專利名稱：一種釹鐵硼納米永磁材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁材料，特別提供了一種a-Fe/Nd2Fe14B雙相藕合的納米永磁材料。
由于a-Fe/Nd2Fe14B雖然含Nd量低，但具有較高的剩磁和較好的磁性能，因而有著廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。目前對(duì)于雙相納米永磁材料的工業(yè)生產(chǎn)(主要為Fe3B/Nd2Fe14B和a-Fe/Nd2Fe14B)主要通過(guò)快淬形成非晶再晶化成納米材料來(lái)實(shí)現(xiàn)，但由于a-Fe/Nd2Fe14B的非晶形成能力較差，大都通過(guò)控制工藝參數(shù)使之在最佳淬速(直接形成納米永磁材料)而實(shí)現(xiàn)，因最佳淬速區(qū)分布范圍窄，工藝過(guò)程難以控制，因此對(duì)設(shè)備的精度要求很高，成品率及產(chǎn)品的性能都不理想。
本發(fā)明的目的在于提供一種釹鐵硼納米永磁材料，其在工業(yè)上更易實(shí)現(xiàn)且成品具有更好的磁性能。
本發(fā)明提供了一種釹鐵硼納米永磁材料，基本成份為(原子百分比)Nd 3.5～12,B 3.5～6,Fe余，其特征在于在上述基本成份中加入包括難熔金屬W、Mo、Nb、V、Cr、Hf、Zr、Ti及其合金化的碳、氮化合物TiC、HfC、ZrC及其它難熔非金屬C之一種或幾種，其量占所形成Nd2Fe14B相化合物的2～3原子百分比。為提高永磁體的溫度穩(wěn)定性，其中的1～2個(gè)Nd原子可用Dy部分替代，為了細(xì)化晶粒，改善晶界結(jié)構(gòu)，提高溫度穩(wěn)定性和抗蝕性，其中的1～3個(gè)Fe原子可用Al、Si、Cu、Co部分替代。
本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)鍵在于，在成份中添加難溶物質(zhì)，以降低形成非晶組織的工藝參數(shù)，其加入量過(guò)低作用不明顯，加入量過(guò)高則非磁性相所占比例過(guò)大，且在隨后的晶化過(guò)程中晶粒容易長(zhǎng)大而影響材料永磁性能的提高。在本發(fā)明的成份下，控制冷卻銅錕在30m/s以上，均可以形成100％的非晶組織，晶化工藝和材料磁性不受過(guò)冷深度的影響。下面通過(guò)實(shí)施例詳述本發(fā)明。
附

圖1為Nd9Fe85B6+TiC非晶條帶的X射線衍射結(jié)果。
實(shí)施例1原材料為工業(yè)純鐵(99％)，金屬釹(99.5％)，硼鐵(19.6％)，純鈦(99.97％)及光譜級(jí)碳，按表2原子百分比配制100克(釹要求4％余量，TiC指在Nd2Fe14B中的計(jì)量)，在電弧爐中充入氬氣反復(fù)精煉數(shù)次，在表1所示的快淬參數(shù)下(噴嘴直徑為0.6mm)獲得非晶條帶，在710℃×15min真空退火，從圖1可以看出在Nd9Fe85B6中加入2.5at％的TiC(為Nd9Fe85B6中Nd2Fe14B的百分比)，即可獲得100％的非晶，并無(wú)明顯的TiC顆粒的聚集，另外從表2可以看出，在同樣工藝參數(shù)下制得的條帶，在其所在的最佳熱處理制度下，軟/硬磁性相得到充分藕合，加入Ti2.5C2.5可比未加TiC提高ΔMr=45.4％,ΔHic=7％,Δ(BH)max=50.4％。加入的TiC過(guò)低，效果不明顯；過(guò)高，磁性能反而下降。
表1 快淬參數(shù)
表2 Nd9Fe85B6添加不同量TiC的磁性能
實(shí)施例2原材料為工業(yè)純鐵(99％)，金屬釹(99.5％)，金屬鏑(99.5％)，硼鐵(19.6％B)，純W(99.97％)，按Nd10Dy2Fe84B4+W2的原子百分比配制100克，在同樣的冶煉方式及快淬參數(shù)下，在30m/s轉(zhuǎn)速下可獲得完全的非晶條帶，在700℃×8min真空退火，磁性能由不加W的Br=0.79T,Hc=0.69MA/m,(BH)max=10.5MGOe提高到Br=1.12T,Hc=0.46MA/m,(BH)max=19.0MGOe。
實(shí)施例3原材料為工業(yè)純鐵(99％)，金屬釹(99.5％)，硼鐵(19.6％)，金屬Nb、Mo(純度均在99.9％以上)，按Nd10Fe84B6+Nb2Mo的原子百分比配制100克，配料中釹要求4％的余量，在電弧爐中充入氬氣反復(fù)精煉數(shù)次，使高熔點(diǎn)物質(zhì)彌散分布，在表1所示的快淬參數(shù)下(噴嘴直徑為0.8mm)，快淬輪轉(zhuǎn)速為30m/s時(shí)可獲得100％的非晶條帶，在700℃×8min真空退火，獲得的永磁材料的磁能積在15.1MGOe。
實(shí)施例4原材料為工業(yè)純鐵(99％)，金屬釹(99.5％)，硼鐵(19.6％)，金屬鋁(99.7％)，金屬Nb、Mo(純度均在99.9％以上)，按Nd10Fe89B6Al+Nb1Mo2的原子百分比配制100克(鋁起細(xì)化晶粒，改善晶界結(jié)構(gòu)，提高藕合能力的作用，高熔點(diǎn)物質(zhì)的Nb、Mo加入量均為Nd2Fe14B中的原子百分含量)，配料中釹要求4％的余量，在電弧爐中充入氬氣反復(fù)精煉數(shù)次，使高熔點(diǎn)物質(zhì)彌散分布，在表1所示的快淬參數(shù)下(噴嘴直徑為0.8mm)，快淬輪轉(zhuǎn)速為30m/s時(shí)可獲得100％的非晶條帶，在700℃×8min真空退火，獲得的永磁材料的磁能積為14.8MGOe。
實(shí)施例5原材料為工業(yè)純鐵(99％)，金屬釹(99.5％)，硼鐵(19.6％)，硅(99.8％)，金屬Hf(純度在99.9％以上)及光級(jí)碳，按Nd9Fe84B6Si+Hf2.5C2.5的原子百分比配制100克(硅起細(xì)化晶粒，改善晶界結(jié)構(gòu)，提高藕合能力的作用，高熔點(diǎn)物質(zhì)HfC的加入量為Nd2Fe14B中的原子百分含量)，配料中釹要求4％的余量，在電弧爐中充入氬氣反復(fù)精煉數(shù)次，使高熔點(diǎn)物質(zhì)彌散分布，在表1所示的快淬參數(shù)下(噴嘴直徑為0.8mm)，快淬輪轉(zhuǎn)速為30m/s時(shí)可獲得100％的非晶條帶，在700℃×8min真空退火，獲得的永磁材料的磁能積18.3MGOe。
實(shí)施例6原材料為工業(yè)純鐵(99％)，金屬釹(99.5％)，硼鐵(19.6％)，金屬W(純度在99.9％以上)及光級(jí)碳，按Nd8Fe86B5+W2C2的原子百分比配制100克(高熔點(diǎn)物質(zhì)W、C的加入量為Nd2Fe14B中的原子百分含量)，配料中釹要求4％的余量，在電弧爐中充入氬氣反復(fù)精煉數(shù)次，使高熔點(diǎn)物質(zhì)彌散分布，在表1所示的快淬參數(shù)下(噴嘴直徑為0.8mm)，快淬輪轉(zhuǎn)速為30m/s時(shí)可獲得100％的非晶條帶，在700℃×8min真空退火，獲得的永磁材料的磁能積16.0MGOe。
權(quán)利要求
1．一種釹鐵硼納米永磁材料，基本成份為(原子百分比)Nd 3.5～12 B 3.5～6 Fe余其特征在于在上述基本成份中加入包括難熔金屬W、Mo、Nb、V、Cr、Hf、Zr、Ti及其合金化的碳、氮化合物TiC、HfC、ZrC及其它難熔非金屬C之一種或幾種，其量占所形成Nd2Fe14B相化合物的2～3原子百分比。
2．按照權(quán)利要求1所述的釹鐵硼納米永磁材料，其特征在于其中的1～2個(gè)Nd原子可用Dy部分替代。
3．按照權(quán)利要求1所述的釹鐵硼納米永磁材料，其特征在于其中的1～3個(gè)Fe原子可用Al、Si、Cu、Co部分替代，其量占Fe的1～3原子百分比。
4．權(quán)利要求1、2、3所述的釹鐵硼納米永磁材料，用于快淬制備雙相納米永磁材料，或用于工藝簡(jiǎn)單的霧化生產(chǎn)納米永磁材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種釹鐵硼納米永磁材料,基本成分為(原子百分比):Nd3.5～12,B3.5～6,Fe余,其特征在于:在上述基本成分中加入包括難熔金屬W、Mo、Nb、V、Cr、Hf、Zr、Ti及其合金化的碳、氮化合物TiC、HfC、ZrC及其它難熔非金屬C之一種或幾種,其量占所形成Nd
文檔編號(hào)H01F1/032GK1210344SQ9711567
公開(kāi)日1999年3月10日 申請(qǐng)日期1997年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月30日
發(fā)明者趙鐵民, 徐孝榮, 郝云彥, 胡壯麒 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所