專利名稱：一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁材料的制造方法，尤其是一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，永磁材料被廣泛應(yīng)用于電子、汽車、計(jì)算機(jī)、能源、機(jī)械、醫(yī)療器械等眾多領(lǐng) 域，如制造各種永磁電機(jī)、振動(dòng)馬達(dá)、永磁儀表、電子工業(yè)(手機(jī)、計(jì)算機(jī)上的磁環(huán)、磁柱)、 汽車工業(yè)、石油化工、核磁共振裝置、音響器材(音響、耳機(jī)、揚(yáng)聲器、磁振動(dòng)器的圓形磁 片)、磁懸浮系統(tǒng)、永磁吊車、磁分離器、磁性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和磁療設(shè)備等方面。在某些領(lǐng)域?qū)︹S 鐵硼永磁材料的矯頑力和磁積能等性能提出了更高的要求，因此，按照現(xiàn)有的釹鐵硼永磁 材料的制造方法生產(chǎn)出的釹鐵硼永磁材料的矯頑力、磁能積越來(lái)越不能滿足實(shí)際需要，因 此迫切需要一種能夠提高釹鐵硼永磁材料的矯頑力和磁能積性能的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種高性能釹鐵硼永磁材料 的制造方法，能夠有效提高釹鐵硼永磁材料的矯頑力和磁能積性能。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下該高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在于(1)將下列原子百分比的原料7. 0-15.0%的Pr-Nd合金，5. 5% -8.0%的B， 0. 05% -6. 0%的 Dy，0-2. 0%的 Tb，0. 1% -3. 0%的 Co，0. 1% -1. 5%的 A1，其余為 Fe 和由 原料引入的雜質(zhì)混合在一起進(jìn)行配料；(2)將配制好的原料放入真空中頻速凝感應(yīng)爐里，抽真空到小于1. 0X 的條 件下充入Ar氣保護(hù)進(jìn)行加熱熔化，精煉結(jié)束后將鋼液澆到旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥上，制備出厚度 約為0. 25-0. 35mm合金鑄片，澆鋼溫度控制在1450-1500°C之間，在氫碎爐里進(jìn)行氫化合金 鑄片，通過(guò)低溫吸氫和高溫脫氫反應(yīng)后合金鑄片變成非常疏松的顆粒，然后通過(guò)氣流磨制 成平均粒度為3. 0-5. 0 u m的料粉；(3)料粉稱好后，放入適合的壓機(jī)模具內(nèi)，在磁場(chǎng)強(qiáng)度大于1. 8T的磁場(chǎng)中取向并 壓制成型；(4)將成型的生坯放入高真空爐里進(jìn)行燒結(jié)，調(diào)節(jié)真空度達(dá)到2.0 X10_2Pa后升溫 到1040°C -1120°C進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間2-5小時(shí)；然后在高真空爐里進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理分兩級(jí)第一級(jí)時(shí)效溫度 850°C _950°C，保持該溫度1. 5-3小時(shí)后充入Ar氣冷卻；第二級(jí)時(shí)效溫度450°C _550°C，保 溫2-5小時(shí)后充入Ar氣冷卻。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過(guò)在配料過(guò)程中加入金屬元素Tb來(lái)部分替代金屬元素Dy，Pr來(lái)部分替 代Nd，有效提高了磁體的分子各向異性場(chǎng)，改善了釹鐵硼永磁材料的矯頑力，同時(shí)，由于減小了對(duì)磁能積影響，使得釹鐵硼永磁材料的性能得到較大的提高。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明在配料過(guò)程中加入金屬元素Tb來(lái)部分替代金屬元素Dy，有效提高了釹 鐵硼永磁材料的矯頑力，所述的含Pr和Tb的釹鐵硼稀土永磁材料組成為(Nd，Pr)xFe^ ByDyzTbuCovAlw其中7< x < 15，5. 5 < y < 8,0. 05 ^ z ^ 6,0. 05 ^ u ^ 2,0 ^ v ^ 3,0 ^ w ^ 1. 5實(shí)施例1 (1)將下列原子百分比的原料Nd 合金12.8% ；Dy 0. 7% ；Co 1.0% ； Cu 0. 1% ； A1 0. 4% ；B 5. 95%，其余為Fe及由原料引入的雜質(zhì)混合在一起進(jìn)行配料；(2)將配制好的原料放入真空中頻速凝感應(yīng)爐里，抽真空到小于1. 0X 的條 件下充入Ar氣保護(hù)進(jìn)行加熱熔化，精煉結(jié)束后將鋼液澆到旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥上，制備出厚度 約為0. 25-0. 35mm合金鑄片，澆鋼溫度控制在1450-1500°C之間，在氫碎爐里進(jìn)行氫化合金 鑄片，通過(guò)低溫吸氫和高溫脫氫反應(yīng)后合金鑄片變成非常疏松的顆粒，然后通過(guò)氣流磨制 成平均粒度為3. 0-5. 0 u m的料粉；(3)料粉稱好后，放入適合的壓機(jī)模具內(nèi)，在磁場(chǎng)強(qiáng)度大于1.8T的磁場(chǎng)中取向并 壓制成型；(4)將成型的生坯放入高真空爐里進(jìn)行燒結(jié)，調(diào)節(jié)真空度達(dá)到2.0 X10_2Pa后升溫 到1040°C -1120°C進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間2-5小時(shí)然后在高真空爐里進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理分兩級(jí)第一級(jí)時(shí)效溫度910°C，保持 該溫度1. 5-3小時(shí)后充入Ar氣冷卻；第二級(jí)時(shí)效溫度490°C，保溫2_5小時(shí)后充入Ar氣冷卻。(5)對(duì)燒結(jié)完成后的毛坯進(jìn)行密度和磁性能的測(cè)量。實(shí)施例2(1)將下列原子百分比的原料含20% Pr的Pr_Nd合金12. 8% ；Dy 0. 7% ；Co 1.0% ；A1 0. 5% ；B 5. 95%，其余為Fe及由原料引入的雜質(zhì)混合在一起進(jìn)行配料；(2)以下生產(chǎn)步驟和工藝與實(shí)施例1相同，請(qǐng)參考實(shí)施例1。上述實(shí)施例1和實(shí)施例2制成的釹鐵硼永磁材料的矯頑力和磁能積對(duì)比如下表所 示(測(cè)試樣品為小10X5圓柱) 從上面兩個(gè)實(shí)施例來(lái)看，使用Pr-Nd合金來(lái)代替金屬Nd，對(duì)磁體的矯頑力略有提 高，由于Pr-Nd合金的價(jià)格比金屬Nd的價(jià)格低，生產(chǎn)的磁體成本也有所降低，有一定的市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)力。實(shí)施例3(1)將下列原子百分比的原料Nd 合金11.6% ；Dy 1.9% ；Tb 0. 5% ；Co 1. 2% ；A1 0. 5% ；B 5. 95%，其余為Fe及由原料引入的雜質(zhì)混合在一起進(jìn)行配料；(2)以下生產(chǎn)步驟和工藝與實(shí)施例1相同，請(qǐng)參考實(shí)施例1。實(shí)施例4(1)將下列原子百分比的原料含20% Pr的Pr_Nd合金11. 6% ；Dy 1. 9% ；Co 1.2% ；A1 0. 5% ；B 5. 95%，其余為Fe及由原料引入的雜質(zhì)混合在一起進(jìn)行配料；(2)以下生產(chǎn)步驟和工藝與實(shí)施例1相同，請(qǐng)參考實(shí)施例1。實(shí)施例5(1)將下列原子百分比的原料含20% Pr的Pr_Nd合金11. 6% ；Dy 1. 4% ；Tb 0.5% ；Co 1.2% ； ；A1 0. 5% ；B:5. 95%，其余為Fe及由原料引入的雜質(zhì)混合在一起進(jìn)行 配料；(2)以下生產(chǎn)步驟和工藝與實(shí)施例1相同，請(qǐng)參考實(shí)施例1。上述實(shí)施例3，實(shí)施例4和實(shí)施例5制成的釹鐵硼永磁材料的矯頑力和磁能積對(duì)比 如下表所示(測(cè)試樣品為 10X5圓柱)
從上面三個(gè)實(shí)施例來(lái)看，隨著Tb含量的增加，不僅磁體的矯頑力有很大提高，而 且磁性能也有了提高，，用該方法制備的釹鐵硼磁材可廣泛應(yīng)用在對(duì)耐溫有較高要求的各 種產(chǎn)品中。
權(quán)利要求
一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在于(1)將下列原子百分比的原料7.0-15.0％的Nd或Pr-Nd合金，5.5％-8.0％的B，0.05％-6.0％的Dy，0-2.0％的Tb，0.1％-3.0％的Co，0.1％-1.5％的Al，其余為Fe和由原料引入的雜質(zhì)混合在一起進(jìn)行配料；(2)將配制好的原料放入真空中頻速凝感應(yīng)爐里，抽真空到小于1.0×10-1Pa的條件下充入Ar氣保護(hù)進(jìn)行加熱熔化，精煉結(jié)束后將鋼液澆到旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥上，制備出厚度約為0.25-0.35mm合金鑄片，澆鋼溫度控制在1450-1500℃之間，在氫碎爐里進(jìn)行氫化合金鑄片，通過(guò)低溫吸氫和高溫脫氫反應(yīng)后合金鑄片變成非常疏松的顆粒，然后通過(guò)氣流磨制成平均粒度為3.0-5.0μm的料粉；(3)料粉稱好后，放入適合的壓機(jī)模具內(nèi)，在磁場(chǎng)強(qiáng)度大于1.8T的磁場(chǎng)中取向并壓制成型；(4)將成型的生坯放入高真空爐里進(jìn)行燒結(jié)，調(diào)節(jié)真空度達(dá)到2.0×10-2Pa時(shí)開(kāi)始提升溫度到1040℃-1120℃，保持該溫度2-5小時(shí)后充入Ar氣冷卻到90℃以下，然后在高真空爐里進(jìn)行時(shí)效處理。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在于在高 真空爐里進(jìn)行時(shí)效處理分兩級(jí)第一級(jí)時(shí)效溫度850°C-950°C，保持該溫度1. 5-3小時(shí)后充 入Ar氣冷卻；第二級(jí)時(shí)效溫度450°C -550°C，保溫2_5小時(shí)后充入Ar氣冷卻。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在于整個(gè) 生產(chǎn)過(guò)程都是在惰性氣體氬氣或氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在于成分中 組成的原子含量百分比為-J. 0-15. 0%的金屬Nd，5. 5% -8. 0%的B，0. 05% -6. 0%的Dy， 0. 1% _3.0%的&)，0. 1% _1.5%的六1，其余為？6和由原料引入的雜質(zhì)。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在于成分中 Nd元素可以用Pr元素以任意比例進(jìn)行替代。
全文摘要
一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，該方法通過(guò)在原料中加入重稀土元素Tb取代Dy來(lái)提高磁體的矯頑力。用少量Pr替代Nd來(lái)降低生產(chǎn)成本。所含Pr和Tb的釹鐵硼稀土永磁材料組成為(Nd，Pr)x Fe余ByDyzTbuCovAlw，該發(fā)明中各元素的原子百分比為7≤x≤15，5.5≤y≤8，0.05≤z≤6，0≤u≤2，0≤v≤3，0≤w≤1.5，其余為Fe和由原材料引入的雜質(zhì)。按上述原子百分比進(jìn)行配料、熔煉、制粉、成型及燒結(jié)過(guò)程。Tb的加入提高了磁體分子各向異性場(chǎng)，磁體的矯頑力有顯著改善。由于Pr2Fe14B的磁晶各向異性場(chǎng)略高于Nd2Fe14B，所以，少量Pr的添加對(duì)磁體的矯頑力也略有提高。
文檔編號(hào)H01F1/057GK101877265SQ20101015803
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者刁樹(shù)林, 范耀林, 董義, 袁文杰, 陳雅 申請(qǐng)人:天津天和磁材技術(shù)有限公司