一種耐高溫高性能稀土永磁材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于合金領(lǐng)域，具體而言涉及一種耐高溫高性能能力和力學(xué)性能都得到極 大提高并且成本低廉的稀土永磁材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 自從1966年以來，永磁材料中增加了一個(gè)新成員，它就是"稀土永磁體"。由于 稀土永磁材料優(yōu)異的性能，它的出現(xiàn)為應(yīng)用打開了一扇全新的大門。特別是1983年問世的 第三代稀土永磁材料釹鐵硼，一直是當(dāng)今世界上磁性最強(qiáng)的永磁材料。
[0003] 釹鐵硼稀土永磁材料是支撐現(xiàn)代社會的重要基礎(chǔ)材料，與人們的生活息息相關(guān)。 小到手表、照相機(jī)、錄音機(jī)、CD機(jī)、VCD機(jī)、計(jì)算機(jī)硬盤、光盤驅(qū)動(dòng)器，大到汽車、發(fā)電 機(jī)、懸浮列車、醫(yī)療儀器等，永磁材料無所不在。在低碳生活中充滿了磁性材料，稀土 永磁釹鐵硼材料扮演著非常重要的角色，在風(fēng)力發(fā)電、混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車、節(jié)能家電等方 面，都離不開稀土永磁材料，其中直流永磁式風(fēng)電機(jī)組、混合動(dòng)力車的稀土永磁同步電機(jī)、 變頻空調(diào)中的稀土永磁變頻電機(jī)等都采用了釹鐵硼稀土永磁材料。
[0004] 所謂永磁體的耐熱性是特指其磁性能不因溫度的升高而劣化。在接近機(jī)器發(fā)熱源 的設(shè)備上使用釹鐵硼磁體，要求隨使用溫度升高而磁性能不惡化，即剩磁Br不惡化，但在 磁體使用溫度達(dá)200°C附近的場合（如汽車引擎周邊及一些磁體須高溫焊接及粘膠固化）， 則只有使用Sm-Co磁體，通常燒結(jié)釹鐵硼類磁體不能在這樣的高溫下使用。通常燒結(jié)釹鐵 硼的居里溫度只有320°C左右，且溫度系數(shù)較大，如剩磁的溫度系數(shù)為-0. 11~-0. 126%， 矯頑力溫度系數(shù)為-〇. 6~-0. 8 %，通常其工作溫度較低。隨著稀土磁體應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò) 大，如汽車啟動(dòng)電機(jī)、馬達(dá)類產(chǎn)品及集成化CO-ROM對燒結(jié)釹鐵硼需求范圍的擴(kuò)大，在目前 小型化設(shè)備下，對高溫下磁體的性能提出了更高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種耐高溫高性能稀土永磁材料，該稀土永磁材料具有較高的耐高溫 性能，力學(xué)性能優(yōu)良，并且成本低廉，穩(wěn)定性高，制造方法簡單，容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生 產(chǎn)。
[0006] 具體而言，一種耐高溫高性能稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鉬、硅、釩、 鈣、鋯、鉻、鎳，各組分的重量百分比為：稀土元素20-35%，硼0. 8-1. 5%，鉬0. 02-0. 2%，硅 0. 5-5%，釩 0. 1-3%，鈣 0. 02-0. 5%，鋯 0. 02-0. 5%，鉻 0. 02-0. 5%，鎳 0. 5-5%，余量為鐵以及不 可避免的雜質(zhì)。
[0007] 在本發(fā)明一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述的一種耐高溫高性能稀土永磁材料，包括 稀土元素、鐵、硼、鉬、硅、釩、鈣、鋯、鉻、鎳，各組分的重量百分比為：稀土元素20-35%，硼 0· 8-1. 5%，鉬 0· 02-0. 2%，硅 0· 5-5%，釩 0· 1-3%，鈣 0· 02-0. 5%，鋯 0· 02-0. 5%，鉻 0· 02-0. 5%， 鎳0. 5-5%，余量為鐵以及不可避免的雜質(zhì)，稀土元素為釹、鈥、鏑和鐠的組合。
[0008] 在本發(fā)明一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述的一種耐高溫高性能稀土永磁材料，其中 釹、鈥、鏑和鐠的重量比為20:0. 5:2:1. 5。
[0009] 在本發(fā)明一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述的一種耐高溫高性能稀土永磁材料，包括 稀土元素、鐵、硼、鉬、硅、釩、鈣、鋯、鉻、鎳，各組分的重量百分比為：硼1.0%，鉬0. 1%，硅3%， 釩1. 5%，鈣0. 3%，鋯0. 1%，鉻0. 2%，鎳3%，釹20%，鈥0. 5%，鏑2%，鐠1. 5%，余量為鐵以及不可 避免的雜質(zhì)。
[0010] 在本發(fā)明一個(gè)具體的實(shí)施方式中，述的一種耐高溫高性能稀土永磁材料，包括稀 土元素、鐵、硼、鉬、硅、釩、鈣、鋯、鉻、鎳，各組分的重量百分比為：硼1.2%，鉬0. 14%，硅2%， 釩2%，鈣0. 15%，鋯0. 3%，鉻0. 4%，鎳2%，釹24%，鈥0. 6%，鏑2. 4%，鐠1. 8%，余量為鐵以及不 可避免的雜質(zhì)。
[0011] 在本發(fā)明一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述的一種耐高溫高性能稀土永磁材料，包括 稀土元素、鐵、硼、鉬、硅、釩、鈣、鋯、鉻、鎳，各組分的重量百分比為：硼1.4%，鉬0.06%，硅 1%，釩 2. 5%，鈣 0. 45%，鋯 0. 4%、鉻 0. 1%，鎳 4. 5%，釹 28%，鈥 0. 7%，鏑 2. 8%，鐠 2. 1%，余量為鐵 以及不可避免的雜質(zhì)。
[0012] 本發(fā)明的耐高溫高性能稀土永磁材料可以采用普通的生產(chǎn)設(shè)備按照常規(guī)的方法 制備。例如，具體步驟可以包括： (1) 原材料準(zhǔn)備：將經(jīng)過表面清除的原材料按重量配比配料； (2) 鑄錠：將原料加入熔煉爐中，抽真空，并在0. 05MPa氬氣保護(hù)下進(jìn)行熔煉并澆鑄成 錠，再將鑄錠放在真空爐中均勻化處理，所述處理的溫度為900-960°C，時(shí)間為8-10小時(shí)； (3) 制粉：將均勻化處理的鑄錠進(jìn)行氫破碎，至200-250 μπι的合金粉末，再進(jìn)行脫氫處 理； (4) 磁場成型：將上述磁粉放在1. 2Τ-2. 0Τ的磁場中取向，以10MPa-20MPa的壓強(qiáng)壓制 成型； (5) 燒結(jié)：在真空氣淬爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1100-1180°C，燒結(jié)時(shí)間為4-5小時(shí)； (6) 時(shí)效處理：將燒結(jié)好的磁體進(jìn)行兩次回火熱處理，第一次回火熱處理溫度為 900-1000°C，時(shí)間為4-5小時(shí)，第二次回火熱處理溫度為400-600°C，時(shí)間為7-9小時(shí)； (7) 充磁，將經(jīng)過上述步驟制備的磁體再次進(jìn)行充磁，即得。
[0013] 本發(fā)明的稀土永磁材料優(yōu)化了元素的搭配，改善了燒結(jié)釹鐵硼材料耐溫性不良的 缺點(diǎn)，擴(kuò)大了燒結(jié)釹鐵硼的適用范圍。本發(fā)明的稀土永磁材料具有較高的耐高溫性能，力學(xué) 性能優(yōu)良，并且成本低廉，穩(wěn)定性高，制造方法簡單，容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015] 實(shí)施例1 : 一種耐高溫高性能稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鉬、硅、釩、鈣、鋯、鉻、鎳，各組 分的重量百分比為：硼1. 〇%，鉬0. 1%，硅3%，釩1. 5%，鈣0. 3%，鋯0. 1%，鉻0. 2%，鎳3%，釹 20%，鈥0. 5%，鏑2%，鐠1. 5%，余量為鐵以及不可避免的雜質(zhì)； 具體步驟包括： (1) 原材料準(zhǔn)備：將經(jīng)過表面清除的原材料按重量配比配料； (2) 鑄錠：將原料加入熔煉爐中，抽真空，并在0. 05MPa氬氣保護(hù)下進(jìn)行熔煉并澆鑄成 錠，再將鑄錠放在真空爐中均勻化處理，所述處理的溫度為950°C，時(shí)間為9小時(shí)； (3) 制粉：將均勻化處理的鑄錠進(jìn)行氫破碎，至200 μm的合金粉末，再進(jìn)行脫氫處理； (4) 磁場成型：將上述磁粉放在1. 5T的磁場中取向，以20MPa的壓強(qiáng)壓制成型； (5) 燒結(jié)：在真空氣淬爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1100°C，燒結(jié)時(shí)間為5小時(shí)； (6) 時(shí)效處理：將燒結(jié)好的磁體進(jìn)行兩次回火熱處理，第一次回火熱處理溫度為 950°C，時(shí)間為5小時(shí)，第二次回火熱處理溫度為500°C，時(shí)間為8小時(shí)； (7) 充磁，將經(jīng)過上述步驟制備的磁體再次進(jìn)行充磁，即得。
[0016] 實(shí)施例2: 一種耐高溫高性能稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鉬、硅、釩、鈣、鋯、鉻、鎳，各組 分的重量百分比為：硼1. 2%，鉬0. 14%，硅2%，釩2%，鈣0. 15%，鋯0. 3%，鉻0. 4%，鎳2%，釹 24%，鈥0. 6%，鏑2. 4%，鐠1. 8%，余量為鐵以及不可避免的雜質(zhì)； 具體步驟包括： (1) 原材料準(zhǔn)備：將經(jīng)過表面清除的原材料按重量配比配料； (2) 鑄錠：將原料加入熔煉爐中，抽真空，并在0. 05MPa氬氣保護(hù)下進(jìn)行熔煉并澆鑄成 錠，再將鑄錠放在真空爐中均勻化處理，所述處理的溫度為900°C，時(shí)間為10小時(shí)； (3) 制粉：將均勻化處理的鑄錠進(jìn)行氫破碎，至230 μm的合金粉末，再進(jìn)行脫氫處理； (4) 磁場成型：將上述磁粉放在1. 2T的磁場中取向，以15MPa的壓強(qiáng)壓制成型； (5) 燒結(jié)：在真空氣淬爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1100°C，燒結(jié)時(shí)間為