[發明專利]一種具有晶界擴散層的永磁材料制備方法

有效

• 申請號: 201510262001.8
• 申請日: 2015-05-21
• 公開（公告）號: CN104851545B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 唐海峰
• 申請（專利權）人: 王怡
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F1/08;B22F3/16;B22F3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種具有晶界擴散層的永磁材料制備方法。

背景技術

磁材料具有將機械能(信息)與電磁能(信息)互相轉換的功能，目前已經被廣泛應用于計算機、網絡信息、通訊、航空航天、交通、辦公自動化、家電、人體健康與保健等高新技術領域，并已經成為高新技術、新興產業與社會進步的重要物質基礎之一。近年來，稀土永磁體的應用，使結構簡單、功率因數高、起動轉矩大的永磁同步電動機(PMSM)逐步在各產業領域替代傳統電勵磁電動機，這也使得節能電機制造業對于永磁材料的需求激增。

以Nd2Fe14B型化合物為主相的RFeB類稀土燒結磁鐵是永磁鐵中性能最高的磁鐵，其主要用于硬盤驅動的音圈電動機VCM、EPS、HEV、EV電機等各種電動機和家電產品中。并且，永磁電機由于具有體積小、重量輕、能量轉化效率高、節能效果顯著等優點而倍受重視。然而，新能源汽車電機或大功率推進電機使用釹鐵硼燒結磁體的情況，一般都是在高溫環境下進行使用，所以要求釹鐵硼燒結磁體具有優異的耐熱性能和較高的矯頑力，特別是在高溫下使用時不會隨著時間流失磁通密度下降太多的特性。

實際使用中，我們更常見的是磁通不可逆損失，即開路狀態下的磁體在溫度上升至某一溫度T再恢復至室溫時所產生的不可恢復的磁通減少量。磁通不可逆損失主要取決于磁體的微結構和疇結構隨溫度循環的改變，而提高磁體的矯頑力可以較好地降低磁體的磁通不可逆損失。

發明內容

本發明提供一種具有晶界擴散層的永磁材料制備方法，使用該方法制備的永磁材料，具有較低的原料成本，并且具備較好的磁性能，在高溫使用過程中磁性能損耗較低。

為了實現上述目的，本發明提供一種具有晶界擴散層的永磁材料制備方法，該永磁材料具備如下具有如下主體合金成分：（Y_xNd_1-x）_a（Fe_1-y-zNi_ySi_z）_100-a-b-cB_bNb_c，其中x=0.46-0.53，y=0.20-0.22，z=0.03-0.05，a=25-28，b=1.5-1.8，c=2-5，該方法包括如下步驟：

（1）主體母合金制備

將Y 、Nd、Fe、Ni、Si、B、Nb等原料按照上述配比完成后，同時放入電弧爐銅坩堝(水冷)內，關閉電弧爐腔體抽真空至10^-4-10^-5mbar，連續洗氣2-3次，每次洗氣充入高純Ar氣壓力為500-600mbar，洗氣完成后腔體內再充入高純Ar氣600-700mbar，熔煉過程中不斷用電弧攪動合金液，使其充分熔化均勻，關閉電流待合金液冷卻后，用機械手將合金錠上下翻轉，重復上述步驟，總共反復熔煉5-6次，冷卻后得到母合金鑄錠；

（2）速凝片制備

將鑄錠置于真空中頻速凝感應爐中，抽真空，通入氬氣，使爐內氬氣氣壓達到-0.05--0.06MPa后進行熔煉，待原材料全部熔化后施以電磁攪拌精煉，隨后將鋼液澆注水冷銅輥上，輥輪的輪速為25-40m/s，冷卻的速率為10⁵-10⁶℃/s，制備平均厚度為0.2-0.3mm的速凝片；

（3）制坯及取向

將上述速凝片經過氫破碎和氣流磨制成的微米級粉末粒徑為1-3μm，其中所用高能球磨時間為3-4小時，球料比10-15∶1，球磨介質為乙二醇；

在氬氣保護氛圍下，將所得粉料置于磁場強度為1.7-2.1T中的磁場于760-800MPa下取向并壓制坯體；

將坯體在200-300℃下預熱80-100min，帶熱置于模具中加壓260-280MPa以提高磁體密度；

（4）將晶界擴散材料擴散至所述坯體

晶體擴散材料為成分為Pr_22.4Y_5.1Ni_13.5Co₈B_1.2Al_0.4Si_0.1Ti_0.1Zn_0.2的合金粉末；

將所述晶界擴散材料合金粉末涂覆在垂直于所述稀土永磁材料主體的充磁方向的面處，所述晶界擴散材料合金粉末為胚體質量的3-5%；采用蒸鍍擴散工序進行晶界擴散；

（5）燒結