燒結(jié)釹鐵硼粉料的造粒方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燒結(jié)釹鐵硼粉料的造粒方法，包括如下步驟：將燒結(jié)釹鐵硼原料制備成平均粒徑為2～5μm的細(xì)粉粉料；將細(xì)粉粉料加入到模腔中；采用磁場(chǎng)對(duì)細(xì)粉粉料進(jìn)行取向，其中磁場(chǎng)>0.8T，取向時(shí)間>2S；將細(xì)粉粉料壓制成型，得到生坯；將生坯進(jìn)行造粒處理，得到平均粒徑為15～100μm燒結(jié)釹鐵硼粉料；優(yōu)點(diǎn)是燒結(jié)釹鐵硼粉料取向充分，松裝密度高，且流動(dòng)性好，該燒結(jié)釹鐵硼粉料可直接用于制備壁簿且填充高度高的產(chǎn)品，不需先制作成較規(guī)則的大塊毛坯，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】燒結(jié)釹鐵硼粉料的造粒方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種造粒方法，尤其是涉及一種燒結(jié)釹鐵硼粉料的造粒方法。
【背景技術(shù)】
[0002]燒結(jié)釹鐵硼系永磁材料是目前磁性最強(qiáng)的磁性材料，廣泛應(yīng)用于電磁、電聲、磁力、核磁和電子加速發(fā)光等學(xué)科，如各種各樣的電機(jī)、喇叭、磁耦合裝置、醫(yī)療攝像設(shè)備和自由電子振蕩器等器械和裝置。
[0003]燒結(jié)釹鐵硼系永磁材料是采用粉末冶金方法制造的，其制備工藝流程一般為:原材料準(zhǔn)備一冶煉一鑄片一破碎與制粉一磁場(chǎng)取向與壓型一燒結(jié)一時(shí)效一機(jī)加工與表面處理一檢測(cè)。磁場(chǎng)取向與壓型是制造高性能燒結(jié)釹鐵硼永磁體的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一，該工藝使用帶有磁場(chǎng)的壓機(jī)實(shí)現(xiàn)，工藝過(guò)程為:將制造好的粉料加入到取向成型模具中，先開啟磁場(chǎng)對(duì)粉料進(jìn)行取向，然后在磁場(chǎng)作用下對(duì)粉料施加壓力，得到燒結(jié)釹鐵硼磁體壓坯(密度一般為3.5-4.5g/cm3)。燒結(jié)Nd-Fe-B系永磁體的磁性能主要來(lái)源于具有四方結(jié)構(gòu)的Nd2Fel4B基體相，它是單軸各向異性晶體，C軸為易磁化軸，a軸為難磁化軸。對(duì)于單晶體來(lái)說(shuō)，當(dāng)沿其易磁化軸磁化時(shí)，有最大的剩磁Br= μ眞。如果燒結(jié)釹鐵硼系永磁體的各個(gè)粉末顆粒(粉料)的C軸是混亂取向的，則得到的是各向同性磁體，Br=y(lMs/2=Js/2，這是最低的。如果使每一個(gè)粉末顆粒的易磁化方向(C軸)沿相同方向取向，制成各向異性磁體，則沿粉末顆粒C軸取向的方向有最大的剩磁。取向的目的就是為了使粉料都沿著磁場(chǎng)方向按C軸排列，為此，一些原先是混亂分布的顆粒需在磁場(chǎng)的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到沿C軸一致的方向上來(lái)，而且轉(zhuǎn)動(dòng)必須充分。由于磁場(chǎng)取向與壓型工藝中的磁場(chǎng)是一定的，不能做到足夠的大，而粉末與粉末之間存在著團(tuán)聚力，內(nèi)摩擦力等阻力，因此要盡可能的減少粉末之間的阻力。目前，主要通過(guò)制粉工藝來(lái)減少粉末之間的阻力?，F(xiàn)有的制粉工藝過(guò)程為:首先采用氫破碎(HD)或者機(jī)械破碎將大塊合金片破碎成平均粒徑為250 μ m?50 μ m的中等粉末；然后采用球磨或氣流磨將粗破碎后的中等粉末進(jìn)行研磨，制備成平均粒徑為2?5μπι的細(xì)粉粉料。上述方法制備的粉料絕大多數(shù)為單晶體，且在制粉階段需要將粉末顆粒平均粒徑控制在2?5 μ m的單晶體尺寸，平均粒徑為2?5 μ m的細(xì)粉的阻力更小，更容易在磁場(chǎng)下轉(zhuǎn)動(dòng)完全，也就是取向充分。
[0004]但眾所周知，平均粒徑在2?5 μ m的粉料呈粉塵狀，松裝密度低，流動(dòng)性差，對(duì)于尺寸較大的產(chǎn)品影響不大，但對(duì)于一些壁簿且填充高度高(高徑比大于等于4)的產(chǎn)品，在壓型時(shí)就很困難，不僅難以充填，效率低，而且，壓坯的均勻性難以控制，燒結(jié)后產(chǎn)品變形量大，易開裂，其尺寸也具有一定的局限性。人們?yōu)榱丝朔陨蠁栴}，順利的制造出所需的產(chǎn)品，通常只能先制作成較規(guī)則的大塊毛坯，然后采用加工工藝加工出所需要的小產(chǎn)品，由此導(dǎo)致增加了材料的加工余量,降低了材料的出材率，增加了產(chǎn)品的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以制備取向度好，松裝密度高，且流動(dòng)性好的粉料的燒結(jié)釹鐵硼粉料的造粒方法。采用本發(fā)明的造粒方法制備的粉料可直接用于制備壁簿且填充高度高的產(chǎn)品，不需先制作成較規(guī)則的大塊毛坯，降低了生產(chǎn)成本。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種燒結(jié)釹鐵硼粉料的造粒方法，包括如下步驟:
[0007]①將燒結(jié)釹鐵硼原料制備成平均粒徑為2?5 μ m的細(xì)粉粉料；
[0008]②將細(xì)粉粉料加入到模腔中；
[0009]③采用磁場(chǎng)對(duì)細(xì)粉粉料進(jìn)行取向，其中磁場(chǎng)>0.8T，取向時(shí)間>2S ；
[0010]④將細(xì)粉粉料壓制成型，得到生坯；
[0011 ] ⑤將生坯進(jìn)行造粒處理，得到平均粒徑為15?100 μ m燒結(jié)釹鐵硼粉料。
[0012]所述的步驟④中生坯的密度為2.0?4.5g/cm3。
[0013]所述的步驟⑤中造粒處理過(guò)程為:破碎、揉和、造粒和過(guò)篩處理。
[0014]所述的步驟①中細(xì)粉粉料的制備過(guò)程為:
[0015]①-1將燒結(jié)釹鐵硼原料放在真空電磁感應(yīng)爐熔煉，在1400°C?1500°C溫度下澆注成厚度為0.2?0.6mm的速凝片；
[0016]①-2在氫碎爐中將速凝片氫碎制成顆粒大小為0.1?3mm的粗粉；
[0017]①-3將粗粉在氣流磨制粉設(shè)備中經(jīng)過(guò)0.6?0.7Mpa的高壓氣體加速，使其相互之間碰撞形成平均粒徑為2?5 μ m的細(xì)粉粉料。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)將細(xì)粉粉料加入到模腔中后采用磁場(chǎng)進(jìn)行取向使細(xì)粉顆粒在磁場(chǎng)下充分轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到磁疇完全沿磁場(chǎng)的C軸排列，此時(shí)施加壓力將細(xì)粉粉料壓制成型，將取向后的粉料顆粒固定，保證在整個(gè)模腔內(nèi)粉料的磁疇排列一致，最后再將生坯進(jìn)行造粒處理，得到燒結(jié)釹鐵硼粉料，該燒結(jié)釹鐵硼粉料平均粒徑為15?100 μ m,已進(jìn)行充分的取向，不但具有良好的取向度，而且流動(dòng)性好，具有較高的松裝密度高，該燒結(jié)釹鐵硼粉料可直接用于制備壁簿且填充高度高的產(chǎn)品，不需先制作成較規(guī)則的大塊毛坯，降低了生產(chǎn)成本；
[0019]當(dāng)生坯的密度為2.0?4.5g/cm3時(shí)，能夠?qū)⑸髦蟹哿系娜∠虼女牱较蜻M(jìn)行有效的固定；
[0020]當(dāng)采用真空電磁感應(yīng)爐熔煉原材料，在1400°C?1500°C溫度下澆注成厚度為
0.2?0.6mm的速凝片，然后在氫碎爐中將速凝片氫碎，最后通過(guò)氣流磨制粉，可以提高產(chǎn)品成型時(shí)的取向度和燒結(jié)時(shí)晶粒的一致性，為生產(chǎn)高性能的燒結(jié)NdFeB磁鋼打下基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的裝料狀態(tài)圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的裝料后細(xì)粉粉料的磁極方向放大圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的細(xì)粉粉料取向狀態(tài)圖；
[0024]圖4為本發(fā)明的取向后細(xì)粉粉料的磁極方向放大圖；
[0025]圖5為本發(fā)明的細(xì)粉粉料壓制成型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6為本發(fā)明的細(xì)粉粉料壓制成型后細(xì)粉粉料的磁極方向放大圖；
[0027]圖7為本發(fā)明的生坯的示意圖；
[0028]圖8為本發(fā)明的欽鐵砸造粒后粉料的不意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0030]實(shí)施例:一種燒結(jié)釹鐵硼粉料的造粒方法，包括如下步驟:
[0031 ] ①將燒結(jié)釹鐵硼原料制備成平均粒徑為2?5 μ m的細(xì)粉粉料I ;
[0032]②將細(xì)粉粉料I加入到取向成型模具2的模腔3中；裝料狀態(tài)如圖1所示，裝料后細(xì)粉粉料的磁極方向如圖2所示，圖2中箭頭方向表示細(xì)粉粉料I中各個(gè)細(xì)粉11的磁極方向，此時(shí)，細(xì)粉11的磁極方向是混亂無(wú)序的；
[0033]③采用磁場(chǎng)4對(duì)細(xì)粉粉料進(jìn)行取向，其中磁場(chǎng)大小為1-2T，取向時(shí)間>2S ;細(xì)粉粉料I取向狀態(tài)如圖3所示，取向后細(xì)粉粉料I中各個(gè)細(xì)粉11的磁極方向如圖4所示，圖4中箭頭方向表示細(xì)粉粉料I中各個(gè)細(xì)粉11的磁極方向，此時(shí)，各個(gè)細(xì)粉11的磁極方向相同，有序排列且各個(gè)細(xì)粉之間的間距較大；
[0034]④將細(xì)粉粉料I壓制成型，得到生坯5 ;細(xì)粉粉料I壓制成型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，細(xì)粉粉料I壓制成型后各個(gè)細(xì)粉11的磁極方向如圖6所示，圖6中箭頭方向表示細(xì)粉的磁極方向，此時(shí)，細(xì)粉的磁極方向相同，且各個(gè)細(xì)粉之間緊密的有序排列；
[0035]⑤將生坯5進(jìn)行破碎、揉和、造粒和過(guò)篩處理，得到平均粒徑為15?100 μ m的燒結(jié)釹鐵硼粉料6，燒結(jié)釹鐵硼粉料6的示意圖如圖8所示，燒結(jié)釹鐵硼粉料6由多顆細(xì)粉11組成，圖8中箭頭表示細(xì)粉11的磁化方向。
[0036]本實(shí)施例中，細(xì)粉粉料的制備過(guò)程為:
[0037]①-1將燒結(jié)釹鐵硼原料放在真空電磁感應(yīng)爐熔煉，在1400°C?1500°C溫度下澆注成厚度為0.2?0.6mm的速凝片；燒結(jié)釹鐵硼原料由金屬釹、鐠釹、鏑鐵、純鐵、硼鐵、金屬銅、鋁和鈮鐵等按照需要的配方配料混合均勻而成；
[0038]①-2在氫碎爐中將速凝片氫碎制成顆粒大小為0.1?3mm的粗粉；
[0039]①-3將粗粉在氣流磨制粉設(shè)備中經(jīng)過(guò)0.6?0.7Mpa的高壓氣體加速，粗粉相互之間碰撞形成平均粒徑為2?5 μ m的細(xì)粉粉料。
[0040]本實(shí)施例中，模腔為方形，細(xì)粉粉料壓制成型中施加的壓力為0.2-2T/cm2，得到生坯5為塊狀體，密度為2.0—4.5g/cm3，如圖7所示，圖7中M表示生坯5的磁化方向。
[0041]以下對(duì)采用現(xiàn)有技術(shù)制備的粉料和采用本發(fā)明的方法制備的粉料分別制備壁簿且填充高度高的產(chǎn)品的出料率進(jìn)行對(duì)比，該產(chǎn)品為07mmX35mm的小圓柱磁體，高徑比為5。
[0042]采用現(xiàn)有技術(shù)制備尺寸為Φ7_Χ35_的小圓柱磁體時(shí),先將燒結(jié)釹鐵硼原料制備成平均粒徑為2?5 μ m的細(xì)粉粉料，然后將細(xì)粉粉料制備成53.3mmX46mmX35mm (長(zhǎng)度X寬度X高度)的大塊毛坯材料，大塊毛坯材料可加工出7.15mmX7.15mmX35mm方條磁體42根，將42根方條磁體進(jìn)行后處理得到42根Φ 7mmX 35mm的小圓柱磁體，其中大塊毛坯材料的重量為652g ;加工后的單根小圓柱的重量為10.24g ;則采用現(xiàn)有技術(shù)制備的平均粒徑為2?5μπι的細(xì)粉粉料在制備Φ7.ιΧ35πιπι的小圓柱磁體時(shí)材料利用率為:10.24Χ42/652Χ 100%=65.96%。
[0043]采用本發(fā)明的方法制備的平均粒徑為15?100 μ m的燒結(jié)釹鐵硼粉料制備尺寸為Φ7ι?πιΧ35πιπι的小圓柱磁體時(shí)，先將粉料制造成Φ7.8mmX35mm的圓柱，再采用無(wú)芯磨的方式Φ7.8mmX 35mm的圓柱將加工成Φ7mmX 35mm的圓柱，其中Φ7.8mmX 35mm的圓柱的重量為12.72g，Φ 7mmX 35mm的圓柱的重量為10.24g，則采用本發(fā)明的方法制備的平均粒徑15?IOOym的燒結(jié)釹鐵硼粉料在制備Φ7πιπιΧ35πιπι的小圓柱磁體時(shí)材料利用率為:10.24/12.72Χ 100%=80.5%。
[0044]綜上所述，本發(fā)明的方法制備的平均粒徑為15?100 μ m的燒結(jié)釹鐵硼粉料取向度好，松裝密度高，且流動(dòng)性好，可直接用于制備壁簿且填充高度高的產(chǎn)品，不需先制作成較規(guī)則的大塊毛坯，相對(duì)于利用現(xiàn)有技術(shù)制備的粉料，其材料出材率能大幅提高。
【權(quán)利要求】
1.一種燒結(jié)釹鐵硼粉料的造粒方法，其特征在于包括如下步驟: ①將燒結(jié)釹鐵硼原料制備成平均粒徑為2?5μ m的細(xì)粉粉料； ②將細(xì)粉粉料加入到模腔中； ③采用磁場(chǎng)對(duì)細(xì)粉粉料進(jìn)行取向，其中磁場(chǎng)>0.8T，取向時(shí)間>2S ； ④將細(xì)粉粉料壓制成型，得到生坯； ⑤將生坯進(jìn)行造粒處理，得到平均粒徑為15?100μ m燒結(jié)釹鐵硼粉料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)釹鐵硼粉料的造粒方法，其特征在于所述的步驟④中生還的密度為2.0?4.5g/cm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)釹鐵硼粉料的造粒方法，其特征在于所述的步驟⑤中造粒處理過(guò)程為:破碎、揉和、造粒和過(guò)篩處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)釹鐵硼粉料的造粒方法，其特征在于所述的步驟①中細(xì)粉粉料的制備過(guò)程為: ①-1將燒結(jié)釹鐵硼原料放在真空電磁感應(yīng)爐熔煉，在1400°C?150(TC溫度下澆注成厚度為0.2?0.6mm的速凝片； ①-2在氫碎爐中將速凝片氫碎制成顆粒大小為0.1?3mm的粗粉； ①-3將粗粉在氣流磨制粉設(shè)備中經(jīng)過(guò)0.6?0.7Mpa的高壓氣體加速，使其相互之間碰撞形成平均粒徑為2?5 μ m的細(xì)粉粉料。
【文檔編號(hào)】H01F1/08GK103480836SQ201310440317
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】唐國(guó)才, 楊軍, 沈國(guó)迪, 黃威, 曹海良, 錢定權(quán) 申請(qǐng)人:寧波韻升股份有限公司, 寧波韻升磁體元件技術(shù)有限公司, 寧波韻升高科磁業(yè)有限公司, 寧波韻升特種金屬材料有限公司, 包頭韻升強(qiáng)磁材料有限公司, 寧波韻升粘結(jié)磁體有限公司