[發明專利]一種低成本燒結釹鐵硼磁體及其制備方法

有效

• 申請號: 201210068196.9
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102592777A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 呂竹風;徐小衛
• 申請（專利權）人: 寧德市星宇科技有限公司
• 主分類號: H01F7/02
• 分類號: H01F7/02;H01F1/057;H01F41/02;C22C38/16;C22C33/04;B22F3/16;C21D6/00
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

技術領域

本發明涉及燒結釹鐵硼磁體，尤其涉及一種低成本燒結釹鐵硼磁體及其制備方法。

背景技術

近年來隨著國內稀土永磁產業的迅猛發展，燒結釹鐵硼磁體在電機行業的用量也在不斷增加，因重稀土金屬鏑（鏑鐵合金）的價格不斷攀升，大大增加了燒結釹鐵硼電機磁體的生產成本，同時也使產業的發展受到了相當的制約，而與重稀土鏑共生的鈥（Ho）卻得不到很好的利用而被閑置起來。

釹鐵硼永磁材料由于其具有高磁能積和高矯頑力而被稱為磁王，并廣泛應用于電子、計算機、汽車、機械、能源和醫療器械等眾多領域。釹鐵硼磁體分為燒結釹鐵硼磁體和粘結釹鐵硼磁體兩種。目前，燒結釹鐵硼磁體的制造工藝流程如下：原材料準備-鑄錠熔煉-破碎制粉-壓型-燒結-時效-檢測。

鑄錠熔煉步驟中得到的鑄錠組織不僅對制粉、取向、燒結工藝，而且對粉末性質和最終燒結磁性能均有重要影響。沒有優良的鑄錠組織，就不可能制造出高性能燒結永磁體，鑄錠組織是制約磁體性能的關鍵技術之一。目前的鑄錠熔煉工藝制備的鑄錠厚度為20mm左右，易有α-Fe晶體存在，由于α-Fe晶體的塑性較好，使鑄錠難以破碎，給后續的制粉過程造成困難，同時需延長燒結時間以獲得均勻的Nd2Fe14B晶體；目前制備的鑄錠組織中還易存在團塊狀富Nd相，從而影響燒結時富Nd相的均勻分布。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種可得到磁性能優異的低成本燒結釹鐵硼磁體及其制備方法。

本發明的技術方案為：一種低成本燒結釹鐵硼磁體，所述燒結釹鐵硼磁體的組份及其重量百分含量為：

Pr?????5.0~6.5%；

Nd????20~28%；

Ho????3~5%；

B?????1.0~1.1%；

Al?????0.4~0.8%；

Zr?????0.1~0.2%；

Nb????0.4~0.6%；

Cu????0.12~0.17%；

Ga????0.03-0.08%；

Co????0.4~1.0%；?

余量以鐵補齊。

所述Ho的重量百分含量優選為4%。

所述的低成本燒結釹鐵硼磁體的制備方法包括以下步驟：

1）原料預處理：除去各組份表面的銹斑、雜質，并將各組份破碎或剪切成35mm以下的小塊進行配料；

2）鑄錠熔煉：將預處理過的各組份投入到真空熔煉爐中并對真空熔煉爐抽真空，當其內的真空度小于3Pa時，啟動加熱裝置，加熱功率為最大功率的三分之一，加熱至金屬Pr、Nd開始熔化時，停止抽真空和加熱，對真空熔煉爐充氬氣至其內的壓力達-0.04MPa?～-0.06MPa，開始熔煉，將功率調至最大；當全部原料均熔化后，將功率調至最大值的四分之三，熔煉2~8min；當合金液表面結膜后，將合金熔液澆入冷錠模，最后冷卻成型；

3）氫碎制粉：往粗破碎機中通入氮氣，然后將經步驟2）鑄錠熔煉的合金塊投入粗破碎機中，破碎成尺寸在4*4*4mm以下的中碎料；

先往氫碎爐中通入氮氣，將上述所得的中碎料裝入氫碎爐中，然后將氮氣置換成氫氣，進行氫破碎處理，得到-40目以下的料粉；

然后將上述得到的料粉添加抗氧化劑混合后，在氮氣保護下加入氣流磨中，經氣流磨制粉得到粒徑在4微米以下的粉末，然后將粉末放入0-4℃的冰柜中低溫冷卻；

4）磁場取向成型：稱取步驟3）得到的粉末填入磁場壓機的模腔中，模腔磁場大于17000e，在磁場作用下，粉末的易磁化軸轉向強磁場方向；

5）等靜壓：將經步驟4）的磁場壓機壓制得到的壓坯真空包裝后裝入等靜壓機的高壓腔中，在180-200MPa的壓力下保持15-25s；

?6）燒結：將經步驟5）等靜壓操作的壓坯除去真空包裝，并裝入料盒中再將料盒裝入真空燒結爐中，然后將真空燒結爐抽真空，直至真空度為0.04Pa時開始加熱，當壓坯脫氣完畢后升溫至1050℃～1110℃，恒溫2～3小時；

7）時效：將步驟6）燒結的壓坯放入真空加熱爐中，抽真空，在0.1Pa的壓力下升溫至870-970℃保溫2-3小時；冷卻至室溫后抽真空，再升溫至450-670℃保溫2-5小時；

8）檢測：測試產品的磁參數。

采用本發明的鑄錠熔煉工藝，在真空下進行熔煉，嚴格控制加熱功率和壓力，得到優良的鑄錠組織，鑄錠厚度為10mm左右，可完全抑制α-Fe晶體的出現，富Nd相沿晶界均勻分布，有利于后續的制粉、取向、燒結的進行，可得到高性能的燒結釹鐵硼磁體永磁體。