[發明專利]耐高溫同步電機磁鋼的制備方法

在審

• 申請號: 201711187832.9
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107931621A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 徐嘉誠
• 申請（專利權）人: 浙江中杭新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F9/02;B22F1/00;B22F3/02;B22F3/10;B22F3/24;C23C24/08;C22C38/00;C22C38/10;C22C38/12;C22C38/16;C22C38/08;C22C38/14;C
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技術領域

本發明涉及釹鐵硼磁鋼，特別是耐高溫同步電機磁鋼的制備方法。

背景技術

同步電機，是一種常用的交流電機，同步電機是電力系統的心臟，它是一種集旋轉與靜止、電磁變化與機械運動于一體，實現電能與機械能變換的元件，其動態性能十分復雜，而且其動態性能又對全電力系統的動態性能有極大影響。

燒結釹鐵硼磁鋼具有磁性能高、價格低等突出優點而被應用于同步電機領域。然而其居里溫度較低，溫度系數較大，耐高溫性能不佳。隨著同步電機領域對燒結釹鐵硼磁鋼要求的不斷提升，對其耐溫性能也提出了更高的要求，但是目前電機所需要的磁鋼研究仍處于起步階段，因此，急需要一款耐高溫同步電機磁鋼以應對市場的需求。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種耐高溫同步電機磁鋼的制備方法。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案為：一種耐高溫同步電機磁鋼的制備方法，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的12-14wt％PrNd、6-7wt％B，余量為Fe和不可避免的金屬雜質的配比，裝入真空感應爐中，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，最后經過氫破碎后的主相經氣流磨制得粒度為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％Zn、0.5-0.8wt％Ce、0.2-0.3wt％Ni、0.1-0.3wt％Ti，余量為Fe和不可避免的金屬雜質的配比，裝入真空感應爐中，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，最后經過氫破碎后的富釹相經氣流磨制得粒度為1.0-2.0μm的富釹相粉料；

步驟三、制備抗氧化劑，按照以重量份計的50-70份石油醚，20-30份聚環氧乙烷烷基醚、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，放入混料機中混合2小時，在恒定磁場環境中用模具壓制成毛坯，再將毛坯在500℃真空條件下預燒2小時，讓變成氣體的抗氧化劑、潤滑劑排出，然后充氬氣保護在1200℃燒結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；

步驟六、制備耐高溫釹鐵硼磁鋼，在釹鐵硼磁鋼表面噴涂耐高溫陶瓷粉末，其中所述耐高溫陶瓷粉末的制備方法是按以重量份計的50-60份氧化鋁、20-30份二氧化鈦、10-15份氮化硅、1-5份磷酸二氫鋁、2-8份氧化釔、1-3份氧化鎳的配比攪拌均勻，然后放置于高溫爐中進行加熱，溫度為800-900℃，加熱2h后冷卻研磨成粉即可。

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粉將擴散到液態的富釹相中，并通過形成低熔點的富Nd-Cu相，提高磁體的流變性能，使磁體的微觀結構優化，提升了磁性能。

通過添加少量Ga，被Ga取代的Fe原子進入富釹相形成Nd-Fe-Ga-B相，彌補了引進非磁性原子Ga所引起的磁性能降低；此外GaNd在燒結時是液相，能起到助燒結作用，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，石油醚和聚環氧乙烷烷基醚以及亞磷酸酯類之間具有協同作用，同時在稀土硝酸鹽的催化下，能夠促進抗氧化劑發揮功效。

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