一種具備高矯頑力的稀土永磁磁環(huán)的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具備高矯頑力的稀土永磁磁環(huán)的制備方法，該永磁磁環(huán)采用以下原子分子式的永磁材料：（YxPryNd1-x-y）a（Fe1-zMnz）100-a-b-cBbNbc，其中x=0.13-0.16，y=0.18-0.21，z=0.34-0.41，a=29-32，b=3.4-4.2，c=2-5，該方法包括如下步驟：（1）制粉，（2）制坯及取向，（3）燒結(jié)。本發(fā)明制備的釹鐵硼永磁體，采用Y和Pr替代部分Nd，以提高磁體的矯頑力和耐高溫性能，材料中添加Mn和Nb，提高磁體的磁能積，在磁粉表面包覆有機混合試劑并在燒結(jié)過程中采用二次回火工藝及三段降溫工藝，進一步提高了材料的矯頑力。
【專利說明】一種具備高矯頑力的稀土永磁磁環(huán)的制備方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉一種具備高矯頑力的稀土永磁磁環(huán)的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性材料與人們的生活息息相關(guān)，它是各種電子、機電產(chǎn)品的主要配套產(chǎn)品，無論是家電產(chǎn)品還是工業(yè)類產(chǎn)品，如計算機、通訊設(shè)備、汽車以及國防工業(yè)等均離不開磁性材料。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，釹鐵硼永磁體的使用范圍最廣，燒結(jié)釹鐵硼永磁體是釹鐵硼磁性材料的一種，也叫作稀土永磁材料，其具有極高的磁能積、矯頑力以及高密度的優(yōu)點。但釹鐵硼的特性是隨著工作溫度的提高磁性能會降低，同時，這類磁體的矯頑力也較低，其居里溫度一般在150°C以下，矯頑力低于1500KA/m。因此迫切需要提供一種具有高矯頑力的釹鐵硼磁體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種具備高矯頑力的稀土永磁磁環(huán)的制備方法，使用該方法制備的磁環(huán)，具有較高的矯頑力，并且應(yīng)用于溫度較高的環(huán)境。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種具備高矯頑力的稀土永磁磁環(huán)的制備方法，該永磁磁環(huán)采用以下原子分子式的永磁材料:(YxPryNU a (Fe1^zMnz)工HBbNb。，其中 x=0.13-0.16，y=0.18-0.21，z=0.34-0.41，a=29_32，b=3.4-4.2，c=2_5，該方法包括如下步驟:
[0006]( I)制粉
`[0007]按配比稱取原料，將稱取后的原料混合后氬氣氣氛下于進行熔化，精煉，冷卻，澆注，得到稀土永磁合金錠；
[0008]將稀土永磁合金錠加入到甩帶爐中，在氬氣保護下于1400-1500°C的溫度下的甩帶爐中感應(yīng)加熱重熔，得到合金熔液，在氬氣的推動下將合金熔液噴射到輪外緣線速度為25-35m/s的水冷輪子的表面快淬處理,形成合金薄帶；
[0009]將上述合金薄帶經(jīng)過加入氫碎爐的反應(yīng)釜抽真空后，沖入氫氣進行氫破碎脫氫處理冷卻至室溫后，將料從反應(yīng)釜取出裝入中碎罐，同時給中碎罐通入氮氣密封，隨后將釹鐵硼粗粉攪拌均勻，將攪拌后的粗粉在氣流磨加料前加入有機混合試劑，有機混合試劑由聚環(huán)氧丙烷基醚與硅烷按照3-4:1-3的質(zhì)量配比混合而成，并按照有機混合試劑占粗粉的
0.5-1 %。的質(zhì)量比加入，在磁粉加工完成出料后，攪拌1-2h ；
[0010](2)制坯及取向
[0011]在氬氣保護氛圍下，將上述磁粉在磁場強度為1.9-2.5T的磁場中取向成型，再通過450-550MPa壓力靜壓制成毛坯；
[0012](3)燒結(jié)
[0013]將成型毛坯在氬氣保護下放入燒結(jié)爐進行燒結(jié)，先以5-10°C /min升溫至600-750°C，保溫 3-4h，然后以 10_15°C /min 升溫至 1000-1030°C燒結(jié) 4_5h ；
[0014]隨后進行三段勻速降溫:第一個降溫階段，降溫速度為4_7°C /分鐘，在降溫至870-890°C時回火處理2-4小時；在第二個降溫階段，降溫速度保持在12_15°C /分鐘，降溫至650-680°C時回火處理2-4小時；在第三個降溫階段，采用風(fēng)冷降溫至環(huán)境溫度。
[0015]本發(fā)明制備的釹鐵硼永磁體，采用Y和Pr替代部分Nd，以提高磁體的矯頑力和耐高溫性能，材料中添加Mn和Nb，提高磁體的磁能積，在磁粉表面包覆有機混合試劑并在燒結(jié)過程中采用二次回火工藝及三段降溫工藝，進一步提高了材料的矯頑力。
【具體實施方式】
[0016]實施例一
[0017]本實施例的該永磁磁環(huán)米用以下原子分子式的永磁材料:(Y(^PrCuNda69) 29
(Fe0.66胞0.34 ) 65.6^3.4^b2。
[0018]按配比稱取原料，將稱取后的原料混合后氬氣氣氛下于進行熔化，精煉，冷卻，澆注，得到稀土永磁合金錠；將稀土永磁合金錠加入到甩帶爐中，在氬氣保護下于1400°C的溫度下的甩帶爐中感應(yīng)加熱重熔，得到合金熔液，在氬氣的推動下將合金熔液噴射到輪外緣線速度為25m/s的水冷輪子的表面快淬處理,形成合金薄帶。
[0019]將上述合金薄帶經(jīng)過加入氫碎爐的反應(yīng)釜抽真空后，沖入氫氣進行氫破碎脫氫處理冷卻至室溫后，將料從反應(yīng)釜取出裝入中碎罐，同時給中碎罐通入氮氣密封，隨后將釹鐵硼粗粉攪拌均勻，將攪拌后的粗粉在氣流磨加料前加入有機混合試劑，有機混合試劑由聚環(huán)氧丙烷基醚與硅烷按照3:1的質(zhì)量配比混合而成，并按照有機混合試劑占粗粉的0.5%o的質(zhì)量比加入，在磁粉加工`完成出料后，攪拌lh。
[0020]在氬氣保護氛圍下，將上述磁粉在磁場強度為1.9T的磁場中取向成型，再通過450MPa壓力靜壓制成毛坯。
[0021]將成型毛坯在氬氣保護下放入燒結(jié)爐進行燒結(jié)，先以5°C /min升溫至60(TC，保溫4h，然后以10°C /min升溫至1000°C燒結(jié)5h ;隨后進行三段勻速降溫:第一個降溫階段，降溫速度為4°C/分鐘，在降溫至870°C時回火處理4小時；在第二個降溫階段，降溫速度保持在12°C /分鐘，降溫至650°C時回火處理4小時；在第三個降溫階段，采用風(fēng)冷降溫至環(huán)境溫度。
[0022]實施例二
[0023]本實施例的該永磁磁環(huán)采用以下原子分子式的永磁材料:(Y0.16Pr0.21Nd0.63) 32
(Fe0.59^? 41 ) 58.8^4.2^b5。
[0024]按配比稱取原料，將稱取后的原料混合后氬氣氣氛下于進行熔化，精煉，冷卻，澆注，得到稀土永磁合金錠；將稀土永磁合金錠加入到甩帶爐中，在氬氣保護下于1500°C的溫度下的甩帶爐中感應(yīng)加熱重熔，得到合金熔液，在氬氣的推動下將合金熔液噴射到輪外緣線速度為35m/s的水冷輪子的表面快淬處理,形成合金薄帶。
[0025]將上述合金薄帶經(jīng)過加入氫碎爐的反應(yīng)釜抽真空后，沖入氫氣進行氫破碎脫氫處理冷卻至室溫后，將料從反應(yīng)釜取出裝入中碎罐，同時給中碎罐通入氮氣密封，隨后將釹鐵硼粗粉攪拌均勻，將攪拌后的粗粉在氣流磨加料前加入有機混合試劑，有機混合試劑由聚環(huán)氧丙烷基醚與硅烷按照4:3的質(zhì)量配比混合而成，并按照有機混合試劑占粗粉的1%。的質(zhì)量比加入，在磁粉加工完成出料后，攪拌2h。
[0026]在氬氣保護氛圍下，將上述磁粉在磁場強度為2.5T的磁場中取向成型，再通過550MPa壓力靜壓制成毛坯。
[0027]將成型毛坯在氬氣保護下放入燒結(jié)爐進行燒結(jié)，先以10°C /min升溫至750°C，保溫3h，然后以15°C /min升溫至1030°C燒結(jié)4h ;隨后進行三段勻速降溫:第一個降溫階段，降溫速度為7V /分鐘，在降溫至890°C時回火處理2小時；在第二個降溫階段，降溫速度保持在15°C /分鐘，降溫至680°C時回火處理2小時；在第三個降溫階段，采用風(fēng)冷降溫至環(huán)
境溫度。
[0028]比較例
[0029]按照分子式[(PrNd)4ciCeJlh75ZruFe43Ba2的配比將原料金屬感應(yīng)爐中熔化，熔化后在1550°C精煉30分鐘，然后冷卻澆鑄成一定重量和形狀的合金錠。為使成分均勻，需至少重熔4次。隨后，將合金錠加入到甩帶爐中，在惰性氣氛(如氬氣)保護下于1350°C?1450°C的溫度下的甩帶爐中感應(yīng)加熱重熔，得到合金熔液。將該合金熔液經(jīng)坩鍋底部噴嘴的小孔噴射到高速旋轉(zhuǎn)的水冷銅輥或鑰輥表面瞬間凝固，冷卻速度可達104?106K / S，形成非晶或微晶金屬合金薄帶。其中水冷輪子的輪外緣線速度約為20?30m/s。將得到的合金薄帶置于破碎機中，在氬氣的保護下，經(jīng)過破碎，并過40目篩；將篩分后的粉末再在氬氣保護下，經(jīng)600°C?700°C條件下熱處理10分鐘，即可得到最終的磁粉。利用磁場壓機，將中混合均勻的粉末在1.7T的磁場下取向成型，再經(jīng)過冷等靜壓，壓力為200MPa，得到密度為4.68g/cm3的壓坯；將成型壓坯置于真空燒結(jié)爐中，在1075°C燒結(jié)保溫3小時，在890°C一級回火保溫2小時，在560°C二級回火保溫3小時，獲得燒結(jié)磁環(huán)。
[0030]對相同形狀和尺寸的實施例1-2及比較例的永磁磁環(huán)進行磁性能測試，在45°C進行測試,測量最大磁能積(BH)niax和矯頑力。測試結(jié)果顯示:實施例1-2的最大磁能積相對比較例提高15-19%，矯頑力相對比較例提高21%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種具備高矯頑力的稀土永磁磁環(huán)的制備方法，該永磁磁環(huán)采用以下原子分子式的永磁材料 JYxPiVNcUa (FehMnz) mANb。，其中 χ=0.13-0.16，y=0.18-0.21，z=0.34-0.41，a=29-32，b=3.4-4.2，c=2_5，該方法包括如下步驟: (1)制粉 按配比稱取原料，將稱取后的原料混合后氬氣氣氛下于進行熔化，精煉，冷卻，澆注，得到稀土永磁合金錠； 將稀土永磁合金錠加入到甩帶爐中，在氬氣保護下于1400-1500°C的溫度下的甩帶爐中感應(yīng)加熱重熔，得到合金熔液，在氬氣的推動下將合金熔液噴射到輪外緣線速度為25-35m/s的水冷輪子的表面快淬處理,形成合金薄帶； 將上述合金薄帶經(jīng)過加入氫碎爐的反應(yīng)釜抽真空后，沖入氫氣進行氫破碎脫氫處理冷卻至室溫后，將料從反應(yīng)釜取出裝入中碎罐，同時給中碎罐通入氮氣密封，隨后將釹鐵硼粗粉攪拌均勻，將攪拌后的粗粉在氣流磨加料前加入有機混合試劑，有機混合試劑由聚環(huán)氧丙烷基醚與硅烷按照3-4:1-3的質(zhì)量配比混合而成，并按照有機混合試劑占粗粉的.0.5-1 %。的質(zhì)量比加入，在磁粉加工完成出料后，攪拌l-2h ； (2)制坯及取向 在氬氣保護氛圍下，將上述磁粉在磁場強度為1.9-2.5T的磁場中取向成型，再通過450-550MPa壓力靜壓制成毛坯； (3)燒結(jié) 將成型毛坯在氬氣保護下放入燒結(jié)爐進行燒結(jié)，先以5-10°C /min升溫至600-750°C，保溫 3-4h，然后以 10-15°C /min 升溫至 1000-1030°C燒結(jié) 4_5h ； 隨后進行三段勻速降溫:第一個降溫階段，降溫速度為4-7°C /分鐘，在降溫至870-890°C時回火處理2-4小時；在第二個降溫階段，降溫速度保持在12_15°C /分鐘，降溫至650-680°C時回火處理2-4小時；在第三個降溫階段，采用風(fēng)冷降溫至環(huán)境溫度。
【文檔編號】H01F41/02GK103779065SQ201410064272
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】張萍 申請人:張萍