稀土永磁體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種具有良好磁性能的稀土永磁體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 稀土永磁材料是以稀土金屬元素與過(guò)渡族金屬所形成的金屬間化合物為基體的 永磁材料。釹鐵硼永磁體(也稱NdFeB永磁體)是目前磁性能最高的永磁材料。釹鐵硼永磁體 廣泛用于社會(huì)生產(chǎn)、生活以及國(guó)防與航天等領(lǐng)域，成為支撐社會(huì)進(jìn)步的重要功能材料。
[0003] 在NdFeB永磁材料的制備方法主要有熱變形法和燒結(jié)法。相比目前常用的燒結(jié)法 制得的磁體，熱變形法制得的磁體具有制備工藝簡(jiǎn)單、稀土用量低、抗腐蝕能力強(qiáng)、易于實(shí) 現(xiàn)近終成型等優(yōu)點(diǎn)。并且熱變形法制得的磁體具有較高的磁能密度。
[0004] 目前常用的熱變形磁體制備方法主要有熱模壓工藝和背/前擠出工藝，熱模壓工 藝主要用于制備實(shí)心結(jié)構(gòu)的熱變形磁體(板材、片、瓦），背/前擠出工藝主要用于制備環(huán)形 或者板形熱變形磁體。然而，熱模壓工藝所制備的磁體，由于磁體處于自由變形狀態(tài)，不同 部位的變形量差異較大且難以控制，所以磁體在軸向和徑向均存在磁性能分布不均勻的現(xiàn) 象;背擠出工藝制備的環(huán)形磁體，具有輻射取向的特征，但由于背擠出過(guò)程中磁體變形量較 低且不可控，因此導(dǎo)致環(huán)形磁體的磁性能較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，確有必要提供一種稀土永磁體及其制備方法，該制備方法中變形量可 控且變形量一致，得到的稀土永磁體磁性能分布均勻。
[0006] 本發(fā)明提供一種一種稀土永磁體的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：
[0007] ⑴提供一磁粉，將該磁粉制成預(yù)成型毛坯；
[0008]⑵在真空或保護(hù)氣氛條件下將所述預(yù)成型毛坯加熱，再通過(guò)至少一個(gè)乳輥對(duì)該預(yù) 成型毛坯進(jìn)行乳制，使所述預(yù)成型毛坯發(fā)生形變，得到稀土永磁體。
[0009]優(yōu)選的，在步驟⑵中將所述預(yù)成型毛坯加熱至700°C~960°C，再進(jìn)行乳制。
[0010]優(yōu)選的，在步驟⑵中將所述預(yù)成型毛坯加熱至750°C~900°C，再進(jìn)行乳制。
[0011]優(yōu)選的，所述稀土永磁體的橫截面積與所述預(yù)成型毛坯的橫截面積之比為5%~ 80% 〇
[0012]優(yōu)選的，所述稀土永磁體的橫截面積與所述預(yù)成型毛坯的橫截面積之比為10%~ 40% 〇
[0013]優(yōu)選的，在步驟⑵中所述真空具體為氣壓低于1. 〇 X 10-ipa。
[0014] 優(yōu)選的，在步驟⑴中所述預(yù)成型毛坯為將磁粉通過(guò)熱壓成型得到。
[0015] 優(yōu)選的，所述熱壓成型的過(guò)程具體為：在真空或者保護(hù)氣氛下，將磁粉加熱至600 °C~850°C，并施加50MPa~250MPa的壓力進(jìn)行熱壓。
[0016] 優(yōu)選的，采用一組乳輥或者多組乳輥進(jìn)行乳制，該每組乳輥包括兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相 反的乳輥。
[0017] 本發(fā)明還提供一種采用上述制備方法制得的稀土永磁體，所述稀土永磁體包括多 個(gè)板片狀組織結(jié)構(gòu)，該多個(gè)板片狀組織結(jié)構(gòu)取向一致，該板片狀組織結(jié)構(gòu)的取向方向與乳 制的方向垂直。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的稀土永磁體的制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0019] 第一，通過(guò)在加熱預(yù)成型毛坯以及乳制的整個(gè)過(guò)程中提供真空或保護(hù)氣氛，從而 避免了發(fā)生嚴(yán)重的氧化變形，實(shí)現(xiàn)得到預(yù)定的形變程度的稀土永磁體。
[0020] 第二，該先加熱后乳制的工藝(可稱為:熱乳工藝)可針對(duì)各種形狀的預(yù)成型毛坯， 并且通過(guò)調(diào)整乳輥的轉(zhuǎn)動(dòng)路線或者每組乳輥之間的間距，而可有效的控制稀土永磁體的形 變程度（當(dāng)然也可實(shí)現(xiàn)較大的形變程度）。另外，通過(guò)該熱乳工藝，該稀土永磁體的形變程度 可保持一致。該方法簡(jiǎn)單、連續(xù)高效、普適的特點(diǎn)，可用于各種形狀的永磁材料(如板材、帶 材、管材、磁瓦）的生產(chǎn)。
[0021] 通過(guò)該制備方法得到的稀土永磁體中多個(gè)板片狀組織結(jié)構(gòu)取向一致，因而磁性能 分布均勻，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為實(shí)施例1采用一組乳輥對(duì)板狀的預(yù)成型毛坯進(jìn)行乳制的過(guò)程示意圖。
[0023]圖2為實(shí)施例2采用三組乳輥對(duì)板狀的預(yù)成型毛坯進(jìn)行乳制的過(guò)程示意圖。
[0024] 圖3為實(shí)施例3采用一個(gè)乳輥對(duì)圓筒形的預(yù)成型毛坯進(jìn)行乳制的過(guò)程示意圖。
[0025] 圖4為實(shí)施例1中的預(yù)成型毛坯的掃描電鏡照片。
[0026]圖5為實(shí)施例1中的熱乳之后得到的稀土永磁體的掃描電鏡照片。
[0027]其中，1表示預(yù)成型毛坯;2表示乳輥;3表示模具。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下將對(duì)本發(fā)明提供的稀土永磁體及其制備方法作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]本發(fā)明提供一種稀土永磁體的制備方法，其包括以下幾個(gè)步驟：
[0030] S1，提供一磁粉，將該磁粉制成預(yù)成型毛坯；
[0031] S2,在真空或保護(hù)氣氛條件下將所述預(yù)成型毛坯加熱，再通過(guò)至少一個(gè)乳輥對(duì)該 預(yù)成型毛坯進(jìn)行乳制，使所述預(yù)成型毛坯發(fā)生形變，得到稀土永磁體。
[0032]在步驟S1中，所述磁粉的來(lái)源不限，可為快淬磁粉、HDDR磁粉(HDDR磁粉是指通過(guò) 氫化-歧化-脫氫-再結(jié)合的方式得到的磁粉)等。所述快淬磁粉可為自制的或者市售的。所 述快淬磁粉的制備過(guò)程可為：（a)按照快淬磁粉中各元素的比例配料；（b)將配好的原料混 合并在惰性氣氛下進(jìn)行熔煉，得到母合金；（c)將母合金噴射至水冷輥輪進(jìn)行快淬，制成快 淬帶；以及(d)將所述快淬帶進(jìn)行機(jī)械破碎，得到快淬磁粉。所述磁粉不限，即所述磁粉為常 見(jiàn)的制備稀土永磁體的磁粉，其化學(xué)式中各元素以及各元素所占的質(zhì)量百分比不作限定。 具體的，所述磁粉的化學(xué)式按質(zhì)量百分比可表示Re xFeLX-y-zMyBz，其中Re為Nd、Pr、Dy、Tb、 La、Ce中的一種或幾種，Μ是&3、(]11、41、63、21'等中的一種或幾種。
[0033] 可通過(guò)熱壓成型將所述磁粉制成預(yù)成型毛坯。可以理解，在熱壓成型工藝之前，可 通過(guò)常溫壓制的工藝將所述磁粉制成一毛坯，然后再將該毛坯置于熱壓模具中進(jìn)行熱壓成 型。所述熱壓成型的過(guò)程具體為:在真空或者保護(hù)氣氛下，將磁粉加熱至600°C~850°C，并 施加50MPa~250MPa的壓力進(jìn)行熱壓。所述真空具體為氣壓低于l.OXH^Pa。所述保護(hù)氣氛 可為氬氣、氦氣等惰性氣體。所述加熱的方式不限，可為線圈感應(yīng)加熱、或者電阻式加熱等。 優(yōu)選的，將磁粉加熱至650°C~750°C，并施加lOOMPa~250MPa的壓力進(jìn)行熱壓，以獲得致密 度超過(guò)90 %的熱壓磁體。
[0034]所述預(yù)成型毛坯的形狀不限，可根據(jù)具體需要而設(shè)計(jì)，具體可為長(zhǎng)方體、正方體、 棱臺(tái)、圓柱、橢圓柱、圓環(huán)、瓦形、弓形、紡錘型等。所述預(yù)成型毛坯的尺寸也不作限定。
[0035] 在步驟S2中，將所述預(yù)成型毛坯在真空或保護(hù)氣氛條件下加熱，可避免其被氧化。 將所述預(yù)成型毛坯先經(jīng)過(guò)加熱后再進(jìn)行乳制，所述預(yù)成型毛坯會(huì)發(fā)生形變。所述乳制通過(guò) 一個(gè)或多個(gè)乳輥而實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采用多個(gè)乳輥時(shí)，即可采用一組乳輥或者多組乳輥進(jìn)行乳制，該 每組乳輥包括兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的乳輥。
[0036] 請(qǐng)參閱圖1~圖3,通過(guò)一傳送裝置（圖未示）將預(yù)成型毛坯1傳送至乳輥2,通過(guò)乳 輥2轉(zhuǎn)動(dòng)，而將預(yù)成型毛坯1乳制成預(yù)定尺寸。該乳制過(guò)程具體為:通過(guò)乳輥2的轉(zhuǎn)動(dòng)而在一 個(gè)預(yù)定的方向上對(duì)預(yù)成型毛坯1進(jìn)行乳制，即所述預(yù)成型毛坯1在一特定的方向的尺寸變 小，而進(jìn)行形變，得到預(yù)定尺寸的稀土永磁體。比如，對(duì)長(zhǎng)方體形狀的預(yù)成型毛坯1在厚度方 向進(jìn)行乳制，可得到厚度更小的稀土永磁體;對(duì)圓筒形狀或瓦形的預(yù)成型毛坯1在其徑向方 向（即筒壁或瓦壁的厚度方向）進(jìn)行乳制，可得到筒壁或瓦壁的厚度更小的稀土永磁體。所 述乳輥2的轉(zhuǎn)速不做限定，根據(jù)具體需要而設(shè)定。當(dāng)采用一組或多組乳輥2時(shí)，每組乳輥2可 包括兩個(gè)或多個(gè)乳輥2。以每組乳輥2中包括兩個(gè)乳輥2為例，該組乳輥2中兩個(gè)乳輥2之間的 距離根據(jù)預(yù)成型毛坯1的厚度以及所欲達(dá)到的形變度而定。
[0037]加熱之前，將所述預(yù)成型毛坯放置于一熱乳爐中。并將熱乳爐內(nèi)部的氣壓降低，而 形成具有一定真空度的真空環(huán)境。或者先降低熱乳爐內(nèi)部的氣壓，然后向熱乳爐內(nèi)部充入 一定量的惰性氣體如氦氣、氖氣、氬氣等，使氣壓升高到預(yù)定數(shù)值，而為乳制工藝提供保護(hù) 氣