%重量、硼為1.02%重量、鈥為0.5%重量、鋁為0.2%重量、鈮為0.4%重量、銅為0.2%重量、鈷為0.2%重量、鎵為0.1%重量，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)組成。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鈥代替鏑燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，其特征在于成份組成由釹為28%重量、硼為1.02%重量、鈥為2.5%重量、鋁為0.2%重量、鈮為0.4%重量、銅為O.2%重量、鈷為O.2%重量、鎵為O.1%重量，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)組成。6、根據(jù)權(quán)利要求15中任一項(xiàng)所述的用鈥代替鏑燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，其特征在于鈥元素以HoFe合金狀態(tài)加入，其中鈥含量為80%重量，鐵含量為20%重量。7、根據(jù)權(quán)利要求15中任一項(xiàng)所述的用鈥代替鏑燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，其特征在于硼元素以BFe合金狀態(tài)加入，其中硼含量為19%重量，鐵含量為81%重量。8、根據(jù)權(quán)利要求15屮任一項(xiàng)所述的用鈥代替鏑燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，其特征在于鈮元素以NbFe合金狀態(tài)加入，其中鈮含量為65%重量，鐵含量為35%重量。全文摘要用鈥代替鏑釹鐵硼永磁材料，其特征在于成分組成由[(28～40)％-x]釹、(x-y)鏑、y鈥、(0.95～1.3)％硼、(0～5)％釓、(0.1～1.0)％鈮、(0.1～1.5)％鋁、(0.1～0.5)％銅、(0～3)％鈷、(0.1～0.5)％鎵，其余為Fe和其他雜質(zhì)及金屬元素，其中x＝(0.5～10)％，y＝(0.5～2.5)％，x-y≥0，上述為重量百分比。按照上述的組成成分采用重稀土金屬鈥代替或部分代替重金屬稀土鏑，用常規(guī)制造釹鐵硼永磁材料的方法，制造出同樣規(guī)格要求的燒結(jié)釹鐵硼永磁合金，取得相同的測(cè)試結(jié)果，其中內(nèi)稟矯頑力都大于12千奧斯特，達(dá)到采用鏑的釹鐵硼的磁性能，但原材料鈥的價(jià)格僅為鏑的三分之一，極大提高性能價(jià)格比，達(dá)到發(fā)明目的。提高了釹鐵硼永磁體的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。文檔編號(hào)H01F1/032GK101256861SQ20071016457公開(kāi)日2008年9月3日申請(qǐng)日期2007年12月8日優(yōu)先權(quán)日2007年12月8日發(fā)明者王育平,鄭敦敦申請(qǐng)人:寧波科田磁業(yè)有限公司