[發(fā)明專利]一種高性能含鎵鑄片磁體及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201510519133.4
• 申請日: 2015-08-23
• 公開（公告）號: CN105006328A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂竹風(fēng);金玉坤;劉龍;吳春光;皺高程
• 申請（專利權(quán)）人: 寧德市星宇科技有限公司
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F1/08;H01F41/02;B22F3/16
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于永磁材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高性能含鎵鑄片磁體及其制備方法。

背景技術(shù)

釹鐵硼稀土永磁材料,是迄今為止發(fā)現(xiàn)的磁性能最強(qiáng)的永磁材料，并以其優(yōu)良的磁性能得到越來越多的應(yīng)用，被廣泛用于醫(yī)療核磁共振成像、計算機(jī)硬盤驅(qū)動器、音響、手機(jī)等；隨著節(jié)能和低碳經(jīng)濟(jì)的要求，釹鐵硼稀土永磁材料又開始在汽車零部件、家用電器、節(jié)能和控制電機(jī)、混合動力汽車，風(fēng)力發(fā)電、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用，導(dǎo)致其用量越來越大。

現(xiàn)在常用的燒結(jié)釹鐵硼永磁體的制造工藝一般包括：原材料準(zhǔn)備→鑄錠熔煉→破碎制粉→壓型→燒結(jié)→時效→檢測。其中鑄錠熔煉步驟中鑄片組織的好壞不僅對后續(xù)的制粉、取向、燒結(jié)工藝有影響，而且對粉末性質(zhì)和最終燒結(jié)磁性能也有極大影響。沒有優(yōu)良的鑄片組織，就不可能制造出高性能燒結(jié)永磁體，鑄片組織是制約磁體性能的關(guān)鍵技術(shù)之一，而鑄片組織的是否優(yōu)良很大程度上取決于永磁體的合金成份及含量和鑄錠厚度。目前，鑄錠熔煉工藝制備的鑄錠厚度多為20mm左右，易有α-Fe枝晶析出，由于α-Fe枝晶的塑性較好，使鑄錠難以破碎，給后續(xù)的制粉過程帶來諸多不便，還需延長燒結(jié)時間以獲得均勻的Nd2Fe14B晶體。

另外，現(xiàn)有銣鐵硼磁體耐腐蝕性差，具有強(qiáng)耐腐蝕性的磁體，磁力不強(qiáng)，嚴(yán)重制約了銣鐵硼磁性行業(yè)的快速發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高性能含鎵鑄片磁體及其制備方法，該磁體及其制備方法，一方面鑄片熔煉工藝使鑄片組織沒有α-Fe晶體存在，鑄片破碎更容易，后續(xù)制粉也更容易，從而節(jié)約了人力物力，縮短了生產(chǎn)周期，另一方面添加了鋯、鎵、鈷金屬元素增強(qiáng)磁性的同時增加了耐腐蝕性。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種高性能含鈰鑄片磁體及其制備方法，所述含鈰鑄片磁體的組份及重量百分含量為：Pr：6.0～9.0％、Nd：20.0～25.0％、B：0.5～1.5％、Al：0.05～0.3％、Cu：0.10～0.2％、Zr：0.1～0.2％、Ga：0.15～0.25％、Co：0.1～0.5％、余量用Fe補(bǔ)充；

還優(yōu)選的含鈰鑄片磁體的組份及重量百分含量為：

Pr：7.0～8.0％、Nd：22.0～23.0％、B：0.8～1.2％、Al：0.08～0.1％、Cu：0.15～0.2％、Zr：0.18～0.2％、Ga：0.18～0.22％、Co：0.2～0.4％、余量用Fe補(bǔ)充；

更優(yōu)選的含鈰鑄片磁體的組份及重量百分含量為：

Pr：7.5％、Nd：22.5％、B：1.0％、Al：0.1％、Cu：0.18％、Zr：0.2％、Ga：0.20％、Co：0.3％、余量用Fe補(bǔ)充；

制備該含鈰鑄片磁體的制備方法包括以下步驟：

1)鑄片熔煉：將按比例配比的金屬原料投入真空感應(yīng)速凝鑄片爐，抽真空，在800～1000℃下熔煉，加熱至金屬Pr開始熔化時，充入高純氬氣，金屬原料融化后經(jīng)超聲混勻，當(dāng)合金熔液表面結(jié)膜后，澆注到旋轉(zhuǎn)的水冷銅棍上，經(jīng)快速冷卻成厚度為0.25～0.35mm的鑄片；

2)氫粉碎：將步驟1)得到的鑄片投入氫碎爐，在500～540℃下脫氫，得到100～110μm的合金顆粒；

3)氣流磨粉碎：將步驟2)得到的合金顆粒在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入氣流磨中，經(jīng)氣流磨粉碎成3.4～4.4μm的合金粉末；

4)磁場取向成型：將步驟3)得到的合金粉末投入磁場壓機(jī)，在1.9T的磁場下取向成型，得到壓坯；

5)等靜壓：將經(jīng)步驟4)成型后的壓坯，再裝入等靜壓機(jī)的高壓腔中，在190-200MPa的壓力下保持10-20s；

6)燒結(jié)：將經(jīng)步驟5)的壓坯投入真空燒結(jié)爐中，抽真空，在1055～1110℃，恒溫2.5～3.5小時；一級回火溫度為860～960℃，恒溫1.5～2.5小時；二級回火溫度為460～660℃，恒溫2.5～4.5小時；最后得到燒結(jié)磁體；

7)檢測：測試產(chǎn)品的磁參數(shù)。

采用本發(fā)明合金組份為原料，采用該鑄片熔煉工藝，可以得到優(yōu)良的鑄片組織，鑄片厚度為0.25～0.35mm，可完全抑制α-Fe晶體的出現(xiàn)，有利于后續(xù)的制粉、取向、燒結(jié)的進(jìn)行，并可得到高性能的永磁體。

所述步驟1)中，金屬原料融化后也可經(jīng)電磁攪拌混勻。

所述步驟6)中燒結(jié)溫度為1060℃，恒溫3小時；一級回火溫度為850℃，恒溫2小時；二級回火溫度為500℃，恒溫3小時。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)鑄片熔煉工藝使鑄片組織沒有α-Fe晶體存在，鑄片破碎更容易，后續(xù)制粉也更容易，從而節(jié)約了人力物力，縮短了生產(chǎn)周期。