專利名稱：一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁材料的制造方法，尤其是一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，永磁材料被廣泛應(yīng)用于電子、汽車、計算機、能源、機械、醫(yī)療器械等眾多領(lǐng) 域，如制造各種永磁電機、振動馬達、永磁儀表、電子工業(yè)(手機、計算機上的磁環(huán)、磁柱)、 汽車工業(yè)、石油化工、核磁共振裝置、音響器材(音響、耳機、揚聲器、磁振動器的圓形磁 片)、磁懸浮系統(tǒng)、永磁吊車、磁分離器、磁性傳動機構(gòu)和磁療設(shè)備等方面。在某些領(lǐng)域?qū)︹S 鐵硼永磁材料的矯頑力和磁積能等性能提出了更高的要求，因此，按照現(xiàn)有的釹鐵硼永磁 材料的制造方法生產(chǎn)出的釹鐵硼永磁材料的矯頑力、磁能積越來越不能滿足實際需要，因 此迫切需要一種能夠提高釹鐵硼永磁材料的矯頑力和磁能積性能的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種高性能釹鐵硼永磁材料 的制造方法，能夠有效提高釹鐵硼永磁材料的矯頑力和磁能積性能。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下該高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在于(1)將下列原子百分比的原料7. 0-15.0%的Pr-Nd合金，5. 5% -8.0%的B， 0. 05% -6. 0%的 Dy，0-2. 0%的 Tb，0. 1% -3. 0%的 Co，0. 1% -1. 5%的 A1，其余為 Fe 和由 原料引入的雜質(zhì)混合在一起進行配料；(2)將配制好的原料放入真空中頻速凝感應(yīng)爐里，抽真空到小于1. 0X 的條 件下充入Ar氣保護進行加熱熔化，精煉結(jié)束后將鋼液澆到旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥上，制備出厚度 約為0. 25-0. 35mm合金鑄片，澆鋼溫度控制在1450-1500°C之間，在氫碎爐里進行氫化合金 鑄片，通過低溫吸氫和高溫脫氫反應(yīng)后合金鑄片變成非常疏松的顆粒，然后通過氣流磨制 成平均粒度為3. 0-5. 0 u m的料粉；(3)料粉稱好后，放入適合的壓機模具內(nèi)，在磁場強度大于1. 8T的磁場中取向并 壓制成型；(4)將成型的生坯放入高真空爐里進行燒結(jié)，調(diào)節(jié)真空度達到2.0 X10_2Pa后升溫 到1040°C -1120°C進行燒結(jié)，燒結(jié)時間2-5小時；然后在高真空爐里進行時效處理，時效處理分兩級第一級時效溫度 850°C _950°C，保持該溫度1. 5-3小時后充入Ar氣冷卻；第二級時效溫度450°C _550°C，保 溫2-5小時后充入Ar氣冷卻。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點本發(fā)明通過在配料過程中加入金屬元素Tb來部分替代金屬元素Dy，Pr來部分替 代Nd，有效提高了磁體的分子各向異性場，改善了釹鐵硼永磁材料的矯頑力，同時，由于減小了對磁能積影響，使得釹鐵硼永磁材料的性能得到較大的提高。
具體實施例方式本發(fā)明在配料過程中加入金屬元素Tb來部分替代金屬元素Dy，有效提高了釹 鐵硼永磁材料的矯頑力，所述的含Pr和Tb的釹鐵硼稀土永磁材料組成為(Nd，Pr)xFe^ ByDyzTbuCovAlw其中7< x < 15，5. 5 < y < 8,0. 05 ^ z ^ 6,0. 05 ^ u ^ 2,0 ^ v ^ 3,0 ^ w ^ 1. 5實施例1 (1)將下列原子百分比的原料Nd 合金12.8% ；Dy 0. 7% ；Co 1.0% ； Cu 0. 1% ； A1 0. 4% ；B 5. 95%，其余為Fe及由原料引入的雜質(zhì)混合在一起進行配料；(2)將配制好的原料放入真空中頻速凝感應(yīng)爐里，抽真空到小于1. 0X 的條 件下充入Ar氣保護進行加熱熔化，精煉結(jié)束后將鋼液澆到旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥上，制備出厚度 約為0. 25-0. 35mm合金鑄片，澆鋼溫度控制在1450-1500°C之間，在氫碎爐里進行氫化合金 鑄片，通過低溫吸氫和高溫脫氫反應(yīng)后合金鑄片變成非常疏松的顆粒，然后通過氣流磨制 成平均粒度為3. 0-5. 0 u m的料粉；(3)料粉稱好后，放入適合的壓機模具內(nèi)，在磁場強度大于1.8T的磁場中取向并 壓制成型；(4)將成型的生坯放入高真空爐里進行燒結(jié)，調(diào)節(jié)真空度達到2.0 X10_2Pa后升溫 到1040°C -1120°C進行燒結(jié)，燒結(jié)時間2-5小時然后在高真空爐里進行時效處理，時效處理分兩級第一級時效溫度910°C，保持 該溫度1. 5-3小時后充入Ar氣冷卻；第二級時效溫度490°C，保溫2_5小時后充入Ar氣冷卻。(5)對燒結(jié)完成后的毛坯進行密度和磁性能的測量。實施例2(1)將下列原子百分比的原料含20% Pr的Pr_Nd合金12. 8% ；Dy 0. 7% ；Co 1.0% ；A1 0. 5% ；B 5. 95%，其余為Fe及由原料引入的雜質(zhì)混合在一起進行配料；(2)以下生產(chǎn)步驟和工藝與實施例1相同，請參考實施例1。上述實施例1和實施例2制成的釹鐵硼永磁材料的矯頑力和磁能積對比如下表所 示(測試樣品為小10X5圓柱) 從上面兩個實施例來看，使用Pr-Nd合金來代替金屬Nd，對磁體的矯頑力略有提 高，由于Pr-Nd合金的價格比金屬Nd的價格低，生產(chǎn)的磁體成本也有所降低，有一定的市場 競爭力。實施例3(1)將下列原子百分比的原料Nd 合金11.6% ；Dy 1.9% ；Tb 0. 5% ；Co 1. 2% ；A1 0. 5% ；B 5. 95%，其余為Fe及由原料引入的雜質(zhì)混合在一起進行配料；(2)以下生產(chǎn)步驟和工藝與實施例1相同，請參考實施例1。實施例4(1)將下列原子百分比的原料含20% Pr的Pr_Nd合金11. 6% ；Dy 1. 9% ；Co 1.2% ；A1 0. 5% ；B 5. 95%，其余為Fe及由原料引入的雜質(zhì)混合在一起進行配料；(2)以下生產(chǎn)步驟和工藝與實施例1相同，請參考實施例1。實施例5(1)將下列原子百分比的原料含20% Pr的Pr_Nd合金11. 6% ；Dy 1. 4% ；Tb 0.5% ；Co 1.2% ； ；A1 0. 5% ；B:5. 95%，其余為Fe及由原料引入的雜質(zhì)混合在一起進行 配料；(2)以下生產(chǎn)步驟和工藝與實施例1相同，請參考實施例1。上述實施例3，實施例4和實施例5制成的釹鐵硼永磁材料的矯頑力和磁能積對比 如下表所示(測試樣品為 10X5圓柱)
從上面三個實施例來看，隨著Tb含量的增加，不僅磁體的矯頑力有很大提高，而 且磁性能也有了提高，，用該方法制備的釹鐵硼磁材可廣泛應(yīng)用在對耐溫有較高要求的各 種產(chǎn)品中。
權(quán)利要求
一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在于(1)將下列原子百分比的原料7.0-15.0％的Nd或Pr-Nd合金，5.5％-8.0％的B，0.05％-6.0％的Dy，0-2.0％的Tb，0.1％-3.0％的Co，0.1％-1.5％的Al，其余為Fe和由原料引入的雜質(zhì)混合在一起進行配料；(2)將配制好的原料放入真空中頻速凝感應(yīng)爐里，抽真空到小于1.0×10-1Pa的條件下充入Ar氣保護進行加熱熔化，精煉結(jié)束后將鋼液澆到旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥上，制備出厚度約為0.25-0.35mm合金鑄片，澆鋼溫度控制在1450-1500℃之間，在氫碎爐里進行氫化合金鑄片，通過低溫吸氫和高溫脫氫反應(yīng)后合金鑄片變成非常疏松的顆粒，然后通過氣流磨制成平均粒度為3.0-5.0μm的料粉；(3)料粉稱好后，放入適合的壓機模具內(nèi)，在磁場強度大于1.8T的磁場中取向并壓制成型；(4)將成型的生坯放入高真空爐里進行燒結(jié)，調(diào)節(jié)真空度達到2.0×10-2Pa時開始提升溫度到1040℃-1120℃，保持該溫度2-5小時后充入Ar氣冷卻到90℃以下，然后在高真空爐里進行時效處理。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在于在高 真空爐里進行時效處理分兩級第一級時效溫度850°C-950°C，保持該溫度1. 5-3小時后充 入Ar氣冷卻；第二級時效溫度450°C -550°C，保溫2_5小時后充入Ar氣冷卻。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在于整個 生產(chǎn)過程都是在惰性氣體氬氣或氮氣保護下進行。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在于成分中 組成的原子含量百分比為-J. 0-15. 0%的金屬Nd，5. 5% -8. 0%的B，0. 05% -6. 0%的Dy， 0. 1% _3.0%的&)，0. 1% _1.5%的六1，其余為？6和由原料引入的雜質(zhì)。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在于成分中 Nd元素可以用Pr元素以任意比例進行替代。
全文摘要
一種高性能釹鐵硼永磁材料的制造方法，該方法通過在原料中加入重稀土元素Tb取代Dy來提高磁體的矯頑力。用少量Pr替代Nd來降低生產(chǎn)成本。所含Pr和Tb的釹鐵硼稀土永磁材料組成為(Nd，Pr)x Fe余ByDyzTbuCovAlw，該發(fā)明中各元素的原子百分比為7≤x≤15，5.5≤y≤8，0.05≤z≤6，0≤u≤2，0≤v≤3，0≤w≤1.5，其余為Fe和由原材料引入的雜質(zhì)。按上述原子百分比進行配料、熔煉、制粉、成型及燒結(jié)過程。Tb的加入提高了磁體分子各向異性場，磁體的矯頑力有顯著改善。由于Pr2Fe14B的磁晶各向異性場略高于Nd2Fe14B，所以，少量Pr的添加對磁體的矯頑力也略有提高。
文檔編號H01F1/057GK101877265SQ20101015803
公開日2010年11月3日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者刁樹林, 范耀林, 董義, 袁文杰, 陳雅 申請人:天津天和磁材技術(shù)有限公司