[發(fā)明專利]混合勵磁同步電機(jī)磁鋼的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711186375.1
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107931598A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐嘉誠
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江中杭新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/02;C22C38/00;C22C38/10;C22C38/12;C22C38/16;C22C38/08;C22C38/14;B22F3/10;B22F3/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及釹鐵硼磁鋼，特別是混合勵磁同步電機(jī)磁鋼的制備方法。

背景技術(shù)

永磁電機(jī)具有突出優(yōu)點(diǎn)：無勵磁損耗，效率高等。但勵磁磁場難以調(diào)節(jié)已經(jīng)成為限制其在大功率和高可靠性場合應(yīng)用和推廣的瓶頸。混合勵磁同步電機(jī)兼具永磁電機(jī)高效率和電勵磁電機(jī)勵磁可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，已引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，而目前電機(jī)所需要的磁鋼研究仍處于起步階段，因此，急需要一款混合勵磁同步電機(jī)磁鋼以應(yīng)對市場的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種混合勵磁同步電機(jī)磁鋼的制備方法。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種混合勵磁同步電機(jī)磁鋼的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、制備釹鐵硼主相粉料，按照以重量百分比計(jì)的12-14wt％PrNd、6-7wt％B，余量為Fe和不可避免的金屬雜質(zhì)的配比，裝入真空感應(yīng)爐中，加熱溫度為1500-1650℃，制得主相鑄片，然后將制得的主相鑄片放入氫碎爐中氫破碎，最后經(jīng)過氫破碎后的主相經(jīng)氣流磨制得粒度為2.8-3μm的主相粉料；

步驟二、制備富釹相粉料，按照以重量百分比計(jì)的11-13wt％PrNd、1-5wt％Co、1-5wt％Nb、2-3wt％Cu、0.5-0.8wt％Ga、1-2wt％Mo、0.2-0.5wt％Gd、0.5-0.8wt％Er、0.2-0.3wt％Ni、0.1-0.3wt％Ti，余量為Fe和不可避免的金屬雜質(zhì)的配比，裝入真空感應(yīng)爐中，加熱溫度為1800-1850℃，制備富釹相鑄片，然后將制得的富釹相鑄片放入氫碎爐中氫破碎，最后經(jīng)過氫破碎后的富釹相經(jīng)氣流磨制得粒度為1.0-2.0μm的富釹相粉料；

步驟三、制備抗氧化劑，按照以重量份計(jì)的50-70份石油醚，20-30份聚環(huán)氧乙烷烷基醚、10-15份亞磷酸酯類以及1-5份稀土硝酸鹽的配比，混合均勻，靜置24h后取上清液；

步驟四、制備潤滑劑，按照以重量份計(jì)的30-40份硬脂酸鈣，1-5份石墨烯，1-2份乳化劑、2-8份氧化乙烯/氧化丙烯共聚物、50-80份溶劑的配比攪拌均勻，并在80℃水浴中加熱6h后即得；

步驟五、制備釹鐵硼磁鋼，按照以重量份計(jì)的80-90份主相、5-20份富釹相、1-2份抗氧化劑、0.5-2份潤滑劑，放入混料機(jī)中混合2小時，在恒定磁場環(huán)境中用模具壓制成毛坯，再將毛坯在500℃真空條件下預(yù)燒2小時，讓變成氣體的抗氧化劑、潤滑劑排出，然后充氬氣保護(hù)在1200℃燒結(jié)4小時，接著一級回火至800℃保溫2小時后，再二級回火至400℃保溫2小時即可得到釹鐵硼磁鋼。

所述抗氧化劑中的亞磷酸酯類為三乙基亞磷酸酯、三異癸基亞磷酸酯、三苯基亞磷酸酯中的一種或幾種。

所述潤滑劑中的溶劑為松節(jié)油或者二甲基甲酰胺。

在本專利中，為了避免富釹相被提前氧化而導(dǎo)致矯頑力降低，故將釹鐵硼主相粉末和富釹相粉料分開制備，從而既能保持高剩磁，又能保持高矯頑力。

在釹鐵硼粉末中通過添加Cu粉后，Cu主要以NdCu2的形式存在于富釹相中，在熱變形溫度下，Cu粉將擴(kuò)散到液態(tài)的富釹相中，并通過形成低熔點(diǎn)的富Nd-Cu相，提高磁體的流變性能，使磁體的微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提升了磁性能。

通過添加少量Ga，被Ga取代的Fe原子進(jìn)入富釹相形成Nd-Fe-Ga-B相，彌補(bǔ)了引進(jìn)非磁性原子Ga所引起的磁性能降低；此外GaNd在燒結(jié)時是液相，能起到助燒結(jié)作用，使磁體致密化，減少了主相顆粒間的直接接觸，有效降低了磁性顆粒間的磁耦合，提升了磁體矯頑力。

在制備過程使用的抗氧化劑，石油醚和聚環(huán)氧乙烷烷基醚以及亞磷酸酯類之間具有協(xié)同作用，同時在稀土硝酸鹽的催化下，能夠促進(jìn)抗氧化劑發(fā)揮功效。

在制備過程使用的潤滑劑，硬脂酸鈣和石墨烯作為無機(jī)潤滑劑，氧化乙烯/氧化丙烯共聚物作為有機(jī)潤滑劑，可以互相促進(jìn)，只需要小劑量的潤滑劑，就能達(dá)到潤滑作用。

本發(fā)明得到的一種混合勵磁同步電機(jī)磁鋼的制備方法，其技術(shù)效果是通過Cu粉的添加，降低了合金回火溫度，節(jié)約成本；Cu與富釹相形成NdCu2沿晶界分布，優(yōu)化了磁體微觀結(jié)構(gòu)，提高了磁體的磁性能。通過添加少量Ga元素，優(yōu)化燒結(jié)Nd-Fe-B系的成分，可極大地改善其磁性能，特別是矯頑力。

另外本專利申請中為了避免富釹相被提前氧化而導(dǎo)致矯頑力降低，故將釹鐵硼主相粉末和富釹相粉料分開制備，從而既能保持高剩磁，又能保持高矯頑力。

具體實(shí)施方式

以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。