一種添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體，由下述組分按質(zhì)量百分比組成：Pr?Nd：25?35％、B：1?2％、Al：0.1?1％、Cu：0?0.2％、Co：1?2％、Ga：0.1?0.3％、Nb：0.1?1％、Zr：0?0.1％、介孔二氧化硅0.1?1％，余量為Fe和材料中少量不可避免的雜質(zhì)；本發(fā)明從氣流磨磨制后的釹鐵硼磁體原料粉末入手，將微米級原料粉末直接包覆鍍鋅，提高了釹鐵硼原料粉末的抗氧化能力，介孔二氧化硅的加入使納米組分與釹鐵硼磁體主相復(fù)合成晶界相，在保證剩磁基本不變的同時提高了磁體的矯頑力，生產(chǎn)的釹鐵硼磁體晶型結(jié)構(gòu)均勻，耐溫性和機械加工性顯著提升，具有優(yōu)良的抗氧化性和高矯頑力。
【專利說明】
一種添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及稀土永磁材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]釹鐵硼永磁材料，作為稀土永磁材料發(fā)展的最新結(jié)果，由于其優(yōu)異的磁性能而被稱為磁王，是目如具有最強磁力的永久磁體，其最大磁能積尚過鐵氧體10倍以上，具有體積小重量輕、極高的磁能積和矯頑力、能量密度高等優(yōu)點，使得釹鐵硼永磁材料在現(xiàn)代工業(yè)和電子技術(shù)中獲得了廣泛應(yīng)用。
[0003]近年來隨著釹鐵硼磁體在多領(lǐng)域的高速發(fā)展，燒結(jié)釹鐵硼磁體以優(yōu)越的性能廣泛應(yīng)用于各方面，從而使得計算機硬件、儀器儀表、電聲電機、傳感器、磁選磁化等設(shè)備的小型化、輕量化、薄型化成為可能。由于微米級釹鐵硼磁體原料粉末之間的范德華力、倫敦力和磁力的相互作用使粉末團聚成二次粉末顆粒，形成了小顆?；鶊F，造成粉末的流動性差、取向困難，最終導(dǎo)致釹鐵硼永磁材料具有居里溫度點低、溫度特性差、易被氧化腐蝕等缺點。
[0004]中國發(fā)明專利CN105702405A首創(chuàng)采用納米級介孔材料添加到釹鐵硼磁體材料中來改善其微結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)缺陷，從而提高其矯頑力和工作溫度，其優(yōu)點在于加工工藝簡單、晶型結(jié)構(gòu)均一、磁體材料矯頑力強、耐溫性好，但其并沒有改善釹鐵硼磁體易被氧化腐蝕的缺點，為此本發(fā)明從氣流磨磨制后的釹鐵硼磁體原料粉末入手，將微米級的原料粉末先進行表面鍍鋅，顆粒表面包覆一層納米級鋅層，再與介孔二氧化硅混合進行后續(xù)工藝，從而全面改善釹鐵硼磁體的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體及其制備方法。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體，由下述組分按質(zhì)量百分比組成:
[0008]Pr-Nd:25-35%^B:l-2%^Al:0.1-l%^Cu:0-0.2%^Co:l-2%^Ga:0.1-0.3%^Nb:
0.1-1 %、Zr: 0-0.1 %、介孔二氧化硅0.1-1%，余量為Fe和材料中少量不可避免的雜質(zhì)；
[0009]所述的Pr-Nd合金中Nd含量為20-40wt%。
[0010]所述的一種添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體，由下述組分按質(zhì)量百分比組成:
[0011]Pr-Nd: 28-32%、B:1.3-1.7%、Al:0.4-0.6%、Cu:0.05-0.15%、Co:1.4-1.6%、Ga:0.15-0.25%、Nb:0.3-0.7%、Zr:0.04-0.08%、介孔二氧化硅0.2-0.5%，余量為Fe和材料中少量不可避免的雜質(zhì)；
[0012]所述的Pr-Nd合金中Nd含量為20_40wt%。
[0013]—種所述的添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體制備方法，包括以下步驟:
[0014](I)按比例稱取制備釹鐵硼磁體的原料Pr-Nd、B、Al、Cu、Co、Ga、Nb、Zr、Fe，經(jīng)無油、無潮和無銹處理后送入真空感應(yīng)爐中，在真空度10.2-10.6?&、溫度1200-1300°(:的條件下熔煉成合金液，合金液以2-4m/s的速度澆鑄到銅輥表面速凝甩帶成厚度為0.2-0.5mm的合金薄片；
[0015](2)將上述合金薄片送入氫碎爐，在0.6-1.2Mpa的氫壓下吸氫2-4小時，再在500-650°C的溫度下脫氫6-8小時破碎成平均粒度為100-200μπι的粗粉，將粗粉用氣流粉碎機在
0.12-0.18Mpa的壓力下磨至平均粒度為3-4μπι的細粉；
[0016](3)將上述釹鐵硼原料細粉用含有濃度為20-30g/L硫酸鋅、25_35g/L次磷酸鈉、
0.002-0.0058/1甘氨乙酸、20-3(^/1乳酸鈉、25-358/1檸檬酸鈉的鍍鋅溶液浸泡進行表面鍍鋅，在溫度70-90°C、pH4.5-5.5條件下鍍鋅20-30分鐘至鋅層厚度為40-60nm時停止；
[0017](4)將上述鍍了鋅層的釹鐵硼原料細粉用去離子水清洗、過濾4-6次，再將過濾好的細粉在90-110 °C下恒溫干燥4-5小時，冷卻至室溫，在氮氣保護下與介孔二氧化硅在三維混料機中攪拌混合，混料時添加總重量0.l-0.3wt%潤滑劑后混料3-4小時，形成均勻的混合磁粉；
[0018](5)將上述混合磁粉在全自動成型壓機中自動定量稱取，取向成型壓制成坯塊，經(jīng)真空封裝、冷等靜壓、剝油后送入真空燒結(jié)爐中，在300-4000C下保溫0.5-1小時，在800-900°C下保溫2-3小時，在溫度1050-1100°C、真空度0.004-0.006Pa的條件下燒結(jié)4-6小時，冷卻后得到燒結(jié)磁體；
[0019](6)將上述燒結(jié)磁體進行二級回火處理，一級回火溫度850-950°C、保溫3-4小時，二級回火溫度450-550°C、保溫4-5小時，最終得到燒結(jié)永磁體。
[0020]—種所述的添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體制備方法，所述步驟(3)中釹鐵硼原料細粉質(zhì)量與鍍鋅溶液體積比為35-45g: 1L。
[0021]—種所述的添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體制備方法，所述步驟(4)中介孔二氧化硅的粒徑為100-200nm、孔徑為10-20nmo
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0023]本發(fā)明從氣流磨磨制后的釹鐵硼磁體原料粉末入手，將微米級原料粉末直接包覆鍍鋅，粉末顆粒表面包覆一層納米級鋅層，提高了釹鐵硼原料粉末的抗氧化能力，防止了后續(xù)過程中粉末團聚成顆?；鶊F，有利于粉末的取向成型；介孔二氧化硅的加入使納米組分與釹鐵硼磁體主相復(fù)合成晶界相，既可以起到異相成核作用，還可以改善釹鐵硼磁體微結(jié)構(gòu)，在保證剩磁基本不變的同時提高了磁體的矯頑力，生產(chǎn)出的燒結(jié)釹鐵硼磁體晶型結(jié)構(gòu)均勻，耐溫性和機械加工性能都得到顯著提升，更具有優(yōu)良的抗氧化性和高矯頑力的優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0024]—種添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體，由下述組分按質(zhì)量百分比組成:
[0025]Pr-Nd:28%、B:1.3%、Al:0.4%、Cu:0.05%、Co:1.4%、Ga:0.15%、Nb:0.3%、Zr:
0.04%、介孔二氧化硅0.2%，余量為Fe和材料中少量不可避免的雜質(zhì)；
[0026]所述的Pr-Nd合金中Nd含量為20wt%。
[0027]—種所述的添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體制備方法，包括以下步驟:
[0028](I)按比例稱取制備釹鐵硼磁體的原料Pr-Nd、B、Al、Cu、Co、Ga、Nb、Zr、Fe，經(jīng)無油、無潮和無銹處理后送入真空感應(yīng)爐中，在真空度10.2Pa、溫度1200°C的條件下熔煉成合金液，合金液以2m/s的速度饒鑄到銅棍表面速凝用帶成厚度為0.2mm的合金薄片；
[0029](2)將上述合金薄片送入氫碎爐，在0.6Mpa的氫壓下吸氫2小時，再在500 °C的溫度下脫氫6小時破碎成平均粒度為ΙΟΟμπι的粗粉，將粗粉用氣流粉碎機在0.12Mpa的壓力下磨至平均粒度為3μπι的細粉；
[0030](3)將上述釹鐵硼原料細粉用含有濃度為20g/L硫酸鋅、25g/L次磷酸鈉、0.002g/L甘氨乙酸、20g/L乳酸鈉、25g/L檸檬酸鈉的鍍鋅溶液浸泡進行表面鍍鋅，在溫度70°C、pH5條件下鍍鋅20分鐘至鋅層厚度為40nm時停止；
[0031](4)將上述鍍了鋅層的釹鐵硼原料細粉用去離子水清洗、過濾4次，再將過濾好的細粉在90 °C下恒溫干燥4小時，冷卻至室溫，在氮氣保護下與介孔二氧化硅在三維混料機中攪拌混合，混料時添加總重量0.1wt %潤滑劑后混料3小時，形成均勻的混合磁粉；
[0032](5)將上述混合磁粉在全自動成型壓機中自動定量稱取，取向成型壓制成坯塊，經(jīng)真空封裝、冷等靜壓、剝油后送入真空燒結(jié)爐中，在300°C下保溫0.5小時，在800°C下保溫2小時，在溫度1050°C、真空度0.004Pa的條件下燒結(jié)4小時，冷卻后得到燒結(jié)磁體；
[0033](6)將上述燒結(jié)磁體進行二級回火處理，一級回火溫度850°C、保溫3小時，二級回火溫度450 °C、保溫4小時，最終得到燒結(jié)永磁體。
[0034]—種所述的添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體制備方法，所述步驟(3)中釹鐵硼原料細粉質(zhì)量與鍍鋅溶液體積比為35g: 1L。
[0035]—種所述的添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體制備方法，所述步驟(4)中介孔二氧化娃的粒徑為I OOnm、孔徑為I Onm。
【主權(quán)項】
1.一種添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體，其特征在于由下述組分按質(zhì)量百分比組成: Pr-Nd:25-35%^B:l-2%^Al:0.1-l%^Cu:0-0.2%^Co:l-2%^Ga:0.1-0.3%^Nb:0.1-1 %、Zr: 0-0.1 %、介孔二氧化硅0.1-1 %，余量為Fe和材料中少量不可避免的雜質(zhì)； 所述的Pr-Nd合金中Nd含量為20-40wt%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體，其特征在于由下述組分按質(zhì)量百分比組成: Pr-Nd:28-32 %、B:1.3-1.7 %、Al:0.4-0.6 %、Cu:0.05-0.15 %、Co:1.4-1.6 %、Ga:0.15-0.25%、Nb:0.3-0.7%、Zr:0.04-0.08%、介孔二氧化硅0.2-0.5% ,余量為Fe和材料中少量不可避免的雜質(zhì)； 所述的Pr-Nd合金中Nd含量為20-40wt%。3.—種如權(quán)利要求1所述的添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)按比例稱取制備釹鐵硼磁體的原料Pr-Nd、B、Al、Cu、Co、Ga、Nb、Zr、Fe，經(jīng)無油、無潮和無銹處理后送入真空感應(yīng)爐中，在真空度10.2-10.6Pa、溫度1200-1300°C的條件下熔煉成合金液，合金液以2_4m/s的速度饒鑄到銅棍表面速凝用帶成厚度為0.2-0.5mm的合金薄片; (2)將上述合金薄片送入氫碎爐，在0.6-1.2Mpa的氫壓下吸氫2-4小時，再在500-650°C的溫度下脫氫6-8小時破碎成平均粒度為100-200μπι的粗粉，將粗粉用氣流粉碎機在0.12-0.18Mpa的壓力下磨至平均粒度為3-4μπι的細粉； (3)將上述釹鐵硼原料細粉用含有濃度為20-30g/L硫酸鋅、25-35g/L次磷酸鈉、0.002-0.005g/L甘氨乙酸、20-30g/L乳酸鈉、25-35g/L檸檬酸鈉的鍍鋅溶液浸泡進行表面鍍鋅，在溫度70-90°C、pH4.5-5.5條件下鍍鋅20-30分鐘至鋅層厚度為40-60nm時停止； (4)將上述鍍了鋅層的釹鐵硼原料細粉用去離子水清洗、過濾4-6次，再將過濾好的細粉在90-110 °C下恒溫干燥4-5小時，冷卻至室溫，在氮氣保護下與介孔二氧化硅在三維混料機中攪拌混合，混料時添加總重量0.l-0.3wt%潤滑劑后混料3-4小時，形成均勻的混合磁粉； (5)將上述混合磁粉在全自動成型壓機中自動定量稱取，取向成型壓制成坯塊，經(jīng)真空封裝、冷等靜壓、剝油后送入真空燒結(jié)爐中，在300-4000C下保溫0.5-1小時，在800-900 V下保溫2-3小時，在溫度1050-1100 °C、真空度0.004-0.006Pa的條件下燒結(jié)4-6小時，冷卻后得到燒結(jié)磁體； (6)將上述燒結(jié)磁體進行二級回火處理，一級回火溫度850-950°C、保溫3-4小時，二級回火溫度450-550°C、保溫4-5小時，最終得到燒結(jié)永磁體。4.一種如權(quán)利要求3所述的添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體制備方法，其特征在于所述步驟(3)中釹鐵硼原料細粉質(zhì)量與鍍鋅溶液體積比為35-45g:lL。5.—種如權(quán)利要求3所述的添加介孔材料的鍍鋅釹鐵硼磁體制備方法，其特征在于所述步驟(4)中介孔二氧化娃的粒徑為100-200nm、孔徑為10_20nm。
【文檔編號】C22C38/14GK106024239SQ201610555206
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月14日
【發(fā)明人】沈軍, 唐睿
【申請人】安徽萬磁電子有限公司