[發(fā)明專利]一種納米晶復(fù)合永磁合金及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710043776.1
• 申請日: 2007-07-13
• 公開（公告）號: CN101086053A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張士巖;徐暉;譚曉華;倪建森;候雪玲;白琴;董遠(yuǎn)達(dá)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;H01F1/055;C22C33/04;B22D11/01;C21D9/52;C21D10/00;C21D1/26
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所
• 代理人: 王正

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米晶復(fù)合永磁合金及其制備方法，屬磁性材料及加工工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

納米晶復(fù)合永磁合金是一種新型的永磁材料，它是由軟磁相與硬磁相在納米范圍內(nèi)復(fù)合組成的永磁材料。由于這種材料具有稀土含量低、理論磁能積高和誘人的商業(yè)前景而引起眾多研究者的極大關(guān)注。

自從1989年，R.Coehoon等人用熔體快淬法首先研制出Nd_4.5Fe₇₈B_18.5納米復(fù)合永磁材料以來，國內(nèi)外研究者相繼發(fā)展了機(jī)械合金化法，磁控濺射法以及HDDR法來研制納米復(fù)合永磁材料。由于熔體快淬法，操作方便，工藝簡單，有利于工業(yè)化生產(chǎn)，從而成為最重要的一種制備方法。

為了提高納米晶復(fù)合永磁材料的綜合磁性能，研究者分別從元素成分添加以及制備工藝兩方面進(jìn)行了永磁材料磁性能的優(yōu)化研究。潘樹明等研究Al在納米復(fù)合永磁材料中的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，Al替代Fe使J₂晶位的平面各向異性減小，提高了合金的矯頑力。日本的Kanekiyo?H在研究Nd₅Fe_76.5B_18.5合金時(shí)，聯(lián)合添加Co和Ga元素后，使得晶粒細(xì)化到20～30nm，合金的綜合性能提高。

在利用熔體快淬法得到納米復(fù)合永磁合金的快淬薄帶后，要進(jìn)行退火晶化處理以得到納米尺寸的晶粒，從而使得合金的軟硬磁性相之間產(chǎn)生交換耦合作用，提高合金的磁性能。除了進(jìn)行傳統(tǒng)的常規(guī)退火外，最近幾年還出現(xiàn)了幾種新型的晶化處理工藝，如快速加熱退火、穩(wěn)恒磁場退火法。高彥東等人在研究Nd₈Fe₈₆B₆納米復(fù)合永磁合金時(shí)，發(fā)現(xiàn)隨著加熱速度的提高，合金的晶粒尺寸由50nm降低到20nm，從而使得合金的磁能積得以提高。韓國的楊忠軫等人在對Nd₄Fe_73.5Co₃(Hf_1-xGa_x)B_18.5快淬合金的晶化過程中，施加了0.5T的外加穩(wěn)恒磁場，使得晶粒細(xì)化了20％，剩磁比提高了30％，但由于穩(wěn)恒磁場的強(qiáng)度比較低，制造成本及維護(hù)費(fèi)用非常高，因而研究者未能在更高的磁場強(qiáng)度下進(jìn)行研究。另外，還發(fā)展了高壓退火以及激光退火等方法。

通過以上介紹，可以發(fā)現(xiàn)，利用常規(guī)的退火工藝很難繼續(xù)提高合金的磁性能，同時(shí)其它一些新型的退火工藝，由于成本高，工藝復(fù)雜，也難以推廣應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)中，所以現(xiàn)在迫切需要一種成本低，操作簡單的退火方法。為此，我們利用熔體快淬法制得合金的快淬薄帶后，發(fā)展了利用高強(qiáng)度、低成本的脈沖磁場方法進(jìn)行退火，進(jìn)一步提高了合金的綜合磁性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種納米晶復(fù)合永磁合金及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)的。

一種納米晶復(fù)合永磁合金，其特征在于該合金的成分，以原子百分含量計(jì)為：

Nd?????7～11％

Fe?????70～82％

Co?????2～8％

Zr?????1～4％

Ga?????0.1～1.5％

B??????4～8％。

上述納米晶復(fù)合永磁合金的制備方法，其特征在于該方法具有以下工藝步驟：

a.將工業(yè)純金屬原料Nd、Fe、Co、Zr、Ga以及FeB合金，按納米晶復(fù)合永磁合金成分以原子百分含量計(jì)為：Nd7～11％、Fe70～82％、Co2～8％、Zr1～4％、Ga0.1～1.5％、B4～8％進(jìn)行配料，然后用真空非自耗電弧爐在氬氣保護(hù)下進(jìn)行熔煉，熔煉電流密度為150～250A/cm²，將合金翻身熔煉4～7次，得到合金紐扣錠；

b.將熔煉好的紐扣錠破碎為3～6g的小塊料，裝入石英坩堝內(nèi)，石英坩堝的噴嘴直徑為0.7～1mm，在真空感應(yīng)甩帶機(jī)中制得快淬合金薄帶，其輥輪的線速度為10～18m/s；

c.將上述快淬合金薄帶在200～400℃，真空度為3～5×10^-3Pa條件下，進(jìn)行外加脈沖磁場退火，退火時(shí)間為10～30min，外加脈沖磁場頻率為0.02～0.05Hz，磁場強(qiáng)度為1～6T。

本發(fā)明中所用的原料為純金屬Nd、Fe、Co、Zr、Ga以及FeB中間合金。