一種微特電機用永磁體及其加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微特電機用永磁體，所述的永磁體中各組分的重量比為：10%-14.5%的氧化鎳，4%-6%的碳酸錳，1.2%-1.6%的氧化硅，7%-11.5%的氧化鈷，3%-4.5%的釹，4%-5.5%的碳酸鋇，余量為鐵，所述的永磁體中需添加其他微量合金金屬，所述的微量合金金屬為0.04%-0.05%的鏑鐵合金，0.01%-0.03%的釤鐵合金，0.02%-0.03%鐠鐵合金和0.05%-0.08%鈧鐵合金中的一種或兩種，所述的原料經(jīng)過氫碎→氣流磨→成型→等靜壓→剝油→燒結(jié)→后加工后得到產(chǎn)品，所述的微量合金金屬在原料進行燒結(jié)階段加入到產(chǎn)品中；本發(fā)明生產(chǎn)工藝步驟簡潔，方便輔助材料的增減，同時設(shè)備的操作成本底，適合大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)后的永磁體的整體性能適用于微特電機的工作環(huán)境，進一步提高了電機的使用壽命，減少了電機的維護成本。
【專利說明】—種微特電機用永磁體及其加工工藝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁性材料領(lǐng)域，尤其涉及一種在微特電機上使用的永磁體及其加工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在美國、日本和西歐等發(fā)達國家，稀土永磁材料在電機中的應(yīng)用已占稀土總銷售額的60%以上。各國國情不同，稀土永磁在電機中的應(yīng)用情況不盡相同。日本在VCM中的應(yīng)用量占稀土永磁的50%左右，美國則在航空、航天、軍工、汽車和機床等領(lǐng)域電機中的用量最大，歐洲則在數(shù)控機床中應(yīng)用最多。
[0003]用永磁材料勵磁的電動機、傳動裝置和發(fā)電機是基于法拉第定律和洛侖茲力進行工作的，永磁材料的磁性能即剩磁、矯頑力、磁能積及退磁曲線形狀、溫度穩(wěn)定性、尺寸、重量、體積、制造成本等是決定永磁電機質(zhì)量性能好壞的關(guān)鍵因素。一般來講磁能積越高，電機的輸出能量就越大:辟越聞，提供的氣隙場就越聞，電機的力矩就越大，從而提聞電機的效率:越高、電機工作磁場、抗退磁能力就越強、工作范圍越寬；退磁曲線矩形度越高、電機的動態(tài)損失越小:永磁體的電阻率越高，渦流損耗就越小。對于現(xiàn)代電子信息技術(shù)中使用的高精小微特電機，其要求是小型、輕量、大轉(zhuǎn)矩、精度高、可控性好，因而對永磁材料要求是高、高，小體積和小的安裝尺寸，同時要求價格要有競爭力。
[0004]市面上微特電機使用的燒結(jié)系Nd-Fe-B系列的永磁體，相比的磁能積的量不夠大，磁感矯頑力相比較低，較容易退磁，影響了電機的使用壽命，同時其剩余磁通能力高，其在去掉外在磁場后，剩余的磁化強度或者剩余磁感應(yīng)強度較大，很容易影響的電機中的其他電子元件，不利于電機整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0005]針對上述存在的問題，本發(fā)明提供一種磁能積大，磁桿矯頑力好，且剩磁能力一般的應(yīng)用于微特電機的永磁和及其生產(chǎn)工藝。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種微特電機用永磁體，所述的永磁體中各組分的重量比為:10%-14.5%的氧化鎳，4%-6%的碳酸錳，1.2%-1.6%的氧化硅，7%-11.5%的氧化鈷，3%-4.5%的釹，4%-5.5%的碳酸鋇，余量為鐵，所述的永磁體中添加其他微量合金金屬，所述的微量合金金屬為0.04%-0.05%的鏑鐵合金，0.01%-0.03%的釤鐵合金，0.02%-0.03%鐠鐵合金和0.05%-0.08%鈧鐵合金中的一種或兩種。
[0007]本發(fā)明所述的一種微特電機用永磁體的加工工藝，所述的原料經(jīng)過氫碎一氣流磨—成型一等靜壓一剝油一燒結(jié)一后加工后得到產(chǎn)品，所述的微量合金金屬在原料進行燒結(jié)階段加入到產(chǎn)品中。
[0008]本發(fā)明所述合金金屬中不同微量元素的與鐵的重量比為1:1，所述微量合金金屬的顆粒的平均直徑為lum-3um，在此配比的和顆粒直徑的微量合金金屬，方便在燒結(jié)是融入到剝油后的產(chǎn)品中，混合均勻，提高產(chǎn)品的整體性能。[0009]本發(fā)明所述氫碎的過程中，將各組分原料置入氫碎爐中，在5-8Mpa的氫壓下，吸氫操作40-60min，然后在抽真空的條件下，脫氫2_4h。
[0010]本發(fā)明所述的氣流磨過程中，通過將脫氫后的產(chǎn)品經(jīng)過氣流磨通過高壓氣流粉碎處理，氣流磨中通過氮氣的環(huán)境下進行處理，氣流磨的通過直徑為4um-6um。
[0011]本發(fā)明所述的成型過程中，通過成型壓機進行處理，將細粉壓制成所需要的形狀，所述的的壓機操作過程在磁場的環(huán)境中進行。
[0012]本發(fā)明所述的等靜壓的過程中，通過冷等靜壓機對產(chǎn)品進行處理，使產(chǎn)品的密度增加，所述靜壓后的體積為靜壓前的33%_40%。
[0013]本發(fā)明所述的剝油過程中，將靜壓后產(chǎn)品的包裝拆掉，該操作在氮氣保護的剝油盒中進行操作。
[0014]本發(fā)明所述燒結(jié)的過程中，通過線將剝油后的產(chǎn)品加入到燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200°C _1350°C，燒結(jié)時間為3-4h，在加熱微量合金金屬繼續(xù)進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度提高到1400°C -1500°C，燒結(jié)時間為1.5h-2.5h，然后分別在1000°C -1100°C的條件下進行一級回火，一級回火1-1.5h，在800°C _850°C的條件下進行二級回火，二級回火4.5_5h。
[0015]本發(fā)明通過在燒結(jié)過程中添加的微量合金金屬，屬于產(chǎn)品的輔助添加劑，其中鐠鐵合金，可提高合金的其抗氧性能和機械性能，鏑鐵合金可提高永磁體的矯頑力，鈧鐵合金可以改善永磁體的硬度和耐熱，釤鐵合金用于調(diào)節(jié)永磁體的剩余磁通能力，保證了微特電機能夠正常平穩(wěn)的工作，相比與正常的永磁體，具有更好的抗性，提高了產(chǎn)品的使用壽命。
[0016]本發(fā)明以鐵為基床，以氧化鎳，碳酸錳，氧化硅，氧化鈷，釹，碳酸鋇為輔助材料，生產(chǎn)工藝步驟簡潔，方便輔助材料的增減，同時設(shè)備的操作成本底，適合大規(guī)模生產(chǎn)，反應(yīng)后的產(chǎn)品的的最大磁能積達到了 410Kj.m_3、剩余磁通為0.5-0.65T，產(chǎn)品的磁感矯頑力達到了 2300-2400 kA.nT1，生產(chǎn)后的永磁體的整體性能適用于微特電機的工作環(huán)境，進一步提高了電機的使用壽命，減少了電機的維護成本。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
[0018]實施例1:一種微特電機用永磁體，所述的永磁體中各組分的重量比為:10%的氧化鎳，4%的碳酸錳，1.2%的氧化硅，7%的氧化鈷，3%的釹，4%的碳酸鋇，余量為鐵，所述的永磁體中需添加其他微量合金金屬，所述的微量合金金屬為0.04%的鏑鐵合金，0.01%的釤鐵
么么
I=1-Wl O
[0019]氫碎的過程中，將各組分原料置入氫碎爐中，在5Mpa的氫壓下，吸氫操作40min，然后在抽真空的條件下，脫氫2h。
[0020]氣流磨過程中，通過將脫氫后的產(chǎn)品經(jīng)過氣流磨通過高壓氣流粉碎處理，氣流磨中通過氮氣的環(huán)境下進行處理，氣流磨的通過直徑為4um。
[0021]成型過程中，通過成型壓機進行處理，將細粉壓制成所需要的形狀，所述的的壓機操作過程在磁場的環(huán)境中進行。
[0022]等靜壓的過程中，通過冷等靜壓機對產(chǎn)品進行處理，使產(chǎn)品的密度增加，所述靜壓后的體積為靜壓前的33%。
[0023]剝油過程中，將靜壓后產(chǎn)品的包裝拆掉，該操作在氮氣保護的剝油盒中進行操作。[0024]燒結(jié)的過程中，通過線將剝油后的產(chǎn)品加入到燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200°C，燒結(jié)時間為3h，在加熱微量合金金屬繼續(xù)進行燒結(jié)，所述微量合金金屬的顆粒的平均直徑為lum，燒結(jié)溫度提高到1400°C，燒結(jié)時間為1.5h，然后分別在1000°C的條件下進行一級回火，一級回火1，在800°C的條件下進行二級回火，二級回火4.5h。
[0025]生產(chǎn)后的產(chǎn)品經(jīng)測定,最大磁能積達到了 400Kj.m-3、剩余磁通為0.65Τ,產(chǎn)品的磁感矯頑力達到了 2300 kA.nT1。
[0026]實施例2:—種微特電機用永磁體，所述的永磁體中各組分的重量比為:14.5%的氧化鎳，6%的碳酸錳，1.6%的氧化硅，11.5%的氧化鈷，4.5%的釹，5.5%的碳酸鋇，余量為鐵，所述的永磁體中需添加其他微量合金金屬，所述的微量合金金屬為0.08%鈧鐵合金。
[0027]氫碎的過程中，將各組分原料置入氫碎爐中，在8Mpa的氫壓下，吸氫操作60min，然后在抽真空的條件下，脫氫4h。
[0028]氣流磨過程中，通過將脫氫后的產(chǎn)品經(jīng)過氣流磨通過高壓氣流粉碎處理，氣流磨中通過氮氣的環(huán)境下進行處理，氣流磨的通過直徑為6um。
[0029]成型過程中，通過成型壓機進行處理，將細粉壓制成所需要的形狀，所述的的壓機操作過程在磁場的環(huán)境中進行。
[0030]等靜壓的過程中，通過冷等靜壓機對產(chǎn)品進行處理，使產(chǎn)品的密度增加，所述靜壓后的體積為靜壓前的40%。
[0031]剝油過程中，將靜壓后產(chǎn)品的包裝拆掉，該操作在氮氣保護的剝油盒中進行操作。
[0032]燒結(jié)的過程中，通過線將剝油后的產(chǎn)品加入到燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1350°C，燒結(jié)時間為4h，在加熱微量合金金屬繼續(xù)進行燒結(jié)，所述微量合金金屬的顆粒的平均直徑為3um，燒結(jié)溫度提高到1500°C，燒結(jié)時間為2.5h，然后分別在1100°C的條件下進行一級回火，一級回火1.5h，在850°C的條件下進行二級回火，二級回火5h。
[0033]生產(chǎn)后的產(chǎn)品經(jīng)測定，最大磁能積達到了 408Kj.m_3、剩余磁通為0.58T，產(chǎn)品的磁感矯頑力達到了 2350 kA.nT1。
[0034]實施例3:—種微特電機用永磁體，所述的永磁體中各組分的重量比為:12%的氧化鎳，5%的碳酸錳，1.5%的氧化硅，10%的氧化鈷，4%的釹，5%的碳酸鋇，余量為鐵，所述的永磁體中需添加其他微量合金金屬，所述的微量合金金屬為0.023%鐠鐵合金和0.07%鈧鐵合金。
[0035]氫碎的過程中，將各組分原料置入氫碎爐中，在6Mpa的氫壓下，吸氫操作45min，然后在抽真空的條件下，脫氫3h。
[0036]氣流磨過程中，通過將脫氫后的產(chǎn)品經(jīng)過氣流磨通過高壓氣流粉碎處理，氣流磨中通過氮氣的環(huán)境下進行處理，氣流磨的通過直徑為5um。
[0037]成型過程中，通過成型壓機進行處理，將細粉壓制成所需要的形狀，所述的的壓機操作過程在磁場的環(huán)境中進行。
[0038]等靜壓的過程中，通過冷等靜壓機對產(chǎn)品進行處理，使產(chǎn)品的密度增加，所述靜壓后的體積為靜壓前的35%。
[0039]剝油過程中，將靜壓后產(chǎn)品的包裝拆掉，該操作在氮氣保護的剝油盒中進行操作。
[0040]燒結(jié)的過程中，通過線將剝油后的產(chǎn)品加入到燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1300°C，燒結(jié)時間為3.5h，在加熱微量合金金屬繼續(xù)進行燒結(jié)，所述微量合金金屬的顆粒的平均直徑為2um，燒結(jié)溫度提高到1450°C，燒結(jié)時間為2h，然后分別在1050°C的條件下進行一級回火，一級回火1.25h，在830°C的條件下進行二級回火，二級回火4.5h。
[0041]生產(chǎn)后的產(chǎn)品經(jīng)測定，最大磁能積達到了 410Kj.m_3、剩余磁通為0.5T，產(chǎn)品的磁感矯頑力達到了 2400 kA.nT1。
[0042]實施例4:將實施例1到實施例3的永磁材料進行性能對比，所述對比材料為市面上常用的Nd-Fe-B系列的永磁材料的性能參數(shù)，如下表所示:
【權(quán)利要求】
1.一種微特電機用永磁體，其特征在于，所述的永磁體中各組分的重量比為:10%-14.5%的氧化鎳，4%-6%的碳酸錳，1.2%-1.6%的氧化硅，7%_11.5%的氧化鈷，3%_4.5%的釹，4%-5.5%的碳酸鋇,余量為鐵,所述的永磁體中添加其他微量合金金屬，所述的微量合金金屬為0.04%-0.05%的鏑鐵合金，0.01%-0.03%的釤鐵合金，0.02%-0.03%鐠鐵合金和0.05%-0.08%鈧鐵合金中的一種或兩種。
2.一種微特電機用永磁體的加工工藝，其特征在于，所述的原料經(jīng)過氫碎一氣流磨一成型一等靜壓一剝油一燒結(jié)一后加工后得到產(chǎn)品，所述的微量合金金屬在原料進行燒結(jié)階段加入到產(chǎn)品中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的微特電機永磁體，其特征在于，所述合金金屬中不同微量元素的與鐵的重量比為1:1，所述微量合金金屬的顆粒的平均直徑為lum-3um。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微特電機永磁體的加工工藝，其特征在于，所述氫碎的過程中，將各組分原料置入氫碎爐中，在5-8Mpa的氫壓下，吸氫操作40-60min，然后在抽真空的條件下，脫氫2-4h。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微特電機永磁體的加工工藝，其特征在于，所述的氣流磨過程中，通過將脫氫后的產(chǎn)品經(jīng)過氣流磨通過高壓氣流粉碎處理，氣流磨中通過氮氣的環(huán)境下進行處理，氣流磨的通過直徑為4um-6um。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微特電機永磁體的加工工藝，其特征在于，所述的成型過程中，通過成型壓機進行處理，將細粉壓制成所需要的形狀，所述的的壓機操作過程在磁場的環(huán)境中進行。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微特電機永磁體的加工工藝，其特征在于，所述的等靜壓的過程中，通過冷等靜壓機對產(chǎn)品進行處理，使產(chǎn)品的密度增加，所述靜壓后的體積為靜壓前的 33%-40%。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微特電機永磁體的加工工藝，其特征在于，所述的剝油過程中，將靜壓后產(chǎn)品的包裝拆掉，該操作在氮氣保護的剝油盒中進行操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微特電機永磁體的加工工藝，其特征在于，所述燒結(jié)的過程中，通過線將剝油后的產(chǎn)品加入到燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200°C -1350°C，燒結(jié)時間為3-4h，在加熱微量合金金屬繼續(xù)進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度提高到1400°C -1500°C，燒結(jié)時間為1.5h-2.5h，然后分別在1000°C -1100°C的條件下進行一級回火，一級回火1_1.5h，在8000C _850°C的條件下進行二級回火，二級回火4.5-5h。
【文檔編號】H01F1/053GK103614619SQ201310621769
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月30日
【發(fā)明者】蘇廣春, 關(guān)井和, 陳益明 申請人:寧波科星材料科技有限公司