本發(fā)明涉及磁鋼生產(chǎn)領(lǐng)域，更具體的說是一種適用于新能源汽車的釹鐵硼磁體的制備方法。
背景技術(shù)：
在新能源汽車的電機(jī)領(lǐng)域，對(duì)釹鐵硼磁鋼產(chǎn)品的性能要求較高，現(xiàn)有的磁粉及釹鐵硼磁鋼產(chǎn)品性能無法滿足，并且生產(chǎn)成本很高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于新能源汽車的釹鐵硼磁體的制備方法，利用自制的磁粉制造釹鐵硼磁鋼產(chǎn)品，從而提高釹鐵硼磁鋼產(chǎn)品的性能和降低生產(chǎn)成本。
一種適用于新能源汽車的釹鐵硼磁體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)按重量百分比稱取鐠釹金屬28.25％、鏑2.75％、硼0.98％、鈮0.3％、鋁0.6％、鈷2％、銅0.2％、鋱0.25％、鎵0.2％、純鐵64.47％混合均勻；
(2)將步驟(1)獲得的材料加入到真空感應(yīng)甩帶爐中，在真空狀態(tài)下，中頻感應(yīng)加溫到1420-1500℃均勻熔化并保溫6-14分鐘，獲得鋼液；
(3)將步驟(2)得到的鋼液澆鑄在旋轉(zhuǎn)的銅輪上，經(jīng)過風(fēng)機(jī)和水循環(huán)冷卻至室溫，形成0.2-0.5mm厚的片狀產(chǎn)品；
(4)將步驟(3)得到的片狀產(chǎn)品加入到氫碎反應(yīng)爐中，在真空度≤0.9Pa的真空狀態(tài)下，充入片狀產(chǎn)品重量十分之一的氫氣，氫碎反應(yīng)爐的反應(yīng)釜旋轉(zhuǎn)并反應(yīng)20-40分鐘,排放氫氣并抽真空,升溫至550-650℃,保溫5.5-7小時(shí)，得到顆粒度小于10微米的粗磁粉；
(5)向步驟(4)得到的顆粒度小于10微米的粗磁粉中按每公斤粗磁粉添加1-1.5ml的氧化劑的量添加氧化劑,攪拌30-40分鐘，在低氧狀態(tài)下,經(jīng)過氣流形成流化床使粉末之間相互碰撞,研磨至2.6-2.9微米的磁粉末，經(jīng)過100目篩網(wǎng)過篩并攪拌2.5-3.5小時(shí)，得到磁粉；
(6)將步驟(5)得到的磁粉根據(jù)產(chǎn)品尺寸大小制作模型，并在全密封、低氧的環(huán)境中，經(jīng)過高磁場(chǎng)壓機(jī)壓制，并經(jīng)過20Mpa的高強(qiáng)壓力壓制成密度為4.4-4.8g/cm3的生胚產(chǎn)品；
(7)將步驟(6)得到的生胚產(chǎn)品裝進(jìn)真空燒結(jié)爐中，在真空狀態(tài)下，用1020-1045℃高溫保溫5小時(shí)，用850-950℃中溫保溫3小時(shí)，用500-560℃低溫保溫5小時(shí)，從而獲得釹鐵硼磁鋼產(chǎn)品。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種適用于新能源汽車的釹鐵硼磁體的制備方法所述的鐠釹金屬中鐠釹含量≥99.5％。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種適用于新能源汽車的釹鐵硼磁體的制備方法所述的在真空度≤2Pa的真空狀態(tài)下，中頻感應(yīng)加溫到1420℃或1435℃或1455℃或1465℃或1475℃或1485℃或1500℃均勻熔化并保溫10分鐘或12分鐘，獲得鋼液。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種適用于新能源汽車的釹鐵硼磁體的制備方法所述的將鋼液澆鑄在旋轉(zhuǎn)的銅輪上，經(jīng)過風(fēng)機(jī)和水循環(huán)冷卻至室溫，所述的銅輪的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分，水循環(huán)中的水溫≤25℃。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種適用于新能源汽車的釹鐵硼磁體的制備方法所述的氧化劑的含量為每公斤粗磁粉添加1.3ml氧化劑，低氧狀態(tài)為氧化量≤10ppm。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種適用于新能源汽車的釹鐵硼磁體的制備方法所述的氧化劑為金屬抗腐蝕劑。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種適用于新能源汽車的釹鐵硼磁體的制備方法所述步驟(6)中的低氧為氧含量≤0.02％，高磁場(chǎng)為磁場(chǎng)≥18000Gs，真空狀態(tài)下為真空度≤0.003Pa。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種適用于新能源汽車的釹鐵硼磁體的制備方法所述步驟(7)中的高溫為1020℃或1023℃或1028℃或1035℃或1039℃或1045℃，所述中溫為850℃或860℃或870℃或880℃或890℃或900℃或910℃或920℃或930℃或940℃或950℃，所述低溫為500℃或510℃或520℃或530℃或530℃或540℃或545℃或550℃或555℃或560℃。
一種適用于新能源汽車的釹鐵硼磁體的制備方法的有益效果為：
a.通過控制材料比例、真空度和反應(yīng)溫度等參數(shù)，從而改善產(chǎn)品的性能。
b.最終獲得產(chǎn)品的具體性能為磁性能參數(shù)：Br：11.8-12.1kGs，HcJ：≥27.0kOe,(BH)max：34.5-36MGo，Hk/HcJ：≥85％，密度≥7.6g/cm3，高溫強(qiáng)度：150度熱退磁率≤5％，耐腐蝕度：0.5的鹽酸溶液100小時(shí)無明顯腐蝕現(xiàn)象，抗壓強(qiáng)度≥40Mpa。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及磁鋼生產(chǎn)領(lǐng)域，更具體的說是一種適用于新能源汽車的釹鐵硼磁體的制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種適用于新能源汽車的釹鐵硼磁體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)按重量百分比稱取鐠釹金屬28.25％、鏑2.75％、硼0.98％、鈮0.3％、鋁0.6％、鈷2％、銅0.2％、鋱0.25％、鎵0.2％、純鐵64.47％混合均勻；混合均勻；經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試，材料的比例按照上述混合，得到的產(chǎn)品性能較佳。各種材料的比例會(huì)直接影響最終產(chǎn)品的磁性能參數(shù)。
(2)將步驟(1)獲得的材料加入到真空感應(yīng)甩帶爐中，在真空狀態(tài)下，中頻感應(yīng)加溫到1420-1500℃均勻熔化并保溫6-14分鐘，獲得鋼液；真空度過高會(huì)使產(chǎn)品收得率低、產(chǎn)品氧化、片子表層顏色差、發(fā)黑、最終影響產(chǎn)品性能。真空度過低會(huì)增加生產(chǎn)成本及降低生產(chǎn)效率，經(jīng)過對(duì)比后最終得出真空度達(dá)到步驟(2)的范圍最為合理。溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)產(chǎn)生的結(jié)果：使鋼液過燒影響結(jié)構(gòu)、影響產(chǎn)品性能、漏鋼液造成安全隱患，經(jīng)過生產(chǎn)對(duì)比后步驟(2)的溫度和時(shí)間范圍最為合理。
(3)將步驟(2)得到的鋼液澆鑄在旋轉(zhuǎn)的銅輪上，經(jīng)過風(fēng)機(jī)和水循環(huán)冷卻至室溫，形成0.2-0.5mm厚的片狀產(chǎn)品；
(4)將步驟(3)得到的片狀產(chǎn)品加入到氫碎反應(yīng)爐中，在真空度≤0.9Pa的真空狀態(tài)下，充入片狀產(chǎn)品重量十分之一的氫氣，氫碎反應(yīng)爐的反應(yīng)釜旋轉(zhuǎn)并反應(yīng)20-40分鐘,然后排放氫氣并抽真空,然后升溫至550-650℃,保溫5.5-7小時(shí)，得到顆粒度小于10微米的粗磁粉；真空度過高產(chǎn)生的結(jié)果：粉料氧化，粉料自燃，最終影響產(chǎn)品性能。真空度過低會(huì)增加生產(chǎn)成本及降低生產(chǎn)效率，經(jīng)過對(duì)比后最終得出真空度達(dá)到步驟(4)的標(biāo)準(zhǔn)最為合理。
(5)向步驟(4)得到的顆粒度小于10微米的粗磁粉中按每公斤粗磁粉添加1-1.5ml的氧化劑的量添加氧化劑,攪拌30-40分鐘，在低氧狀態(tài)下,經(jīng)過氣流形成流化床使粉末之間相互碰撞,研磨至2.6-2.9微米的磁粉末，經(jīng)過100目篩網(wǎng)過篩并攪拌2.5-3.5小時(shí)，得到磁粉。添加適量的氧化劑可以提高產(chǎn)品的耐腐蝕度。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種磁粉的制造方法所述的鐠釹金屬中鐠釹含量≥99.5％。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)制造發(fā)現(xiàn)，鐠釹含量、鏑含量、硼含量和鈮含量過低會(huì)影響本產(chǎn)品的性能，并造成制造成本增高。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種磁粉的制造方法所述的在真空度≤2Pa的真空狀態(tài)下，中頻感應(yīng)加溫到1420℃或1435℃或1455℃或1465℃或1475℃或1485℃或1500℃均勻熔化并保溫10分鐘或12分鐘，獲得鋼液。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)制造發(fā)現(xiàn)，真空度≤2Pa的真空狀態(tài)是最為理想的，并且優(yōu)選中頻感應(yīng)加溫到1420℃或1435℃或1455℃或1465℃或1475℃或1485℃或1500℃均勻熔化并保溫10分鐘或12分鐘，獲得的鋼液使用性能最好。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種磁粉的制造方法所述的將鋼液澆鑄在旋轉(zhuǎn)的銅輪上，經(jīng)過風(fēng)機(jī)和水循環(huán)冷卻至室溫，所述的銅輪的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分，水循環(huán)中的水溫≤25℃。銅輪的轉(zhuǎn)速過慢過導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下，轉(zhuǎn)速過快會(huì)導(dǎo)致降溫效果達(dá)不到并影響產(chǎn)品的性能。合理的控制水溫，從而控制鋼液冷卻速度可以改善產(chǎn)品性能。通過不斷實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)，得出銅輪的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分，水循環(huán)中的水溫≤25℃得到的產(chǎn)品性能較佳。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種磁粉的制造方法所述的氧化劑的含量為每公斤粗磁粉添加1.3ml氧化劑，低氧狀態(tài)為氧化量≤10PPm。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種磁粉的制造方法所述的氧化劑為金屬抗腐蝕劑，用于提高產(chǎn)品的耐腐蝕度。
應(yīng)用上述制造的磁粉生產(chǎn)釹鐵硼磁鋼產(chǎn)品的方法，其特征在于，包括以下步驟：
(a)將磁粉根據(jù)產(chǎn)品尺寸大小制作模型，并在全密封、低氧的環(huán)境中，經(jīng)過高磁場(chǎng)壓機(jī)壓制，并經(jīng)過20Mpa的高強(qiáng)壓力壓制成密度為4.4-4.8g/cm3的生胚產(chǎn)品；
(b)將步驟(a)得到的生胚產(chǎn)品裝進(jìn)真空燒結(jié)爐中，在真空狀態(tài)下，用1020-1045℃高溫保溫5小時(shí)，用850-950℃中溫保溫3小時(shí)，用500-560℃低溫保溫5小時(shí)，從而獲得釹鐵硼磁鋼產(chǎn)品。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種生產(chǎn)釹鐵硼磁鋼產(chǎn)品的方法所述的低氧為氧含量≤0.02％，高磁場(chǎng)為磁場(chǎng)≥18000Gs，真空狀態(tài)下為真空度≤0.003Pa。氧含量、磁場(chǎng)強(qiáng)度和真空度均會(huì)影響本產(chǎn)品的性能，通過不斷實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)，得出上述搭配效果較佳。
作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明一種生產(chǎn)釹鐵硼磁鋼產(chǎn)品的方法所述的高溫為1020℃或1023℃或1028℃或1035℃或1039℃或1045℃，所述中溫為850℃或860℃或870℃或880℃或890℃或900℃或910℃或920℃或930℃或940℃或950℃，所述低溫為500℃或510℃或520℃或530℃或530℃或540℃或545℃或550℃或555℃或560℃。溫度的高低會(huì)直接影響產(chǎn)品的性能，通過不斷實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)，得出上述搭配效果較佳。
以下公開兩個(gè)具體的案例：
案例一：一種磁粉的制造方法，包括以下步驟：
(1)按重量百分比稱取鐠釹金屬28.25％、鏑2.75％、硼0.98％、鈮0.46％、鋁0.6％、鈷2％、銅0.2％、鋱0.25％、鎵0.2％、純鐵64.47％混合均勻；混合均勻；鐠釹金屬中鐠釹含量≥99.5％。
(2)將步驟(1)獲得的材料加入到真空感應(yīng)甩帶爐中，在真空度≤2Pa的真空狀態(tài)下，中頻感應(yīng)加溫到1435℃均勻熔化并保溫10分鐘，獲得鋼液。
(3)將步驟(2)得到的鋼液澆鑄在旋轉(zhuǎn)的銅輪上，經(jīng)過風(fēng)機(jī)和水循環(huán)冷卻至室溫，形成0.2-0.5mm厚的片狀產(chǎn)品；銅輪的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分，水循環(huán)中的水溫≤25℃。
(4)將步驟(3)得到的片狀產(chǎn)品加入到氫碎反應(yīng)爐中，在真空度≤0.9Pa的真空狀態(tài)下，充入片狀產(chǎn)品重量十分之一的氫氣，氫碎反應(yīng)爐的反應(yīng)釜旋轉(zhuǎn)并反應(yīng)20-40分鐘,然后排放氫氣并抽真空,然后升溫至550-650℃,保溫5.5-7小時(shí)，得到顆粒度小于10微米的粗磁粉；
(5)向步驟(4)得到的顆粒度小于10微米的粗磁粉中按每公斤粗磁粉添加1.3ml的金屬抗腐蝕劑的量添加金屬抗腐蝕劑,攪拌30-40分鐘，在氧化量≤10PPm的低氧狀態(tài)下,經(jīng)過氣流形成流化床使粉末之間相互碰撞,研磨至2.6-2.9微米的磁粉末，經(jīng)過100目篩網(wǎng)過篩并攪拌2.5-3.5小時(shí)，得到磁粉。
(6)將磁粉根據(jù)產(chǎn)品尺寸大小制作模型，并在全密封、氧含量≤0.02％的低氧環(huán)境中，經(jīng)過磁場(chǎng)≥18000Gs的高磁場(chǎng)壓機(jī)壓制，并經(jīng)過20Mpa的高強(qiáng)壓力壓制成密度為4.4-4.8g/cm3的生胚產(chǎn)品；
(7)將步驟(6)得到的生胚產(chǎn)品裝進(jìn)真空燒結(jié)爐中，在真空度≤0.003Pa的真空狀態(tài)下，用1023℃高溫保溫5小時(shí)，用860℃中溫保溫3小時(shí)，用510℃低溫保溫5小時(shí)，從而獲得釹鐵硼磁鋼產(chǎn)品。
本發(fā)明得到的磁性能：Br：11.85-12.0kGs；HcJ≥28.5kOe；(BH)max：34.6-35.8MGo；Hk/HcJ：≥91％。
案例二：一種磁粉的制造方法，包括以下步驟：
(1)按重量百分比稱取鐠釹金屬28.25％、鏑2.75％、硼0.98％、鈮0.3％、鋁0.6％、鈷2％、銅0.2％、鋱0.25％、鎵0.2％、純鐵64.47％混合均勻；混合均勻；鐠釹金屬中鐠釹含量≥99.5％，鏑鐵金屬中鏑含量≥80％，硼鐵金屬中硼含量≥20％，鈮鐵金屬中鈮含量≥65％。
(2)將步驟(1)獲得的材料加入到真空感應(yīng)甩帶爐中，在真空度≤2Pa的真空狀態(tài)下，中頻感應(yīng)加溫到1485℃均勻熔化并保溫12分鐘，獲得鋼液。
(3)將步驟(2)得到的鋼液澆鑄在旋轉(zhuǎn)的銅輪上，經(jīng)過風(fēng)機(jī)和水循環(huán)冷卻至室溫，形成0.2-0.5mm厚的片狀產(chǎn)品；銅輪的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分，水循環(huán)中的水溫≤25℃。
(4)將步驟(3)得到的片狀產(chǎn)品加入到氫碎反應(yīng)爐中，在真空度≤0.9Pa的真空狀態(tài)下，充入片狀產(chǎn)品重量十分之一的氫氣，氫碎反應(yīng)爐的反應(yīng)釜旋轉(zhuǎn)并反應(yīng)20-40分鐘,然后排放氫氣并抽真空,然后升溫至550-650℃,保溫5.5-7小時(shí)，得到顆粒度小于10微米的粗磁粉；
(5)向步驟(4)得到的顆粒度小于10微米的粗磁粉中按每公斤粗磁粉添加1.3ml的金屬抗腐蝕劑的量添加金屬抗腐蝕劑,攪拌30-40分鐘，在氧化量≤10PPm的低氧狀態(tài)下,經(jīng)過氣流形成流化床使粉末之間相互碰撞,研磨至2.6-2.9微米的磁粉末，經(jīng)過100目篩網(wǎng)過篩并攪拌2.5-3.5小時(shí)，得到磁粉。
(6)將磁粉根據(jù)產(chǎn)品尺寸大小制作模型，并在全密封、氧含量≤0.02％的低氧環(huán)境中，經(jīng)過磁場(chǎng)≥18000Gs的高磁場(chǎng)壓機(jī)壓制，并經(jīng)過20Mpa的高強(qiáng)壓力壓制成密度為4.4-4.8g/cm3的生胚產(chǎn)品；
(7)將步驟(6)得到的生胚產(chǎn)品裝進(jìn)真空燒結(jié)爐中，在真空度≤0.003Pa的真空狀態(tài)下，用1035℃高溫保溫5小時(shí)，用870℃中溫保溫3小時(shí)，用555℃低溫保溫5小時(shí)，從而獲得釹鐵硼磁鋼產(chǎn)品。
本發(fā)明得到的磁性能：Br：11.9-12.1kGs；HcJ≥29kOe；(BH)max：34.2-35.5MGo；Hk/HcJ：≥90.5％。
當(dāng)然，上述說明并非對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。