[發明專利]一種具有優良磁體性能的釹鐵硼磁性材料

在審

• 申請號: 201310622023.1
• 申請日: 2013-11-30
• 公開（公告）號: CN103617855A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 蘇廣春;關井和;陳益明
• 申請（專利權）人: 寧波科星材料科技有限公司
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F1/08;C22C38/12;C22C38/16;C22C33/04;C22C33/02;C21D1/26;C21D6/00;B22F9/04
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

技術領域

????本發明涉及一種磁性材料及其生產工藝，尤其是一種具有優良磁體性能的釹鐵硼磁性材料及其生產工藝。

背景技術

釹鐵硼磁性材料，作為稀土永磁材料發展的最新結果，由于其優異的磁性能而得以廣泛運用。然而，現階段的釹鐵硼磁體的燒結依舊存在諸多不足，具體體現在，在冶煉釹鐵硼鑄錠過程中由于工藝不足而析出大量α-Fe相，其不僅會影響鑄錠中的主相數量，并會對后續加工工藝產生不良影響，同時各領域對釹鐵硼磁體性能的要求各有不同，使得部分釹鐵硼的磁體性能不足以滿足相關工作。

發明內容

????本發明要解決的技術問題是提供一種釹鐵硼磁性材料及其生產工藝，其相較一般釹鐵硼具有較高磁能積與剩磁。

為解決上述技術問題，本發明涉及一種具有優良磁體性能的釹鐵硼磁性材料，其由主相合金與輔相合金混合配置而成；所述主相合金由下列原料按重量百分比配置而成：鐵64.5～68.5％、硼1.0～1.2％、釹30.2～34.3％、鈮0.05～0.4％、鋁0.1～0.4％；輔相合金由下列原料按重量百分比配備而成：鐵50.8～54.2％、硼0.8～1.2％、釹18.9～21.1％、鐠12.8～16.3％、鏑8.9～11.1％、銅0.8～1.2％。

上述方案中，主相合金中的鈮可使磁體的晶粒變得均勻，磁體密度增加，故而鈮的少量添加對合金有明顯的細化晶粒作用，從而提高磁體剩磁和磁能積；而鋁能改進燒結過程中液相與主相的潤濕性，使晶粒表面更平滑，并且能細化主相晶粒，從而使磁性能提高。輔相合金中添加的鏑元素，其原子可進入合金主相，提高了它的各項異場性，并改善了合金的顯微組織，抑制晶粒長大；鐠的添加可明顯提高燒結磁體的磁性能；銅的添加可改善晶界相，增加磁體微觀結構的潤濕性。

所述主相合金的原料中，鐵、硼與鋁的純度均至少為99.9％，釹與鈮的純度至少為99.8％；所述輔相合金的原料中，鐵、硼與銅的純度至少為99.9％，釹、鐠與鏑的純度至少為99.8％。

上述具有優良磁體性能的釹鐵硼磁性材料的生產工藝包括如下工藝步驟：

1)??????對主相合金與輔相合金分別進行配料、冶煉與鑄錠工序，得到主相合金鑄錠與輔相合金鑄錠；

2)??????對主相合金鑄錠進行高溫退火工序；

3)??????對主相合金鑄錠與輔相合金鑄錠分別進行氫爆工序，得到主相合金粉末與輔相合金粉末；

4)??????將主相合金粉末與輔相合金粉末按照一定比例混合均勻；

5)???????對主相合金與輔相合金的混合粉末進行研磨、成型、燒結與熱處理工序。

三元釹鐵硼燒結磁體主要由三相組成，主相、富硼相與富釹相。當磁體內硼含量較低時，其僅有主相與富釹相。主相在磁體中的體積百分數決定了釹鐵硼磁性材料的磁能積和剩磁，富釹相則有利于磁體的內稟矯頑力的提高。

所述具有優良磁體性能的釹鐵硼磁性材料的生產工藝中，主相合金與輔相合金的行配料、冶煉與鑄錠工序，以及主相合金鑄錠的高溫退火工序為：

1)??????按照主相合金與輔相合金的重量百分比取適量原料，將其裝入感應加熱式真空冶煉爐的坩堝中，其中主相合金的裝料順序依次為鈮、硼、鐵、釹，并將金屬鋁放置于冶煉爐的加料斗中；輔相合金的裝料順序依次為硼、鐵、鏑、銅、釹、鐠；

2)??????對冶煉爐進行抽真空處理，并對爐內原料進行預熱，完成后向冶煉爐內充入高純度氬氣，使爐內氬氣壓力相對大氣壓為－0.5Mpa；將冶煉爐加熱功率提升至15～20KW，直至爐內金屬全部融化；

3)??????待爐內金屬融化后，加入金屬鋁；以2000至2500℃的溫度對冶煉爐內原料進行加熱，同時進行充分的電磁攪拌；

4)??????利用漏斗將鋼液澆注到冷卻厚度為25至35mm的雙面水冷銅模中，冷卻水溫度為15至30℃，水壓為4MPa，冷卻時間為85至100分鐘；

5)??????打開冶煉爐，取出鑄錠，將其表面打磨光滑，封裝保存；

6)??????將處理后的合金鑄錠置于高真空燒結爐內，并對其進行抽真空處理，完成后對燒結爐內合金鑄錠進行退火處理，將其加熱，升溫速度為5℃/min，直至爐內溫度達到1050至1200℃，并在此溫度環境下保溫6至8小時；

7)??????使主相合金鑄錠隨爐冷卻55至70分鐘，將其取出自然冷卻至室溫。