[發明專利]一種低稀土含量的各向異性納米晶NdFeB致密磁體及其制備方法

無效

• 申請號: 201410141218.9
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN103928204A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 馬毅龍;陳登明;孫建春;周安若;李春紅
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02;B22F9/04;B22F3/16
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種具有較低稀土含量的各向異性納米晶NdFeB致密永磁材料及其制造方法，屬于磁性材料技術領域。

背景技術

納米復合Nd₂Fe₁₄B/α-Fe永磁合金，由于具有較高的理論磁性能以及較低的稀土含量，生產成本較低，現已被廣泛用于制作粘結磁體。然而由于其稀土含量少于12at%，合金中不含有富稀土晶界相，利用傳統的制備方法無法獲得微觀結構理想的各向異性磁體，因此現有磁體的磁性能較低。

為獲得納米晶Nd₂Fe₁₄B/α-Fe永磁合金，并使硬磁相具有理想的c軸取向，提高磁體磁能積，現有研究多集中于以下兩個方面：以納米晶富稀土NdFeB材料為基體，混合納米復合Nd₂Fe₁₄B/α-Fe粉末，或在基體表面鍍納米軟磁顆粒，如Fe和FeCo等，然后采用熱壓、熱變形來制得各向異性磁體；以低稀土含量的NdFeB合金為基體，加入特定成分，利用強磁場熱處理來制得各向異性NdFeB薄帶。前者，只有當軟磁相含量不大于5%時，合金才具有較好的磁性能，其總體稀土含量仍大于12%；后者，需要很大的磁場（5～10T），技術條件要求較高，且磁性能并不理想。

熱壓熱變形法是一種制備各向異性納米晶NdFeB較為簡單易行的方法，且制備的磁體磁性能較高。但納米復合Nd₂Fe₁₄B/α-Fe合金由于稀土含量較低，高溫熱變形后，晶粒容易異常長大，造成矯頑力劇烈下降，嚴重影響永磁性能。

發明內容

本發明針對上述技術中存在的問題，采用摻雜特定合金元素，利用低能球磨，并結合熱壓熱變形技術，制備出各向異性度高的、晶粒尺寸較小的致密低稀土NdFeB磁體，為實現高性能、低稀土含量的NdFeB合金的制備提供一條新途徑。

一種低稀土含量的各向異性納米晶NdFeB致密磁體，以原子百分比計，稀土含量為8～12%，B元素含量5.6～6.2%，Zn元素0.5～2.5%，Nb元素0.5～3%，Co元素0～9%，Ga元素0～0.5%，其余為Fe元素。

進一步的，本發明提供一種所述的低稀土含量的各向異性納米晶NdFeB致密磁體的制備方法，包括以下步驟：

母合金制備：以原子百分比計進行配料：稀土元素含量為8～12%，B元素5.6～6.2%，Nb元素0.5～3%，Co元素0～9%，Ga元素0～0.5%，其余為Fe元素；配料后，經真空熔煉得到鑄錠，而后將鑄錠破碎成5～10mm的小塊進行真空快淬處理，快淬時輥輪線速度為16～32m/s，將快淬后的條帶破碎成合金粉末，合金粉末粒度為60～100目；

將所述合金粉末與占合金粉末質量0.5～2.5%的鋅粉或納米鋅粉混合，并放入球磨罐中，進行低能球磨處理；低能球磨時，利用正庚烷作為保護溶劑，利用油胺作為表面活性劑；將球磨后的粉末取出，先用正庚烷和丙酮清洗，放入高溫真空烘箱中烘干，而后放入特制硬質合金模具中進行真空熱壓燒結，燒結方式是感應加熱或電阻加熱或放電等離子燒結，真空度為5～7×10^-3Pa或為氬氣氣氛，燒結溫度為650～750℃，壓力為300～800MPa，保溫時間2-5min；

將熱壓樣品取出，并放入內徑較樣品直徑大60%～90%的模具中，放入真空熱壓爐中進行熱變形處理，燒結方式可以是感應加熱或電阻加熱或放電等離子燒結，真空度5～7×10^-3Pa或為氬氣氣氛，熱變形溫度為700～850℃，壓力為30～70MPa，熱變形速率為0.02～0.1mm/s，然后自然冷卻，并脫模取出樣品。

進一步的，所述的制備方法，所述正庚烷用量為混合粉末質量的1-5%，表面活性劑加入量為混合粉末質量的10-15%。

進一步的，所述的制備方法，所述球磨罐中為氬氣氣氛，轉速為120～160轉/min，球磨時間為10-30min。