一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體，由以下述重量百分比的組分制成：Nd：30～33%，B：2～3%，PrHx：1～2%，Cu：1～2%，Al：0.005～0.8%，Ga：0.001～0.08%，Nb：0.08～0.16%，Mo：0.08～0.16%，Zr：0.05～0.5%，余量為Fe；并公開了一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體的制備方法。通過本發(fā)明方法制備的復合燒結釹鐵硼永磁體既具有普通燒結釹鐵硼材料優(yōu)異的磁特性、高強度、高硬度等特性，又有較好的斷裂韌性，使得材料的抗變形、抗沖擊強度得到增強，改善了材料力學性能，拓展了其使用范圍。
【專利說明】一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及釹鐵硼永磁材料【技術領域】，特別涉及一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體及其制備方法。
【背景技術】
[0002]自20世紀80年代成功地制備出釹鐵硼磁體后，釹鐵硼磁體的發(fā)展是日新月異。它以優(yōu)異的磁性能廣泛地應用于各個科技領域，但由于其力學綜合性能差，目前釹鐵硼永磁材料多應用于靜態(tài)條件，如音響傳感器、核磁共振儀、磁盤、通訊器材等。即使是用它制造的電機,也多為小功率的微電機。因此,這些應用領域對材料機械性能的要求不高。
[0003]從發(fā)展趨勢看，釹鐵硼永磁材料的使用范圍將不斷擴大，其服役條件將越來越苛亥|J，對它的強韌性提出更高的要求。其一，強韌性差使稀土永磁體在加工過程中容易開裂、掉渣。這大大降低了磁體的成品率和加工精度,提高了磁體的加工成本，同時也限制了磁體在高精度儀器儀表行業(yè)的應用。其二，由于稀土永磁材料的強韌性差，抗震、抗沖擊能力相應也較差，使得材料在對抗震、抗沖擊能力要求較高的場合應用也受到限制，如航空儀表和高速電機等領域，如汽車用電機轉速將超過10kr/min。
[0004]隨著釹鐵硼永磁材料的磁性能不斷提高，強韌性差、機械加工困難、抗沖擊振動能力差等缺點已成為釹鐵硼永磁材料的致命弱點，嚴重制約了其應用范圍的進一步擴大。釹鐵硼永磁材料誕生20多年來，由于其價格低廉和資源豐富而受到各國重視，磁性能不斷上升，產量迅速提高。長期以來，人們對它的研究重點一直放在如何提高其磁性能上，對其力學特性研究很少。如何提高釹鐵硼永磁材料的強韌性已經(jīng)成為迫在眉睫的課題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種高韌性燒結釹鐵硼永磁體及其制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體，由以下述重量百分比的組分制成:Nd:30?33%, B:2 ?3%，PrHx:1 ?2%，Cu:1 ?2%，A1:0.005 ?0.8%, Ga:0.001 ?0.08%, Nb:0.08 ?
0.16%, Mo:0.08 ?0.16%, Zr:0.05 ?0.5%，余量為 Fe。
[0008]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體的制備方法，包括如下步驟:
[0009]I)稱取Nd、B、Cu、Al、Ga、Nb、Mo和Zr原料，采用速凝工藝，通過鑄帶輥輪，制得速凝鑄帶；
[0010]2)將在步驟I所得的速凝鑄帶在室溫下飽和吸氫，并在500?600°C下脫氫制氫爆粉，氫爆粉與PrHx混合，在汽油保護下先振動盤磨3?5min，再球磨制成磁粉；
[0011]3)將磁粉在1.8T的磁場中垂直取向壓制成型坯件；
[0012]4)將型坯件在1040?1080°C真空燒結60?80min，然后空冷；采用二級回火工藝，一級回火溫度為850?950°C，保溫1.5?2.5小時，二級回火溫度500?600°C，保溫
0.5?1.5h,然后自然冷卻至室溫。[0013]其中，優(yōu)選地，所述步驟I中鑄帶輥輪的線速度為2~3m/s。
[0014]其中，優(yōu)選地，所述步驟2中所得的磁粉的粒度為2~3μπι。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
[0016]1.燒結Nd-Fe-B的斷裂為沿晶斷裂，在發(fā)明中PrHJt為液相添加可以有效改善主相和富釹相的結合，從而提高磁體的抗彎強度；且？1^的添加提高了燒結過程中原子遷移速度，促進磁體的燒結行為，改善了磁體的微觀結構。
[0017]2.本發(fā)明中鑄帶輥輪的線速度為2~3m/s時，制得鑄帶厚度為0.45mm左右，由此制備的磁體磁性能最佳。
[0018]3.本發(fā)明中，磁粉的平均粒度為2~3μπι，磁粉在此范圍內，磁體的Br和(BH)n^P較大，當粒度減小時，磁體的Br和(BH)m減小，但A增大，而且磁粉粒度減小導致燒結磁體晶粒減小，但這有利磁體抗變強度的增大。
[0019]4.通過本發(fā)明方法制備的復合燒結釹鐵硼永磁體既具有普通燒結釹鐵硼材料優(yōu)異的磁特性、高強度、高硬度等特性，又有較好的斷裂韌性，使得材料的抗變形、抗沖擊強度得到增強，改善了材料力學性能，拓展了其使用范圍。
【具體實施方式】
[0020]下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體，由以下述重量百分比的組分制成:Nd:30~33%, B:2 ~3%，PrHx:1 ~2%，Cu:1 ~2%，A1:0.005 ~0.8%, Ga:0.001 ~0.08%, Nb:0.08 ~
0.16%, Mo:0.08 ~0.16%, Zr:0.05 ~0.5%，余量為 Fe。
[0022]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體的制備方法，包括如下步驟:
[0023]I)按上述組分稱取Nd、B、Cu、Al、Ga、Nb、Mo和Zr原料，采用速凝工藝，通過鑄帶輥輪，制得速凝鑄帶；
[0024]2)將在步驟I所得的速凝鑄帶在室溫下飽和吸氫，并在500~600°C下脫氫制氫爆粉，氫爆粉與PrHx混合，在汽油保護下先振動盤磨3~5min，再球磨制成磁粉；
[0025]3)磁粉在1.8T的磁場中垂直取向壓制成型坯件；
[0026]4)將型坯件在1040~1080°C真空燒結60~80min，然后空冷；采用二級回火工藝，一級回火溫度為850~950°C，保溫1.5~2.5小時，二級回火溫度500~600°C，保溫
0.5~1.5h,然后自然冷卻至室溫。
[0027]實施例1
[0028]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體，由以下述重量百分比的組分制成:Nd:32%, B:
2.5%, PrHx:1.5%, Cu:1.5%, Al:0.4%, Ga:0.04%, Nb:0.1%，Mo:0.12%, Zr:0.2%，余量為 Fe。
[0029]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體的制備方法，包括如下步驟:
[0030]I)按上述組分稱取Nd、B、Cu、Al、Ga、Nb、Mo和Zr原料，采用速凝工藝，通過鑄帶輥輪，制得速凝鑄帶；
[0031]2)將在步驟I所得的速凝鑄帶在室溫下飽和吸氫，并在500~60(TC下脫氫制氫爆粉，氫爆粉與PrHx混合，在汽油保護下先振動盤磨3?5min，再球磨制成磁粉；
[0032]3)磁粉在1.8T的磁場中垂直取向壓制成型坯件；
[0033]4)將型坯件在1060°C真空燒結70min，然后空冷；采用二級回火工藝，一級回火溫度為900°C，保溫2小時，二級回火溫度550°C，保溫lh，然后自然冷卻至室溫。
[0034]實施例2
[0035]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體，由以下述重量百分比的組分制成:Nd:30%, B:2%, PrHx: 1%, Cu:1%, Al:0.005%, Ga:0.001%, Nb:0.08%, Mo:0.08%, Zr:0.05%，余量為 Fe。
[0036]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體的制備方法，包括如下步驟:
[0037]I)按上述組分稱取Nd、B、Cu、Al、Ga、Nb、Mo和Zr原料，采用速凝工藝，通過鑄帶輥輪，制得速凝鑄帶；
[0038]2)將在步驟I所得的速凝鑄帶在室溫下飽和吸氫，并在500?600°C下脫氫制氫爆粉，氫爆粉與PrHx混合，在汽油保護下先振動盤磨3?5min，再球磨制成磁粉；
[0039]3)磁粉在1.8T的磁場中垂直取向壓制成型坯件；
[0040]4)將型坯件在1040°C真空燒結80min，然后空冷；采用二級回火工藝，一級回火溫度為850°C，保溫2.5小時，二級回火溫度500°C，保溫1.5h，然后自然冷卻至室溫。
[0041]實施例3
[0042]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體，由以下述重量百分比的組分制成:Nd:33%, B:3%, PrHx:2%, Cu:2%, Al:0.8%, Ga:0.08%, Nb:0.16%, Mo:0.16%, Zr:0.5%，余量為 Fe。
[0043]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體的制備方法，包括如下步驟:
[0044]I)按上述組分稱取Nd、B、Cu、Al、Ga、Nb、Mo和Zr原料，采用速凝工藝，通過鑄帶輥輪，制得速凝鑄帶；
[0045]2)將在步驟I所得的速凝鑄帶在室溫下飽和吸氫，并在500?600°C下脫氫制氫爆粉，氫爆粉與PrHx混合，在汽油保護下先振動盤磨3?5min，再球磨制成磁粉；
[0046]3)磁粉在1.8T的磁場中垂直取向壓制成型坯件；
[0047]4)將型坯件在1080°C真空燒結60min，然后空冷；采用二級回火工藝，一級回火溫度為950°C，保溫1.5小時，二級回火溫度600°C，保溫0.5h，然后自然冷卻至室溫。
[0048]實施例4
[0049]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體，由以下述重量百分比的組分制成:Nd:30%, B:3%, PrHx: 1%, Cu:2%, Al:0.005%, Ga:0.08%, Nb:0.08%, Mo:0.16%, Zr:0.05%，余量為 Fe。
[0050]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體的制備方法，包括如下步驟:
[0051]I)按上述組分稱取Nd、B、Cu、Al、Ga、Nb、Mo和Zr原料，采用速凝工藝，通過鑄帶輥輪，制得速凝鑄帶；
[0052]2)將在步驟I所得的速凝鑄帶在室溫下飽和吸氫，并在500?600°C下脫氫制氫爆粉，氫爆粉與PrHx混合，在汽油保護下先振動盤磨3?5min，再球磨制成磁粉；
[0053]3)磁粉在1.8T的磁場中垂直取向壓制成型坯件；
[0054]4)將型坯件在1050°C真空燒結65min，然后空冷；采用二級回火工藝，一級回火溫度為920°C，保溫1.8小時，二級回火溫度580°C，保溫0.9h，然后自然冷卻至室溫。
[0055]實施例5
[0056]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體，由以下述重量百分比的組分制成:Nd:33%, B:2%, PrHx:2%, Cu:1%, Al:0.8%, Ga:0.001%, Nb:0.16%, Mo:0.08%, Zr:0.5%，余量為 Fe。
[0057]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體的制備方法，包括如下步驟:
[0058]I)按上述組分稱取Nd、B、Cu、Al、Ga、Nb、Mo和Zr原料，采用速凝工藝，通過鑄帶輥輪，制得速凝鑄帶；
[0059]2)將在步驟I所得的速凝鑄帶在室溫下飽和吸氫，并在500~600°C下脫氫制氫爆粉，氫爆粉與PrHx混合，在汽油保護下先振動盤磨3~5min，再球磨制成磁粉；
[0060]3)磁粉在1.8T的磁場中垂直取向壓制成型坯件；
[0061]4)將型坯件在1070°C真空燒結75min，然后空冷；采用二級回火工藝，一級回火溫度為860°C，保溫2.3小時，二級回火溫度520°C，保溫1.2h，然后自然冷卻至室溫。
[0062]實施例6
[0063]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體，由以下述重量百分比的組分制成:Nd:31%, B:
2.3%, PrHx:1.8%, Cu:1.3%, Al:0.014%, Ga:0.007%, Nb:0.13%, Mo:0.09%, Zr:0.4%，余量為Fe。
[0064]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體的制備方法，包括如下步驟:
[0065]I)按上述組分稱取Nd、B、Cu、Al、Ga、Nb、Mo和Zr原料，采用速凝工藝，通過鑄帶輥輪，制得速凝鑄帶；
[0066]2)將在步驟I所得的速凝鑄帶在室溫下飽和吸氫，并在500~600°C下脫氫制氫爆粉，氫爆粉與PrHx混合，在汽油保護下先振動盤磨3~5min，再球磨制成磁粉；
[0067]3)磁粉在1.8T的磁場中垂直取向壓制成型坯件；
[0068]4)將型坯件在1060°C真空燒結70min，然后空冷；采用二級回火工藝，一級回火溫度為900°C，保溫2小時，二級回火溫度550°C，保溫lh，然后自然冷卻至室溫。
[0069]實施例7
[0070]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體，由以下述重量百分比的組分制成:Nd:32%, B:
2.6%, PrHx:1.3%, Cu:1.7%, Al:0.6%, Ga:0.006%, Nb:0.09%, Mo:0.14%, Zr:0.1%，余量為Fe。
[0071]一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體的制備方法，包括如下步驟:
[0072]I)按上述組分稱取Nd、B、Cu、Al、Ga、Nb、Mo和Zr原料，采用速凝工藝，通過鑄帶輥輪，制得速凝鑄帶；
[0073]2)將在步驟I所得的速凝鑄帶在室溫下飽和吸氫，并在500~600°C下脫氫制氫爆粉，氫爆粉與PrHx混合，在汽油保護下先振動盤磨3~5min，再球磨制成磁粉；
[0074]3)磁粉在1.8T的磁場中垂直取向壓制成型坯件；
[0075]4)將型坯件在1070°C真空燒結65min，然后空冷；采用二級回火工藝，一級回火溫度為890°C，保溫2.1小時，二級回火溫度570°C，保溫0.8h，然后自然冷卻至室溫。
[0076]采用三點彎曲實驗測試了上述試樣的抗彎強度，試樣尺寸為4mmX7mmX30mm，采用SENB法測定試樣的斷裂韌性,試樣尺寸為7mmX 14mmX63mm,結果如表:
[0077]
【權利要求】
1.一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體，其特征在于，由以下述重量百分比的組分制成:Nd:30 ?33%，B:2 ?3%，PrHx: I ?2%，Cu:1 ?2%，Al:0.005 ?0.8%, Ga:0.001 ?0.08%,Nb:0.08 ?0.16%, Mo:0.08 ?0.16%, Zr:0.05 ?0.5%，余量為 Fe。
2.—種權利要求1所述的高韌性的燒結釹鐵硼永磁體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)稱取Nd、B、Cu、Al、Ga、Nb、Mo和Zr原料，采用速凝工藝，通過鑄帶輥輪，制得速凝鑄帶; 2)將在步驟I所得的速凝鑄帶在室溫下飽和吸氫，并在500?60(TC下脫氫制氫爆粉，氫爆粉與PrHx混合，在汽油保護下先振動盤磨3?5min，再球磨制成磁粉； 3)將磁粉在1.8T的磁場中垂直取向壓制成型坯件； 4)將型坯件在1040?1080°C真空燒結60?80min，然后空冷；采用二級回火工藝，一級回火溫度為850?950°C，保溫1.5?2.5小時，二級回火溫度500?600°C，保溫0.5?1.5h,然后自然冷卻至室溫。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體的制備方法，其特征在于:所述步驟I中鑄帶棍輪的線速度為3?4m/s。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種高韌性的燒結釹鐵硼永磁體的制備方法，其特征在于:所述步驟2中所得的磁粉的粒度為2?3 μ m。
【文檔編號】H01F7/02GK103779025SQ201410024652
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權日:2014年1月20日
【發(fā)明者】韓寶軍, 何瓊, 彭光懷, 張小聯(lián) 申請人:贛南師范學院