專利名稱：：一種耐熱抗氧化含氮各向異性稀土永磁合金粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于稀土永磁材料制造領(lǐng)域，涉及稀土永磁合金各向異性磁粉及耐熱抗氧化各向異性粘結(jié)磁體的制造方法。技術(shù)背景粘結(jié)稀土鐵硼系磁體具有優(yōu)異的磁性能、機(jī)械性能和良好的可加工性，己廣泛應(yīng)用于家電、汽車、電腦、醫(yī)療設(shè)備等高科技領(lǐng)域。目前，粘結(jié)稀土鐵硼系磁體分為各向同性和各向異性兩種磁體，前者生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低而被大量使用，主要用于音圈電機(jī)、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及汽車用微特電機(jī)中；后者生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜，成本較高，但磁性能十分優(yōu)異，主要應(yīng)用于一些要求比較特殊的場(chǎng)合。近幾年來(lái)，隨著汽車及電子器件向微型化、低能耗、高性能趨勢(shì)迅猛發(fā)展，對(duì)各種類型微特電機(jī)及微小元器件用磁體的需求變得越來(lái)越大。研究表明，采用高性能各向異性磁體制備出的微特電機(jī)在使用性能、效率保持不變的情況下其體積可以減小50%，并且能耗大為降低。在現(xiàn)有的各向異性稀土鐵硼系磁體中，普遍采用氫化--歧化--脫氫--重組(即HDDR)工藝方法制備各向異性磁性粉末，這種磁性粉末具有十分優(yōu)異的磁性能。最新報(bào)道稱通過(guò)對(duì)這種方法改進(jìn)后得到的各向異性磁粉其最大磁能積已達(dá)到27MGOe，最高使用溫度達(dá)到了130150°C，并可實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。日本愛(ài)知制鋼株式會(huì)社在這方面的研究做出了重大貢獻(xiàn)，并申請(qǐng)了一系列HDDR工藝方面的專利，他們?cè)趯＠鸆N96103173.5、CN99123355.7、CN1153226中通過(guò)對(duì)HDDR工藝的改迸，調(diào)整氫化反應(yīng)時(shí)的氫壓和溫度以降低反應(yīng)速率，得到了再結(jié)晶組織微細(xì)化和均一化的高各向異性化率及高矯頑力的磁粉。但是，采用這種HDDR法生產(chǎn)的各向異性磁粉溫度穩(wěn)定性都較差，在高溫時(shí)的矯頑力下降太快，且十分容易氧化，從而導(dǎo)致制備出的磁體耐熱性差，抗氧化能力減弱，磁性能普遍降低，使得其在微特電機(jī)中的應(yīng)用受到了嚴(yán)重的限制。為改善耐熱性和抗氧化性，他們?cè)趯＠鸆N1198291C中又提出在氫化后的RFeBHx粉中加入以鏑或鏑合金的氫化合物為主的擴(kuò)散粉進(jìn)行混合，通過(guò)擴(kuò)散熱處理及隨后的脫氫工序可以得到高矯頑力及高各向異性磁粉，用這種磁粉制備的磁體具有優(yōu)良的減磁率。但是，上述方法僅采用提高矯頑力的方法來(lái)提高磁體的使用溫度，并沒(méi)有從本質(zhì)上提高材料的耐熱性。研究發(fā)現(xiàn)，間隙原子(C、N、H)進(jìn)入到稀土鐵化合物中會(huì)對(duì)化合物的性能產(chǎn)生較大的影響，稱為間隙原子效應(yīng)。間隙原子效應(yīng)能夠提高化合物的居里溫度、飽和磁化強(qiáng)度及各向異性場(chǎng)。北京大學(xué)的楊應(yīng)昌院士發(fā)明了1:12型高居里溫度的釹鐵氮化合物(NdF&2-xMxNy)，指出這種化合物制得的磁粉具有耐熱性高、抗氧化能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但磁粉的磁性能低于HDDR工藝得到的各向異性釹鐵硼磁粉。也有學(xué)者研究了氮原子在稀土鐵硼化合物中的間隙原子效應(yīng)，日本專利JP05-094907、JP60-176202和JP03-148805中指出氮原子進(jìn)入間隙后，可以提高居里溫度，改善磁體的磁性能。但并未涉及材料抗氧化性能和熱穩(wěn)定性的問(wèn)題，而且上述專利中的材料成分與本專利有較大差別。后來(lái)的學(xué)者卻認(rèn)為氮原子進(jìn)入晶格中，體積發(fā)生膨脹，雖然提高了居里溫度，但也降低了飽和磁化強(qiáng)度及各向異性場(chǎng)，弓l起磁性能下降。然而從其所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，氮原子進(jìn)入晶格間隙后對(duì)飽和磁化強(qiáng)度及各向異性場(chǎng)的降低幅值卻很小，這種微小變化能對(duì)材料整體性能而言具體會(huì)造成多大的影響還未曾有過(guò)報(bào)道。專利US5114502、US5122203、US5244510、US5266128認(rèn)為利用純氮或含氮的氣體對(duì)粉末進(jìn)行鈍化處理，通過(guò)在粉末表面形成一層氮化膜來(lái)提高粉末的抗氧化和抗腐蝕能力，但并未涉及氮原子在化合物中的間隙原子效應(yīng)?；谏鲜鰡?wèn)題，作者對(duì)稀土永磁合金吸氮行為及性能變化進(jìn)行了仔細(xì)的研究，發(fā)現(xiàn)間隙氮原子進(jìn)入化合物晶體間隙后，氮原子的百分含量對(duì)化合物的性能有很大的影響。氮原子的間隙效應(yīng)提高了化合物的居里溫度，并較大程度上改善了化合物的抗氧化性能。間隙原子對(duì)飽和磁化強(qiáng)度及各向異性場(chǎng)的影響，可以通過(guò)控制氮化工藝參數(shù)，調(diào)節(jié)氮原子進(jìn)入化合物中的百分含量來(lái)加以改善，從而可以保證在磁性能影響不大的前提下較大幅度的提高材料的耐熱性及抗氧化性。為了保證吸氮后磁粉的性能，作者通過(guò)添加合金元素，優(yōu)化成份組成，兼顧HDDR工藝及氮化工藝的特點(diǎn)，提出在HDDR工藝制備出高性能各向異性磁粉的基礎(chǔ)上引入氮化工藝，通過(guò)氮原子的間隙效應(yīng)來(lái)改善磁粉的耐熱性及抗氧化性，得到了一種綜合性能優(yōu)良的含氮各向異性稀土永磁合金粉及其制造方法。這種磁粉在耐熱性、抗氧化能力方面得到提高的同時(shí)，又保持了原有粉末的高剩磁、高矯頑力和其它磁性能，這種工藝的改進(jìn)可以有效地防止磁粉在后續(xù)處理過(guò)程中的氧化，使制備的磁體既具有較高的耐熱性和卓越的抗氧化性，又具有十分優(yōu)異的磁性能，這種材料特別適合于當(dāng)今微特電機(jī)的使用要求。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種新的磁粉及磁體制造方法。本發(fā)明的主要目的是提供一種耐熱性好、抗氧化能力強(qiáng)、適合于各類微特電機(jī)用的各向異性磁粉、磁體及其制造方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種含氮各向異性稀土永磁合金粉，該磁粉的成分是以稀土(R)、硼(B)及過(guò)渡族金屬元素(T)為主要成分再添加其它合金元素組成，磁粉中氮原子的重量百分含量為0.010.5%，磁粉中粒度在10300拜之間的粉末占總體重量的百分比大于80頁(yè)本發(fā)明所述的含氮各向異性稀土永磁合金粉的化學(xué)計(jì)量式為JcRyrzBwMtfN，式中R為包括鈧(Sc)和釔(Y)在內(nèi)的稀土元素中的一種或幾種；T為過(guò)渡族金屬元素鐵(Fe)和鈷(Co)中的一種或兩種組合，M為改善合金微觀組織和磁性能的合金添加元素，包括除Fe、Co以外的過(guò)渡族金屬和鋁(A1)、硅(Si)、鍺(Ge)、鎵(Ga)、銦(In)、鉈(Ta)、錫(Sn)、鉛(Pb)、銻(Sb)、鉍(Bi)中的一種或多種組合，式中;c、》z、w、《分別是指各組元的重量百分含量，且x=2632，_V=0.851.25，z=0.012.5，《=0.010.5,w為余量。本發(fā)明中的含氮各向異性稀土永磁合金粉是將成分為;cR/TzBvvM的稀土永磁合金經(jīng)氫化—歧化—脫氫—重組(HDDR)工藝制成高性能各向異性粉，再經(jīng)過(guò)氮化、粒度調(diào)整等工藝處理后得到的一種含氮粉體。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種含氮各向異性稀土合金磁粉的制備方法，其特征在于將成分為xRyr^BwM的稀土合金經(jīng)氫化--歧化--脫氫--重組(HDDR)處理后制成高性能各向異性磁粉，再將磁粉置于含氮?dú)怏w中進(jìn)行加熱，氮原子通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入粉體內(nèi)部晶格間隙中形成;cRyTzBwM《N化合物，再把這種氮化合物粉體過(guò)篩并進(jìn)行粒度調(diào)整，磁粉中粒度在10300nm之間的粉末占總體重量的百分比大于80%。本發(fā)明采用的氮化工工藝為將經(jīng)過(guò)氫化-歧化--脫氫--重組(HDDR)處理后的各向異性粉置于純氮(氨)氣或含有氮(氨)分壓的惰性氣體中進(jìn)行加熱，氮?dú)鈮毫虻謮簽?.51.5MPa，氮化溫度為400600'C，氮化時(shí)間為15小時(shí)。為有效控制進(jìn)入晶格間隙中的氮原子數(shù)，必須嚴(yán)格控制氣體壓力、氮化時(shí)間、氮化溫度這幾個(gè)工藝參數(shù)。氮(氨)氣壓力過(guò)低，氮原子不能進(jìn)入晶體間隙中，氮(氨)氣壓力過(guò)高，吸氮過(guò)程易于達(dá)到飽和，導(dǎo)致進(jìn)入間隙中的氮原子數(shù)超標(biāo)。氮化溫度對(duì)晶粒度有較大影響，溫度過(guò)低時(shí)不發(fā)生氮化反應(yīng)，溫度過(guò)高又會(huì)引起晶粒的長(zhǎng)大，導(dǎo)致磁粉的矯頑力降低。氮化反應(yīng)過(guò)程較慢，氮化時(shí)間可適當(dāng)延長(zhǎng)，但必須考慮在氮化溫度下長(zhǎng)時(shí)間保溫所造成的晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象。在上述含氮各向異性稀土永磁合金粉(組成式為;cRyTzBwMaN)中，氮含量S值介于0.01~0.5之間，因?yàn)樵谶@個(gè)范圍內(nèi)磁粉的綜合性能最好，增加間隙氮原子的百分含量，居里溫度不再明顯提高，但磁性能會(huì)急劇降低，因此s值要盡可能偏低。氮化后的粒度調(diào)整工序，可以采用氣流磨、球磨或盤(pán)磨方法中的任意一種，并進(jìn)行過(guò)篩分級(jí)處理，保證磁粉中粒度在1030(^111之間的粉末占總體重量的百分比大于80%，并且混合均勻。通過(guò)粗細(xì)粉的合理搭配，可以保證取向壓制時(shí)得到高致密度和高取向度的壓坯。為得到氮化工序所需的高性能各向異性磁粉，本發(fā)明也提供了一種制備各向異性磁粉的氫化—歧化—脫氫—重組(HDDR)工藝，包括以下步驟將原料稀土合金破碎成適當(dāng)大小的碎塊，置于長(zhǎng)筒狀不銹鋼管中，抽真空至lxl(r3Pa，然后通入高純氫氣，氫氣壓力為0.10.2MPa，在25400'C下使原料吸氫至飽和。這一過(guò)程主要是氫氣與富稀土相發(fā)生反應(yīng)形成RHx化合物，同時(shí)有少量氫氣進(jìn)入主相晶格間隙中，主相不發(fā)生分解，因此通入的氫氣壓力盡可能大，有利于縮短吸氫至飽和的時(shí)間。當(dāng)氫氣壓力變化不大后，便可對(duì)容器進(jìn)行緩慢升溫至72082(TC，并保溫3小時(shí)，整個(gè)加熱過(guò)程應(yīng)時(shí)刻調(diào)節(jié)氫氣壓力，并使之維持在3050KPa之間。歧化分解過(guò)程位于這一溫度區(qū)間，因此氫氣壓力必須嚴(yán)格控制，氫氣壓力過(guò)大分解反應(yīng)急劇，會(huì)導(dǎo)致各向異性化率降低。氫氣壓力不足會(huì)使反應(yīng)變緩，在保溫時(shí)間內(nèi)不足以全部發(fā)生分解，從而導(dǎo)致后續(xù)過(guò)程中磁粉晶粒大小不均?？紤]分解反應(yīng)為放熱反應(yīng)，加熱溫度應(yīng)盡可能偏低。分解過(guò)程結(jié)束后，快速升溫至750~850°C，并保溫3060分鐘，氫氣壓力維持在15KPa范圍內(nèi)。為防止晶粒急劇長(zhǎng)大，應(yīng)縮短保溫時(shí)間，但考慮脫氫重組過(guò)程只有緩慢進(jìn)行才可以得到較好的各向異性，因此需適當(dāng)提高氫氣壓力，防止氫氣快速脫出。在隨后的冷卻過(guò)程中，為保證徹底地去除氫，真空度設(shè)為lxlO—3Pa,同時(shí)為防止晶粒長(zhǎng)大，應(yīng)盡快冷卻至室溫，最終制得高性能的各向異性稀土永磁合金粉。本發(fā)明中的粘結(jié)磁體是利用上述方法所制備出的高性能含氮各向異性稀土永磁合金粉為原料，通過(guò)添加一定量的粘結(jié)劑，并在磁場(chǎng)下取向成型，其成型工藝可采用模壓、注射成型和擠壓成型的方法。本發(fā)明所用原料稀土合金，其熔煉加熱方式為中頻感應(yīng)加熱或電極電弧加熱，鑄錠為普通鑄錠、薄板鑄錠或通過(guò)甩帶方式形成的快冷厚帶(也稱速凝薄片)。本發(fā)明所用原料稀土合金是在惰性氣體保護(hù)下采用鄂式破碎機(jī)或其它破碎形式進(jìn)行破碎。利用上述方法制備的含氮各向異性稀土永磁合金粉及其磁體具有低氧含量、高使用溫度和極好的抗氧化性能。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。具體實(shí)施方式實(shí)施例l將具有20Nd7.8Prl.2Dy66.7Fel.5Col.5Ga0.25Nbl.05B成分組成的薄板狀合金鑄錠，在惰性氣體保護(hù)下于鍔式破碎機(jī)中破碎成小塊合金，隨后置于氫化爐中，抽真空至lxl(T3Pa，然后通入0.2旨&的高純氫氣，在室溫條件下使原料吸氣至飽和。當(dāng)氣氣壓力變化不明顯后，對(duì)合金料進(jìn)行緩慢升溫至720°C，并保溫5小時(shí)，整個(gè)加熱過(guò)程中不斷補(bǔ)充氫氣壓力，始終保持氫氣壓力在50KPa。然后快速升溫至750'C，并保溫30分鐘，氧氣壓力為5KPa。再抽真空至lxl0—spa，快速冷卻至室溫。將上述處理好的粉末放于氮化反應(yīng)爐內(nèi)，抽真空至lxl0—4a后，通入高純氮?dú)?，氮?dú)鈮毫?.5MPa;然后加熱升溫至40(TC，并保溫5個(gè)小時(shí)，隨后冷卻至室溫。將上述氮化處理后的磁粉再經(jīng)氣流磨制成細(xì)粉，并進(jìn)行過(guò)篩分級(jí)處理，磁粉中粒度在10300nm之間的粉末占總體重量的80%，經(jīng)過(guò)粒度調(diào)整后的粉末即為本發(fā)明中的含氮各向異性稀土永磁合金粉。往上述含氮各向異性釹鐵硼磁粉中加入2.5%(重量比)環(huán)氧樹(shù)酯作為粘結(jié)劑，在振動(dòng)混料機(jī)中逬行振動(dòng)混合，混合時(shí)不斷滴入0.5%的丙酮。均勻混合后的粉末在磁場(chǎng)為4T的脈沖磁場(chǎng)中反復(fù)取向3次，然后在90MPa的壓力下溫壓成形，成形溫度為15(TC，然后固化得到耐熱抗氧化含氮各向異性稀土鐵硼粘結(jié)磁體。磁粉抗氧化性測(cè)量方法是把磁粉放在400'C的空氣氣氛中保溫lh后，測(cè)量其氧化增重率來(lái)衡量。磁粉及磁體性能見(jiàn)表l。實(shí)施例2將具有20Nd7.8Prl.2Dy66.7Fel.5Col.5Ga0.25Nbl.05B成分組成的合金快冷厚帶，在惰性氣體保護(hù)下于鍔式破碎機(jī)中破碎成小塊合金，隨后置于氫化爐中，抽真空至lxlO—3Pa，然后通入0.1MPa的髙純氫氣，在室溫條件下使原料吸氫至飽和。當(dāng)氫氣壓力變化不明顯后，對(duì)合金料進(jìn)行緩慢升溫至820'C，并保溫1小時(shí)，整個(gè)加熱過(guò)程中隨時(shí)調(diào)節(jié)壓力，并始終保持在30KPa。然后快速升溫至850'C,并保溫60分鐘，氫氣壓力為3KPa。再抽真空至l><l(r3Pa,快速冷卻至室溫。將上述處理好的粉末放于氮化反應(yīng)爐內(nèi)，抽真空至lxl(^Pa后，通入高純氮?dú)?，氮?dú)鈮毫?.5MPa;然后加熱升溫至60(TC，并保溫1個(gè)小時(shí)，隨后冷卻至室溫。將上述氮化處理后的磁粉再經(jīng)氣流磨制成細(xì)粉，并進(jìn)行過(guò)篩分級(jí)處理，磁粉中粒度在10300nm之間的粉末占總體重量的85%，經(jīng)過(guò)粒度調(diào)整后的粉末即為本發(fā)明中的含氮各向異性稀土永磁合金粉。往上述含氮各向異性釹鐵硼磁粉中加入2.5%(重量比)環(huán)氧樹(shù)酯作為粘結(jié)劑，在振動(dòng)混料機(jī)中進(jìn)行振動(dòng)混合，混合時(shí)不斷滴入0.5%的丙酮。均勻混合后的粉末在磁場(chǎng)為4T的脈沖磁場(chǎng)中反復(fù)取向3次，然后在90MPa的壓力下溫壓成形，成形溫度為15(TC，然后固化得到耐熱抗氧化含氮各向異性稀土鐵硼粘結(jié)磁體。磁粉抗氧化性測(cè)量方法是把磁粉放在400'C的空氣氣氛中保溫lh后，測(cè)量其氧化增重率來(lái)衡量。磁粉及磁體性能見(jiàn)表l。實(shí)施例3將具有20Nd7.8Prl.2Dy69.26Fe0.5A10.14Cul.lB成分組成的合金快冷厚帶，在惰性氣體保護(hù)下于鍔式破碎機(jī)中破碎成小塊合金，隨后置于氫化爐中，抽真空至lxlO—3Pa，然后通入0.15MPa的高純氫氣，并加熱到400'C，使原料吸氫至飽和。當(dāng)氫氣壓力變化不明顯后，對(duì)合金料進(jìn)行緩慢升溫至770'C,并保溫3小時(shí)，整個(gè)加熱過(guò)程中隨時(shí)調(diào)節(jié)壓力，并始終保持在40KPa。然后快速升溫至800'C，并保溫45分鐘，氫氣壓力為lKPa。再抽真空至lxlO—3Pa，快速冷卻至室溫。將上述處理好的粉末放于氮化反應(yīng)爐內(nèi)，.抽真空至1x10—^a后，通入高純氮?dú)?，氮?dú)鈮毫閘MPa;然后加熱升溫至50(TC，并保溫3個(gè)小時(shí)，隨后冷卻至室溫。將上述氮化處理后的磁粉再經(jīng)氣流磨制成細(xì)粉,并迸行過(guò)篩分級(jí)處理，磁粉中粒度在1030(Hmi之間的粉末占總體重量的85%，經(jīng)過(guò)粒度調(diào)整后的粉末即為本發(fā)明中的含氮各向異性稀土永磁合金粉。往上述含氮各向異性釹鐵硼磁粉中加入2.5%(重量比)環(huán)氧樹(shù)酯作為粘結(jié)劑，在振動(dòng)混料機(jī)中進(jìn)行振動(dòng)混合，混合時(shí)不斷滴入0.5%的丙酮。均勻混合后的粉末在磁場(chǎng)為4T的脈沖磁場(chǎng)中反復(fù)取向3次，然后在90MPa的壓力下溫壓成形，成形溫度為15(TC，然后固化得到耐熱抗氧化含氮各向異性稀土鐵硼粘結(jié)磁體。磁粉抗氧化性測(cè)量方法是把磁粉放在40(TC的空氣氣氛中保溫lh后，測(cè)量其氧化增重率來(lái)衡量。磁粉及磁體性能見(jiàn)表l。實(shí)施例4將具有23Nd7.8Prl.2Dy65.21Fe0.9Co0.5Ga0.14Zrl.25B成分組成的合金快冷厚帶，在惰性氣體保護(hù)下于鍔式破碎機(jī)中破碎成小塊合金，隨后置于氫化爐中，抽真空至lxl(T3Pa，然后通入0.15MPa的高純氫氣，在200'C下使原料吸氫至飽和。當(dāng)氫氣壓力變化不明顯后，對(duì)合金料進(jìn)行緩慢升溫至770'C，并保溫3小時(shí)，整個(gè)加熱過(guò)程中隨時(shí)調(diào)節(jié)壓力，并始終保持在40KPa。然后快速升溫至80(TC,并保溫40分鐘，氫氣壓力為3KPa。再抽真空至lxl(T3Pa，快速冷卻至室溫。將上述處理好的粉末放于氮化反應(yīng)爐內(nèi)，抽真空至lxlO^Pa后，通入高純氮?dú)?，氮?dú)鈮毫閘MPa;然后加熱升溫至50(TC，并保溫3個(gè)小時(shí)，隨后冷卻至室溫。將上述氮化處理后的磁粉再經(jīng)氣流磨制成細(xì)粉，并進(jìn)行過(guò)篩分級(jí)處理，磁粉中粒度在10300Mm之間的粉末占總體重量的85%，經(jīng)過(guò)粒度調(diào)整后的粉末即為本發(fā)明中的含氮各向異性稀土永磁合金粉。往上述含氮各向異性釹鐵硼磁粉中加入2.5%(重量比)環(huán)氧樹(shù)酯作為粘結(jié)劑，在振動(dòng)混料機(jī)中進(jìn)行振動(dòng)混合，混合時(shí)不斷滴入0.5%的丙酮。均勻混合后的粉末在磁場(chǎng)為4T的脈沖磁場(chǎng)中反復(fù)取向3次，然后在90MPa的壓力下溫壓成形，成形溫度為150'C，然后固化得到耐熱抗氧化含氮各向異性稀土鐵硼粘結(jié)磁體。磁粉抗氧化性測(cè)量方法是把磁粉放在40(TC的空氣氣氛中保溫lh后，測(cè)量其氧化增重率來(lái)衡量。磁粉及磁體性能見(jiàn)表l。實(shí)施例5將具有17Nd8PrlDy70.65Fel.5Col.5Gal.0Nb0.85B成分組成的合金快冷厚帶，在惰性氣體保護(hù)下于鍔式破碎機(jī)中破碎成小塊合金，隨后置于氫化爐中，抽真空至lxlO—3Pa，然后通入0.15MPa的高純氫氣，在20(TC下使原料吸氫至飽和。當(dāng)氫氣壓力變化不明顯后，對(duì)合金料進(jìn)行緩慢升溫至770'C，并保溫3小時(shí)，整個(gè)加熱過(guò)程中隨時(shí)調(diào)節(jié)壓力，并始終保持在40KPa。然后快速升溫至800'C，并保溫40分鐘，氫氣壓力為3KPa。再抽真空至lxl(T乍a,快速冷卻至室溫。將上述處理好的粉末放于氮化反應(yīng)爐內(nèi)，抽真空至lxlO—Spa后，通入高純氮?dú)猓獨(dú)鈮毫閘MPa;然后加熱升溫至500'C，并保溫3個(gè)小時(shí)，隨后冷卻至室溫。將上述氮化處理后的磁粉再經(jīng)氣流磨制成細(xì)粉，并進(jìn)行過(guò)篩分級(jí)處理，磁粉中粒度在10300Min之間的粉末占總體重量的85%，經(jīng)過(guò)粒度調(diào)整后的粉末即為本發(fā)明中的含氮各向異性稀土永磁合金粉。往上述含氮各向異性釹鐵硼磁粉中加入2.5%(重量比)環(huán)氧樹(shù)酯作為粘結(jié)劑，在振動(dòng)混料機(jī)中進(jìn)行振動(dòng)混合，混合時(shí)不斷滴入0.5%的丙酮。均勻混合后的粉末在磁場(chǎng)為4T的脈沖磁場(chǎng)中反復(fù)取向3次，然后在90MPa的壓力下溫壓成形，成形溫度為15(TC,然后固化得到耐熱抗氧化含氮各向異性稀土鐵硼粘結(jié)磁體。磁粉抗氧化性測(cè)量方法是把磁粉放在40(TC的空氣氣氛中保溫lh后，測(cè)量其氧化增重率來(lái)衡量。磁粉及磁體性能見(jiàn)表l。實(shí)施例6將具有21Nd8PrlDy68.79Fe0.01All.2B成分組成的合金快冷厚帶，在惰性氣體保護(hù)下于鍔式破碎機(jī)中破碎成小塊合金，隨后置于氫化爐中，抽真空至lxl(T3Pa，然后通入0.15MPa的高純氫氣，在20(TC下使原料吸氫至飽和。當(dāng)氫氣壓力變化不明顯后，對(duì)合金料進(jìn)行緩慢升溫至770'C，并保溫3小時(shí)，整個(gè)加熱過(guò)程中隨時(shí)調(diào)節(jié)壓力，并始終保持在40KPa。然后快速升溫至800'C,并保溫40分鐘，氫氣壓力為3KPa。再抽真空至lxl(T3Pa,快速冷卻至室溫。將上述處理好的粉末放于氮化反應(yīng)爐內(nèi)，抽真空至lxl(^Pa后，通入高純氮?dú)?，氮?dú)鈮毫閘MPa;然后加熱升溫至500'C，并保溫3個(gè)小時(shí)，隨后冷卻至室溫。將上述氮化處理后的磁粉再經(jīng)氣流磨制成細(xì)粉，并進(jìn)行過(guò)篩分級(jí)處理，磁粉中粒度在1030(Vm之間的粉末占總體重量的90%，經(jīng)過(guò)粒度調(diào)整后的粉末即為本發(fā)明中的含氮各向異性稀土永磁合金粉。往上述含氮各向異性釹鐵硼磁粉中加入2.5%(重量比)環(huán)氧樹(shù)酯作為粘結(jié)劑，在振動(dòng)混料機(jī)中進(jìn)行振動(dòng)混合，混合時(shí)不斷滴入0.5%的丙酮。均勻混合后的粉末在磁場(chǎng)為4T的脈沖磁場(chǎng)中反復(fù)取向3次，然后在90MPa的壓力下溫壓成形，成形溫度為15(TC，然后固化得到耐熱抗氧化含氮各向異性稀土鐵硼粘結(jié)磁體。磁粉抗氧化性測(cè)量方法是把磁粉放在40(TC的空氣氣氛中保溫lh后，測(cè)量其氧化增重率來(lái)衡量。磁粉及磁體性能見(jiàn)表l。實(shí)施例7將具有20Nd7.8Prl.2Dy69.26Fe0.5A10.14Cul.lB成分組成的合金快冷厚帶，在惰性氣體保護(hù)下于鍔式破碎機(jī)中破碎成小塊合金，隨后置于氫化爐中，抽真空至lxlO—3Pa,然后通入0.15MPa的高純氫氣，在200'C下使原料吸氫至飽和。當(dāng)氫氣壓力變化不明顯后，對(duì)合金料進(jìn)行緩慢升溫至77(TC,并保溫3小時(shí)，整個(gè)加熱過(guò)程中隨時(shí)調(diào)節(jié)壓力，并始終保持在40KPa。然后快速升溫至800'C，并保溫40分鐘，氫氣壓力為3KPa。再抽真空至lxl(T3Pa，快速冷卻至室溫。將上述處理好的粉末放于氮化反應(yīng)爐內(nèi)，抽真空至lxl(^Pa后，通入高純氮?dú)猓獨(dú)鈮毫閘MPa;然后加熱升溫至500'C，并保溫3個(gè)小時(shí)，隨后冷卻至室溫。將上述氮化處理后的磁粉再經(jīng)氣流磨制成細(xì)粉，并進(jìn)行過(guò)篩分級(jí)處理，磁粉中粒度在10300nm之間的粉末占總體重量的95%,經(jīng)過(guò)粒度調(diào)整后的粉末即為本發(fā)明中的含氮各向異性稀土永磁合金粉。往上述含氮各向異性釹鐵硼磁粉中加入2.5%(重量比)環(huán)氧樹(shù)酯作為粘結(jié)劑，在振動(dòng)混料機(jī)中進(jìn)行振動(dòng)混合，混合時(shí)不斷滴入0.5%的丙酮。均勻混合后的粉末在磁場(chǎng)為4T的脈沖磁場(chǎng)中反復(fù)取向3次，然后在90MPa的壓力下溫壓成形，成形溫度為150'C，然后固化得到耐熱抗氧化含氮各向異性稀土鐵硼粘結(jié)磁體。磁粉抗氧化性測(cè)量方法是把磁粉放在400°C的空氣氣氛中保溫lh后，測(cè)量其氧化增重率來(lái)衡量。磁粉及磁體性能見(jiàn)表l。實(shí)施例8將具有29.8Ndl.2Dy66.75Fe0.9Co0.2Ga0.15NMB成分組成的合金快冷厚帶，在惰性氣體保護(hù)下于鍔式破碎機(jī)中破碎成小塊合金，隨后置于氫化爐中，抽真空至lxl(T3Pa，然后通入0.2MPa的高純氫氣，在室溫條件下使原料吸氫至飽和。當(dāng)氫氣壓力變化不明顯后，對(duì)合金料進(jìn)行緩慢升溫至740°C，并保溫3小時(shí)，整個(gè)加熱過(guò)程中隨時(shí)調(diào)節(jié)壓力，并始終保持在50KPa。然后快速升溫至770'C，并保溫30分鐘，氫氣壓力為5KPa。再抽真空至lxl(T3Pa，快速冷卻至室溫。將上述處理好的粉末放于氮化反應(yīng)爐內(nèi)，抽真空至lxlO—3Pa后，通入高純氮?dú)猓獨(dú)鈮毫?.5MPa;然后加熱升溫至500'C，并保溫5個(gè)小時(shí)，隨后冷卻至室溫。將上述氮化處理后的磁粉再經(jīng)氣流磨制成細(xì)粉，并進(jìn)行過(guò)篩分級(jí)處理，磁粉中粒度在10300拜之間的粉末占總體重量的85%，經(jīng)過(guò)粒度調(diào)整后的粉末即為本發(fā)明中的含氮各向異性稀土永磁合金粉。往上述含氮各向異性釹鐵硼磁粉中加入20%(體積比)尼龍66作為粘結(jié)劑充分混合，造粒后在5MPa的壓力下注射成型得到磁體，其中成型時(shí)的模腔溫度為80°C。磁粉抗氧化性測(cè)量方法是把磁粉放在400'C的空氣氣氛中保溫lh后，測(cè)量其氧化增重率來(lái)衡量。磁粉及磁體性能見(jiàn)表l。實(shí)施例9將具有22Nd7.8Prl.2Dy67.45Fe0.25A10.15Zr0.lCul.05B成分組成的合金快冷厚帶，在惰性氣體保護(hù)下于鍔式破碎機(jī)中破碎成小塊合金，隨后置于氫化爐中，抽真空至1x10—3Pa，然后通入0.2旨&的高純氫氣，在室溫條件下使原料吸氫至飽和。當(dāng)氫氣壓力變化不明顯后，對(duì)合金料進(jìn)行緩慢升溫至740'C，并保溫3小時(shí)，整個(gè)加熱過(guò)程中隨時(shí)調(diào)節(jié)壓力，并始終保持在50KPa。然后快速升溫至770'C，并保溫30分鐘，氫氣壓力為5KPa。再抽真空至lxl(r3Pa，快速冷卻至室溫。將上述處理好的粉末放于氮化反應(yīng)爐內(nèi)，抽真空至lxl(^Pa后，通入高純氮?dú)?，氮?dú)鈮毫?.5MPa;然后加熱升溫至500'C，并保溫5個(gè)小時(shí)，隨后冷卻至室溫。將上述氮化處理后的磁粉再經(jīng)氣流磨制成細(xì)粉，并進(jìn)行過(guò)篩分級(jí)處理，磁粉中粒度在1030(Him之間的粉末占總體重量的85%,經(jīng)過(guò)粒度調(diào)整后的粉末即為本發(fā)明中的含氮各向異性稀土永磁合金粉。往上述含氮各向異性釹鐵硼磁粉中加入20%(體積比)尼龍66作為粘結(jié)劑充分混合，造粒后在5MPa的壓力下注射成型得到磁體，其中成型時(shí)的模腔溫度為8(TC。磁粉抗氧化性測(cè)量方法是把磁粉放在400'C的空氣氣氛中保溫lh后，測(cè)量其氧化增重率來(lái)衡量。磁粉及磁體性能見(jiàn)表l。表l各實(shí)施例中磁粉及磁體性能<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>權(quán)利要求1.一種耐熱抗氧化含氮各向異性稀土永磁合金粉，其特征在于磁粉是一種以稀土(R)、硼(B)及過(guò)渡族金屬元素(T)為主要成分的含氮(N)合金粉末，其化學(xué)組成式為xRyTzBwMδN，式中R為包括鈧(Sc)和釔(Y)在內(nèi)的稀土元素中的一種或幾種；T為過(guò)渡族金屬元素鐵(Fe)和鈷(Co)中的一種或兩種組合，M為改善合金微觀組織和磁性能的合金添加元素，包括除Fe、Co以外的過(guò)渡族金屬和鋁(Al)、硅(Si)、鍺(Ge)、鎵(Ga)、銦(In)、鉈(Ta)、錫(Sn)、鉛(Pb)、銻(Sb)、鉍(Bi)中的一種或多種組合；式中x、y、z、w、δ分別是指各組元的重量百分含量，且x＝26～32，y＝0.85～1.25，z＝0.01～2.5，δ＝0.01～0.5，w為余量。2.—種耐熱抗氧化含氮各向異性稀土永磁合金粉的制備方法，其特征在于將成分為xR/TzBwM的稀土合金經(jīng)氫化--歧化--脫氫--重組(HDDR)處理后制成各向異性磁粉，再將該磁粉置于含氮?dú)夥罩羞M(jìn)行氮化，氮化后進(jìn)一步進(jìn)行粒度調(diào)整，就可得到上述含氮各向異性稀土永磁合金粉。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氮各向異性稀土永磁合金粉，其特征在于磁粉中粒度在10300拜之間的粉末占總體重量的百分比大于80%。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含氮各向異性稀土永磁合金粉的制備方法，其特征在于HDDR處理前的稀土永磁合金為中頻感應(yīng)加熱或電極電弧加熱得到的普通鑄錠、薄板鑄錠或通過(guò)甩帶方式形成的快冷厚帶(也稱速凝薄片)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含氮?dú)夥帐侵傅獨(dú)狻睔?、氮?dú)夂桶睔饣旌稀⒑械獨(dú)夂桶睔獾幕旌蠚怏w中的一種。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含氮各向異性稀土永磁合金粉的制備方法，其特征在于采用的氫化-歧化-脫氫-重組(HDDR)工藝包括a)將成分為；cR/TzBwM的稀土永磁合金置于不銹鋼容器中抽真空至lxl(T3Pa后充入高純氫氣，氫氣壓力為0.10.2MPa,在25400'C下吸氫至飽和。b)維持氫氣壓力在3050kPa，對(duì)物料進(jìn)行加熱升溫，至72082(TC后保溫15個(gè)小時(shí)。c)再快速升溫至750850'C,保溫3060分鐘，氫氣壓力維持在15kPa范圍內(nèi)。d)抽真空至lxl(T3Pa,同時(shí)快速冷卻至室溫，制成各向異性稀土永磁合金粉。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含氮各向異性稀土永磁合金粉的制備方法，其特征在于將氫化--歧化--脫氫-重組(HDDR)工藝處理后得到的各向異性稀土永磁合金粉置于含氮?dú)夥罩羞M(jìn)行加熱，氮?dú)鈮毫虻謮簽?.52MPa，加熱溫度為40060CTC，保溫時(shí)間為15小時(shí)。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含氮各向異性稀土永磁合金粉的制備方法，其特征在于氮化后的粉末粒度調(diào)整是采用氣流磨、球磨或盤(pán)磨處理后再進(jìn)fiP過(guò)篩分級(jí)處理。9.一種含氮各向異性粘結(jié)磁體，其特征在于包含權(quán)利1-8所述的永磁合金粉。10.—種含氮各向異性粘結(jié)磁體的制備方法，其特征在于將權(quán)利要求l-8所述的含氮各向異性稀土鐵硼磁粉與粘結(jié)劑、添加劑混和后，在磁場(chǎng)中取向成型，最后固化得到粘結(jié)磁體。全文摘要本發(fā)明提供了一種耐熱抗氧化含氮各向異性稀土永磁合金粉及其制備方法，屬于磁性材料制備技術(shù)。其特征在于將稀土合金原料經(jīng)氫化-歧化-脫氫-重組(HDDR)工藝處理后形成的高性能各向異性粉，置于含氮?dú)夥罩羞M(jìn)行氮化處理，然后破碎制得適當(dāng)粒度大小的粉末即為本發(fā)明的含氮各向異性稀土永磁合金粉，該磁粉具有較好的熱穩(wěn)定性、卓越的抗氧化能力和較高的磁性能，綜合性能優(yōu)良。利用這種磁粉制備出的各向異性粘結(jié)磁體具有抗氧化能力強(qiáng)、使用溫度高以及磁性能優(yōu)異的特點(diǎn)。文檔編號(hào)H01F1/053GK101239387SQ20071000354公開(kāi)日2008年8月13日申請(qǐng)日期2007年2月8日優(yōu)先權(quán)日2007年2月8日發(fā)明者于敦波,李世鵬,李紅衛(wèi),楊紅川,王鵬飛,胡權(quán)霞申請(qǐng)人:有研稀土新材料股份有限公司