CN105551790A - 一种钕铁硼磁体的烧结方法 - Google Patents

一种钕铁硼磁体的烧结方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105551790A
CN105551790A CN201610090762.4A CN201610090762A CN105551790A CN 105551790 A CN105551790 A CN 105551790A CN 201610090762 A CN201610090762 A CN 201610090762A CN 105551790 A CN105551790 A CN 105551790A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic body
iron boron
neodymium iron
boron magnetic
sintering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610090762.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105551790B (zh
Inventor
刘月玲
庞再升
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Langfang Jing Ci Precise Materials Co Ltd
Original Assignee
Langfang Jing Ci Precise Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Langfang Jing Ci Precise Materials Co Ltd filed Critical Langfang Jing Ci Precise Materials Co Ltd
Priority to CN201610090762.4A priority Critical patent/CN105551790B/zh
Publication of CN105551790A publication Critical patent/CN105551790A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105551790B publication Critical patent/CN105551790B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0266—Moulding; Pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1003—Use of special medium during sintering, e.g. sintering aid
    • B22F3/1007—Atmosphere
    • B22F3/101—Changing atmosphere
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

本发明提供了一种钕铁硼磁体的烧结方法，包括以下步骤，首先在真空或保护气体的条件下，将钕铁硼磁体生坯经过连续升温或阶梯升温后，到达烧结温度，得到钕铁硼磁体中间体；然后在氢气的条件下，将上述步骤得到的钕铁硼磁体中间体进行恒温烧制后，得到钕铁硼磁体毛坯。本发明在钕铁硼磁体制备的众多步骤中，从烧结方法入手，通过在烧结过程的特定高温烧结阶段，向***内充入氢气，使毛坯料富钕相分布均匀，阻止稀土相被消耗，避免了产生稀土相氧化物，不仅无需在设计配方时多加稀土，节约了成本，而且还提高了产品的矫顽力，对烧结钕铁硼产品的发展具有很重要的意义。

Description

一种钕铁硼磁体的烧结方法
技术领域
本发明属于磁体制备技术领域，尤其涉及一种钕铁硼磁体的烧结方法。
背景技术
无论是在工业生产还是在日常生活中，硬磁体即永磁体，能够长期保持其磁性的磁体，不易失磁，不易被磁化，也是最常用的强力材料之一。硬磁体可以分为天然磁体和人造磁体，人造磁铁是指通过合成不同材料的合金可以达到与天然磁体(吸铁石)相同的效果，而且还可以提高磁力。早在18世纪就出现了人造磁体，但制造更强磁性材料的过程却十分缓慢，直到20世纪30年代制造出铝镍钴磁体(AlNiCo)，才使磁体的大规模应用成为可能。随后，20世纪50年代制造出了铁氧体(Ferrite)，60年代，稀土永磁的出现，则为磁体的应用开辟了一个新时代，第一代钐钴永磁SmCo5，第二代沉淀硬化型钐钴永磁Sm2Co17，迄今为止，发展到第三代钕铁硼永磁材料(NdFeB)。虽然目前铁氧体磁体仍然是用量最大的永磁材料，但钕铁硼磁体的产值已大大超过铁氧体永磁材料，已发展成一大产业。
钕铁硼磁体也称为钕磁体(Neodymiummagnet)，其化学式为Nd2Fe14B，是一种人造的永久磁体，也是目前为止具有最强磁力的永久磁体，其最大磁能积(BHmax)高过铁氧体10倍以上，在裸磁的状态下，其磁力可达到3500高斯左右。钕铁硼磁体的优点是性价比高，体积小、重量轻、良好的机械特性和磁性强等特点，如此高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛的应用，在磁学界被誉为磁王。因而，钕铁硼磁体的制备和扩展一直是业内持续关注的焦点。
目前，业界常采用烧结法制作钕铁硼永磁材料，如王伟等在《关键工艺参数和合金元素对烧结NdFeB磁性能与力学性能的影响》中公开了采用烧结法制造钕铁硼永磁材料的工艺流程，一般包括配料、熔炼、钢锭破碎、制粉、真空保存超细粉、粉末取向压制成型、真空烧结、检分和电镀等步骤。这其中，烧结是至关重要的一个环节，钕铁硼永磁体的磁性能对烧结工艺十分敏感，相同成分的合金，由于烧结工艺的不同，其磁性能可几倍、几十倍，甚至上百倍地变化。烧结的目的是在基体相熔点以下某一温度经时处理，使压坯收缩并致密化，并通过后续时效优化晶界，实现相分离以增大畴位移的阻滞力，使磁体具有高永磁性能的显微组织。目前通常采用的烧结方法是液相烧结和固相烧结。
但是近些年来，随着钕铁硼磁体的广泛应用，促进了要求更高稳定性和更低成本的钕铁硼磁体的生产，然而烧结钕铁硼永磁体在烧结的过程中稀土易被氧化，造成设计配方时必须多加些稀土，或烧结完毕后磁性能尤其是矫顽力不理想等问题，已逐渐成为其进一步发展的障碍。
因而，如何能够通过磁体制备过程中的改进，降低钕铁硼磁体生产过程中多余稀土的消耗，提高磁体性能，一直是钕铁硼磁体生产厂商广泛关注的焦点。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种钕铁硼磁体的烧结方法，本发明提供的烧结方法，在设计配方时无需增加稀额外的稀土，还能够有效的提高钕铁硼磁体的磁性能。
本发明提供了一种钕铁硼磁体的烧结方法，包括以下步骤：
A)在真空或保护气体的条件下，将钕铁硼磁体生坯经过连续升温或阶梯升温后，到达烧结温度，得到钕铁硼磁体中间体；
B)在氢气的条件下，将上述步骤得到的钕铁硼磁体中间体进行恒温烧制后，得到钕铁硼磁体毛坯。
优选的，所述烧结温度为1000～1100℃。
优选的，所述连续升温的升温速率为0.5～3℃/min；所述连续升温的时间为15～120min。
优选的，所述阶梯升温的具体步骤为：
A1)在真空或保护气体的条件下，将钕铁硼磁体生坯进行第一次恒温烧制后，得到第一中间体；
A2)然后将上述步骤得到的第一中间体进行第二次恒温烧制后，得到第二中间体；
A3)再将上述步骤得到的第二中间体进行第三次恒温烧制后，得到钕铁硼磁体中间体。
优选的，所述第一次恒温烧制的温度为200～250℃；所述第一次恒温烧制的时间为90～150min；
所述第二次恒温烧制的温度为450～550℃；所述第二次恒温烧制的时间为60～120min；
所述第三次恒温烧制的温度为750～850℃；所述第二次恒温烧制的时间为90～120min。
优选的，所述在氢气的条件下具体为：
直接向设备内充入氢气，或是先将烧结设备内的保护气体抽至真空，再向烧结设备内充入氢气。
优选的，所述真空的压力为小于等于10Pa；所述氢气的压力为0.030～0.098MPa。
优选的，所述步骤B)还包括，
将恒温烧制后的钕铁硼磁体中间体，在氢气的条件下进行冷却，得到钕铁硼磁体毛坯。
优选的，所述冷却的速率为6.0～8.5℃/min。
本发明提供了一种钕铁硼磁体，所述钕铁硼磁体是由钕铁硼磁体生坯在氢气的条件下，经过液相烧结或固相烧结后得到的。
本发明提供了一种钕铁硼磁体的烧结方法，包括以下步骤，首先在真空或保护气体的条件下，将钕铁硼磁体生坯经过连续升温或阶梯升温后，到达烧结温度，得到钕铁硼磁体中间体；然后在氢气的条件下，将上述步骤得到的钕铁硼磁体中间体进行恒温烧制后，得到钕铁硼磁体毛坯。与现有技术相比，本发明在钕铁硼磁体制备的众多步骤中，从烧结方法入手，通过在烧结过程的特定高温烧结阶段，向***内充入氢气，使毛坯料富钕相分布均匀，阻止稀土相被消耗，避免了产生稀土相氧化物，不仅无需在设计配方时多加些稀土，节约了成本，而且还提高了产品的磁性能，对烧结钕铁硼产品的发展具有很重要的意义。实验结果表明，采用本发明提供的钕铁硼磁体的烧结方法，在原料配方计算时，相比原有实际生产中需要额外添加0.5％～2％的稀土，本发明通过加氢保护及通氢还原氧化相的方法，节省了0.5％～3％的稀土。而且本发明制备的钕铁硼磁体相比现有工艺，常温(20℃)磁体性能中钕铁硼磁体剩磁(Br)提高了约1.63％，内禀矫顽力(Hcj)提高了约9.17％，方形度(HK/Hcj)提高了约1.04％；高温(150℃)磁体性能中钕铁硼磁体剩磁(Br)提高了约10.5％，内禀矫顽力(Hcj)提高了约21％，方形度(HK/Hcj)提高了约1.04％，此外本发明制备的钕铁硼磁体Hcj的高温温度系数(α)能够达到-0.420～-0.527％/℃。
附图说明
图1为本发明中钕铁硼磁体生坯烧结工艺温度曲线示意图；
图2为本发明实施例1制备的钕铁硼磁体的金相微观组织图；
图3为常规工艺制备的钕铁硼磁体的金相微观组织图；
图4为本发明实施例1制备的钕铁硼磁体的常温磁性能数据图；
图5为本发明实施例2制备的钕铁硼磁体的金相微观组织图；
图6为本发明实施例2制备的钕铁硼磁体的常温磁性能数据图；
图7为本发明实施例3制备的钕铁硼磁体的金相微观组织图；
图8为本发明实施例3制备的钕铁硼磁体的常温磁性能数据图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯。
本发明提供了一种钕铁硼磁体的烧结方法，包括以下步骤：
A)在真空或保护气体的条件下，将钕铁硼磁体生坯经过连续升温或阶梯升温后，到达烧结温度，得到钕铁硼磁体中间体；
B)在氢气的条件下，将上述步骤得到的钕铁硼磁体中间体进行恒温烧制后，得到钕铁硼磁体毛坯。
本发明首先在真空或保护气体的条件下，将钕铁硼磁体生坯经过连续升温或阶梯升温后，到达烧结温度，得到钕铁硼磁体中间体。
本发明对所述烧结没有特别限制，以本领域技术人员熟知的钕铁硼磁体的烧结方法即可，本发明优选为液相烧结或固相烧结，更优选为液相烧结。本发明对所述保护气体没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于烧结钕铁硼磁体的保护气体即可，本发明所述保护气体优选为惰性气体和/或氮气，更优选为氩气和/或氮气，最优选为氩气或氮气；本发明对所述真空的压力没有特别限制，以本领域技术人员熟知的烧结钕铁硼磁体的真空压力即可，本发明的真空压力优选为小于等于10Pa，更优选为小于等于1Pa，更优选为小于等于0.3Pa，最优选为0.01～0.3Pa。
本发明对所述烧结温度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的烧结钕铁硼磁体的温度即可，本发明优选为1000～1100℃，更优选为1010～1090℃，更优选为1030～1070℃，最优选为1040～1060℃。本发明对所述烧结的设备没有特别限制，以本领域技术人员熟知的烧结钕铁硼磁体的设备即可，本发明优选为真空烧结炉。本发明对所述钕铁硼磁体生坯的前期制备过程没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规生产过程即可，也可以根据实际生产情况或质量要求进行调节，本发明优选包括配料、熔炼、氢爆、制粉和取向压制等主要过程，得到钕铁硼磁体生坯。
本发明为提高钕铁硼磁体生坯的烧制效果和钕铁硼磁体的磁性能，优选上述步骤具体为连续升温，本发明对所述升温的速率没有特别限制，以本领域技术人员熟知的钕铁硼磁体烧结过程中的升温速率即可，本领域技术人员可以根据装炉量、产品的具体尺寸以及产品性能进行选择性调节，本发明所述连续升温的速率优选为0.5～3℃/min，更优选为1～2.5℃/min，最优选为1.5～2℃/min；所述连续升温的时间优选为15～120min，更优选为30～100min，最优选为50～70min。
本发明为提高钕铁硼磁体生坯的烧制效果和钕铁硼磁体的磁性能，优选上述步骤还优选为阶梯升温，具体更优选为先在真空或保护气体的条件下，将钕铁硼磁体生坯进行第一次恒温烧制后，得到第一中间体；然后将上述步骤得到的第一中间体进行第二次恒温烧制后，得到第二中间体；再将上述步骤得到的第二中间体进行第三次恒温烧制后，得到钕铁硼磁体中间体。
本发明对所述钕铁硼磁体生坯进行第一次恒温烧制的具体温度和时间没有特别限制，以本领域技术人员熟知的钕铁硼磁体生坯烧结过程即可，本领域技术人员可以根据装炉量和产品的具体尺寸进行选择性调节，本发明为提高烧制效果和产品性能，所述第一次恒温烧制的温度优选为200～250℃，更优选为210～240℃，最优选为220～230℃；所述第一次恒温烧制的时间优选为90～150min，更优选为100～140min，最优选为110～130min。本发明对所述第一次恒温烧制的其他条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的烧结钕铁硼磁体的条件即可。本发明将所述钕铁硼磁体生坯在上述温度和时间条件下进行了第一次恒温烧制，并在恒温过程中排出了钕铁硼磁体生坯在烧制过程中所产生的水汽。
本发明对所述钕铁硼磁体生坯进行第二次恒温烧制的具体温度和时间没有特别限制，以本领域技术人员熟知的钕铁硼磁体生坯烧结过程即可，本领域技术人员可以根据装炉量和产品的具体尺寸进行选择性调节，本发明为提高烧制效果和产品性能，所述第二次恒温烧制的温度优选为450～550℃，更优选为460～540℃，最优选为480～510℃；所述第二次恒温烧制的时间优选为60～120min，更优选为70～110min，最优选为80～100min。本发明对所述第二次恒温烧制的其他条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的烧结钕铁硼磁体的条件即可。本发明将所述钕铁硼磁体生坯在上述温度和时间条件下进行了第二次恒温烧制，有效的排出了钕铁硼磁体生坯中所含有的有机物。
本发明对所述钕铁硼磁体生坯进行第三次恒温烧制的具体温度和时间没有特别限制，以本领域技术人员熟知的钕铁硼磁体生坯烧结过程即可，本领域技术人员可以根据装炉量和产品的具体尺寸进行选择性调节，本发明为提高烧制效果和产品性能，所述第三次恒温烧制的温度优选为750～850℃，更优选为760～840℃，最优选为780～810℃；所述第二次恒温烧制的时间优选为90～120min，更优选为80～110min，最优选为60～90min。本发明对所述第三次恒温烧制的其他条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的烧结钕铁硼磁体的条件即可。本发明将所述钕铁硼磁体生坯在上述温度和时间条件下进行了第三次恒温烧制，并在恒温过程中排出了钕铁硼磁体生坯在烧制过程中所产生的氢气。本发明对所述烧制的过程没有其他特别限制，以本领域技术人员熟知的烧结钕铁硼磁体的过程即可。
本发明经过上述连续烧制或三次阶梯升温恒温烧制后，得到钕铁硼磁体中间体，然后在氢气的条件下，将上述步骤得到的钕铁硼磁体中间体进行恒温烧制后，得到钕铁硼磁体毛坯。
本发明对在氢气的条件下的具体操作没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规操作步骤即可，本发明优选为取决于前述步骤是在真空下还是在保护气体的条件下，如果前述步骤是在真空下，则优选直接向设备内充入氢气；如果前述步骤是在保护气体的条件下，则优选先将烧结设备内的保护气体抽至真空，再向烧结设备内充入氢气。本发明对所述抽至真空的压力没有特别限制，以本领域技术人员熟知的烧结钕铁硼磁体的真空压力即可，本发明的抽至真空的压力优选为小于等于10Pa，更优选为小于等于1Pa，更优选为小于等于0.3Pa，最优选为0.01～0.3Pa。
本发明对所述氢气的压力没有特别限制，本领域技术人员可以根据装炉量、产品的具体尺寸以及产品性能进行选择性调节，本发明优选为0.030～0.098MPa，更优选为0.040～0.090MPa，更优选为0.050～0.080MPa，最优选为0.060～0.070MPa。本发明所述恒温烧制的温度优选为1000～1100℃，更优选为1010～1090℃，更优选为1030～1070℃，最优选为1040～1060℃优选为1020～1050℃；更优选为1030～1040℃，最优选为1035℃。本发明对所述恒温烧制的时间没有特别限制，领域技术人员可以根据装炉量、产品的具体尺寸以及产品性能进行选择性调节，本发明优选为180～600min，更优选为250～550min，更优选为300～500min，最优选为350～450min。
本发明对所述恒温烧制后工艺没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规步骤即可，本发明优选为冷却步骤；本发明对所述冷却步骤的具体工艺没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产过程、装炉量、产品的具体尺寸以及产品性能进行选择性调节，本发明为提高钕铁硼磁体生坯的烧制效果和钕铁硼磁体的磁性能，本发明优选在氢气的条件下进行冷却；本发明对所述冷却的速率优选为6.0～8.5℃/min，更优选为6.3～8.2℃/min，更优选为6.5～8.0℃/min，最优选为7.0～7.5℃/min。本发明对上述冷却后的温度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的钕铁硼磁体烧结过程中相关步骤的冷却温度即可，本发明优选为100℃以下，更优选为90℃以下，最优选为20～80℃；本发明对上述冷却的时间没有特别限制，本领域技术人员可以根据烧结炉的装炉量和产品尺寸进行相应的调节。
本发明通过在烧结过程的特定高温烧结阶段，向***内充入氢气，起到排氧和还原氧化物的作用，烧制完毕后进一步充氢气进行风冷，使毛坯料富钕相分布均匀，阻止稀土相被消耗，避免了产生稀土相氧化物，不仅无需在设计配方时多加些稀土，节约了成本，而且还提高了产品的矫顽力。
本发明经过上述步骤将钕铁硼磁体生坯烧结后，得到钕铁硼磁体毛坯，本发明在前面叙述中虽然采用了分步叙述的方法，但是本领域技术人员能够正确理解，本发明上述步骤为一整套连续烧制的过程，具有连续的烧结曲线。本发明所述连续的烧结曲线参见图1，图1为本发明中钕铁硼磁体生坯烧结工艺温度曲线示意图。如图1所示，放气曲线(a)及烧结时的连续升温曲线或阶梯式升温的温度曲线(b)，其中T1为第一次恒温烧制的温度，T2为第二次恒温烧制的温度，T3为第三次恒温烧制的温度，T烧为烧结温度，充氢气的阶段为在烧结温度下进行恒温烧制的过程中以及冷却过程中。
本发明经过上述步骤得到了钕铁硼磁体毛坯，再经过后期热处理和后处理加工后，得到成品钕铁硼磁体。本发明对上述后期热处理和后处理加工的选择、具体步骤和工艺等没有特别限制，以本领域技术人员熟知的钕铁硼磁体中的后期处理步骤即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况和质量要求进行优化选择。
本发明提供了一种钕铁硼磁体，所述钕铁硼磁体是由钕铁硼磁体生坯在氢气的条件下，经过液相烧结或固相烧结后得到的。
本发明对所述钕铁硼磁体没有特别限制，以本领域技术人员熟知的钕铁硼磁体即可，本发明优选为烧结钕铁硼磁体；本发明对所述钕铁硼磁体的具体组成没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规钕铁硼磁体组成即可。本发明对所述烧结的其他工艺步骤没有特别限制，以本领域技术人员熟知的钕铁硼磁体的烧结过程中的工艺步骤即可。
对本发明上述步骤得到的钕铁硼磁体进行性能检测，实验结果表明，采用本发明提供的钕铁硼磁体的烧结方法，在原料配方计算时，相比原有实际生产中需要额外添加0.5％～2％的稀土，本发明通过加氢保护及通氢还原氧化相的方法，节省了0.5％～3％的稀土。
对本发明制备的钕铁硼磁体分别在20℃(常温)和150℃(高温)的条件下，进行磁体性能检测，参见表1，表1为本发明制备的钕铁硼磁体与常规工艺制备的钕铁硼磁体在常温和高温条件下的磁性能对比数据。
表1本发明制备的钕铁硼磁体与常规工艺制备的钕铁硼磁体在常温和高温条件下的磁性能对比数据
由表1可知，本发明制备的钕铁硼磁体相比现有工艺，常温(20℃)磁体性能中钕铁硼磁体剩磁(Br)提高了约1.63％，内禀矫顽力(Hcj)提高了约9.17％，方形度(HK/Hcj)提高了约1.04％；高温(150℃)磁体性能中钕铁硼磁体剩磁(Br)提高了约10.5％，内禀矫顽力(Hcj)提高了约21％，方形度(HK/Hcj)提高了约1.04％。
经计算得知，本发明制备的钕铁硼磁体Hcj的高温温度系数(α)提高到-0.420～-0.527％/℃，而常规工艺的Hcj高温温度系数仅为-0.55～-0.78％/℃，这表明本发明的烧结方法能够明显的提高材料的温度稳定性。
对本发明制备的钕铁硼磁体进行其他性能检测，参见表2，表2为本发明制备的钕铁硼磁体与常规工艺制备的钕铁硼磁体的减磁情况。
减磁条件：120℃×2h，设备：高温干燥箱。
表2本发明制备的钕铁硼磁体与常规工艺制备的钕铁硼磁体的减磁情况
减磁
强磁烧结工艺 0.5％～2.8％
正常工艺 5％～10％
由表2可知，本发明制备的钕铁硼磁体相比现有工艺，磁体的减磁情况较好。
参见表3，表3为本发明制备的钕铁硼磁体与常规工艺制备的钕铁硼磁体的老化情况。
失重条件：温度130℃，湿度100％，时间240h，压力2.7Bar；
设备：HAST老化试验箱
表3本发明制备的钕铁硼磁体与常规工艺制备的钕铁硼磁体的老化情况
失重/mg/cm2
充氢烧结工艺 0.8～1.5
正常工艺 2.0～8.0
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的钕铁硼磁体的烧结方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
制备38SH烧结钕铁硼
首先，按照质量百分比组成称取Pr和Nd：25.1wt％，Dy：2wt％，Ho：4wt％，Al：0.44wt％，B：0.94wt％，Cu：0.15wt％，Co：1.5wt％，Zr：0.15wt％，Ga：0.2wt％以及余量的Fe，经过铸锭、破碎、磨粉、磁场取向、压制成型，得到钕铁硼生坯。
然后将生坯装入真空烧结炉，抽真空至真空度到0.3Pa，将钕铁硼磁体生坯在200℃进行第一次恒温烧制90min后，得到第一中间体；然后将上述步骤得到的第一中间体在500℃进行第二次恒温烧制60min后，得到第二中间体；再将上述步骤得到的第二中间体在750℃进行第三次恒温烧制90min后，得到钕铁硼磁体中间体。
再将上述步骤得到的钕铁硼磁体中间体在1020℃进行恒温液相烧结30min后，对上述钕铁硼磁体中间体充氢气0.052MPa，在上述充氢作用下，通氢恒温液相烧结30min后关闭充氢阀，液相烧结中间体；
然后在此温度下继续烧结60min，停止加热，进入冷却阶段，向烧结炉内充氢气至0.085-0.098MPa，开风机鼓风冷却至60℃出炉，得到规格为51.2*51*29mm(取向方向为29尺寸)钕铁硼磁体毛坯。
最后，用平面磨床将取向面一面60％见光，用502胶粘到铁棒上，用内圆切片机切成9.59*6.69*0.88(M)黑片，用加清洗剂的溶液除油除胶，用自动倒角机倒0.2mm的弧度，去掉边缘毛刺，通过超声波除油，酸洗，钝化，自动镀锌工艺，得到锌层厚度为8μm，尺寸为9.95*6.69*0.88(M)的钕铁硼磁体成品。
对上述步骤得到的钕铁硼磁体使用XJ-63型金相显微镜进行观察，结果如图2所示，图2为本发明实施例1制备的钕铁硼磁体的金相微观组织图；参见图3，图3为常规工艺制备的钕铁硼磁体的金相微观组织图。从图2和图3的对比可以看出，相比没有充氢的烧结工艺，本实施例制备得到的钕铁硼磁体晶粒显著致密化，经测量计算，本发明实施例1制备的钕铁硼磁体的晶粒平均值为4.62μm，而常规工艺制备的钕铁硼磁体的晶粒平均值为6.78μm，本发明相比常规工艺的晶粒尺寸细化了31.8％。
对上述步骤得到的钕铁硼磁体产品的磁性能以及磁体密度进行检测，实验结果参见图4，图4为本发明实施例1制备的钕铁硼磁体的常温磁性能数据图。参见表4，表4为实施例1制备的钕铁硼磁体在常温和高温下的磁性能数据。
表4实施例1制备的钕铁硼磁体在常温和高温下的磁性能数据
对本实施例制备的钕铁硼磁体进行其他性能检测，参见表5，表5为本发明实施例1制备的钕铁硼磁体的磁体成分情况。
设备：ICP。
表5本发明实施例1制备的钕铁硼磁体的成分情况
稀土总量
配方 31.1
充氢烧结工艺 31.0
正常烧结工艺 29.2
由表5可知，本发明实施例1制备的钕铁硼磁体相比现有工艺，磁体的稀土消耗情况特别少。
参见表6，表6为本发明实施例1制备的钕铁硼磁体的老化情况。
失重条件：温度130℃，湿度100％，时间240h，压力2.7Bar；
设备：HAST老化试验箱
表6本发明实施例1制备的钕铁硼磁体的老化情况
失重/mg/cm2
充氢烧结工艺 1.5
由上述检测结果能够明显看出，本发明提供的钕铁硼磁体烧结方法，能够明显的提高磁体的剩磁、矫顽力、最大磁能积、方形度等磁体性能，并且具有较好的高温稳定性。
实施例2
制备42SH烧结钕铁硼
首先，按42SH配方配料，经过铸锭、破碎、磨粉、磁场取向、压制成型，得到钕铁硼生坯。
然后将生坯装入真空烧结炉，抽真空至真空度小于0.3Pa，将钕铁硼磁体生坯在230℃进行第一次恒温烧制70min后，得到第一中间体；然后将上述步骤得到的第一中间体在520℃进行第二次恒温烧制80min后，得到第二中间体；再将上述步骤得到的第二中间体在780℃进行第三次恒温烧制120min后，得到钕铁硼磁体中间体。
再将上述步骤得到的钕铁硼磁体中间体在1040℃进行恒温液相烧结30min后，对上述钕铁硼磁体中间体0.065MPa，在上述氢气的作用下，充氢恒温液相烧结40min后关闭充气阀，液相烧结中间体；
然后在此温度下继续烧结60min，停止加热，进入冷却阶段，向烧结炉内充氢气至0.085-0.098Mpa，开风机鼓风冷却至60℃出炉，得到规格为51*44*31mm(取向方向为29尺寸)钕铁硼磁体毛坯。
最后，用平面磨床将取向面一面60％见光，用502胶粘到铁棒上，用内圆切片机切成17*8*1.4(M)黑片，用加清洗剂的溶液除油除胶，用自动倒角机倒0.2mm的弧度，去掉边缘毛刺，通过超声波除油，酸洗，钝化，自动镀锌工艺，得到锌层厚度为10μm，尺寸为17*8*1.4(M)的钕铁硼磁体成品。
对上述步骤得到的钕铁硼磁体使用XJ-63型金相显微镜进行观察，结果如图5所示，图5为本发明实施例2制备的钕铁硼磁体的金相微观组织图；从图5可以看出，本实施例制备得到的钕铁硼磁体晶粒显著致密化，经测量计算，本发明实施例2制备的钕铁硼磁体的晶粒平均值为4.83μm。
对上述步骤得到的钕铁硼磁体产品的磁性能以及磁体密度进行检测，实验结果参见图6，图6为本发明实施例2制备的钕铁硼磁体的常温磁性能数据图。参见表7，表7为实施例2制备的钕铁硼磁体在常温和高温下的磁性能数据。
表7实施例2制备的钕铁硼磁体在常温和高温下的磁性能数据
对本实施例制备的钕铁硼磁体进行其他性能检测，参见表8，表8为本发明实施例2制备的钕铁硼磁体的成分情况。
设备：ICP。
表8本发明实施例2制备的钕铁硼磁体的减磁情况
稀土总量
配方 31.6
充氢烧结工艺 31.3
正常烧结工艺 29.4
由表8可知，本发明实施例2制备的钕铁硼磁体相比现有工艺，磁体的稀土消耗特别少。
参见表9，表9为本发明实施例2制备的钕铁硼磁体的老化情况。
失重条件：温度130℃，湿度100％，时间240h，压力2.7Bar；
设备：HAST老化试验箱
表9本发明实施例2制备的钕铁硼磁体的老化情况
失重/mg/cm2
充氢烧结工艺 0.8
由上述检测结果能够明显看出，本发明提供的钕铁硼磁体烧结方法，能够明显的提高磁体的剩磁、矫顽力、最大磁能积、方形度等磁体性能，并且具有较好的高温稳定性。
实施例3
制备52M烧结钕铁硼
首先，按52M配方配料，经过铸锭、破碎、磨粉、磁场取向、压制成型，得到钕铁硼生坯。
然后将生坯装入真空烧结炉，抽真空至真空度小于0.2Pa，将钕铁硼磁体生坯在180℃进行第一次恒温烧制80min后，得到第一中间体；然后将上述步骤得到的第一中间体在480℃进行第二次恒温烧制70min后，得到第二中间体；再将上述步骤得到的第二中间体在790℃进行第三次恒温烧制150min后，得到钕铁硼磁体中间体。
再将上述步骤得到的钕铁硼磁体中间体在1038℃进行恒温液相烧结30min后，对上述钕铁硼磁体中间体充氢0.08MPa，在上述充氢的作用下，通氢恒温液相烧结35min后关闭充气阀，液相烧结中间体；
然后在此温度下继续烧结60min，停止加热，进入冷却阶段，向烧结炉内充氢气至0.085-0.98Mpa，开风机鼓风冷却至60℃出炉，得到规格为53*37*32mm(取向方向为32尺寸)钕铁硼磁体毛坯。
最后，用平面磨床将取向面一面60％见光，用502胶粘到铁棒上，用内圆切片机切成14*6*3.2(M)黑片，用加清洗剂的溶液除油除胶，用自动倒角机倒0.2mm的弧度，去掉边缘毛刺，通过超声波除油，酸洗，钝化，自动镀锌工艺，得到锌层厚度为10μm，尺寸为14*6*3.2(M)的钕铁硼磁体成品。
对上述步骤得到的钕铁硼磁体使用XJ-63型金相显微镜进行观察，结果如图7所示，图7为本发明实施例3制备的钕铁硼磁体的金相微观组织图；从图7可以看出，本实施例制备得到的钕铁硼磁体晶粒显著致密化，经测量计算，本发明实施例3制备的钕铁硼磁体的晶粒平均值为4.63μm。
对上述步骤得到的钕铁硼磁体产品的磁性能以及磁体密度进行检测，实验结果参见图8，图8为本发明实施例3制备的钕铁硼磁体的常温磁性能数据图。参见表10，表10为实施例3制备的钕铁硼磁体在常温和高温下的磁性能数据。
表10实施例3制备的钕铁硼磁体在常温和高温下的磁性能数据
对本实施例制备的钕铁硼磁体进行其他性能检测，参见表11，表11为本发明实施例3制备的钕铁硼磁体的成分情况。
设备：ICP。
表11本发明实施例3制备的钕铁硼磁体的成分情况
稀土总量
配方 30
充氢烧结工艺 29.8
正常烧结工艺 28.6
由表11可知，本发明实施例3制备的钕铁硼磁体相比现有工艺，磁体的稀土消耗特别少。
参见表12，表12为本发明实施例3制备的钕铁硼磁体的老化情况。
失重条件：温度130℃，湿度100％，时间240h，压力2.7Bar；
设备：HAST老化试验箱
表12本发明实施例3制备的钕铁硼磁体的老化情况
失重/mg/cm2
充氢烧结工艺 0.6
由上述检测结果能够明显看出，本发明提供的钕铁硼磁体烧结方法，能够明显的提高磁体的剩磁、矫顽力、最大磁能积、方形度等磁体性能，并且具有较好的高温稳定性。
以上对本发明所提供的一种钕铁硼磁体的烧结方法进行了详细介绍。本文中应用了具体的个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钕铁硼磁体的烧结方法，包括以下步骤：
A)在真空或保护气体的条件下，将钕铁硼磁体生坯经过连续升温或阶梯升温后，到达烧结温度，得到钕铁硼磁体中间体；
B)在氢气的条件下，将上述步骤得到的钕铁硼磁体中间体进行恒温烧制后，得到钕铁硼磁体毛坯。
2.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述烧结温度为1000～1100℃。
3.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述连续升温的升温速率为0.5～3℃/min；所述连续升温的时间为15～120min。
4.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述阶梯升温的具体步骤为：
A1)在真空或保护气体的条件下，将钕铁硼磁体生坯进行第一次恒温烧制后，得到第一中间体；
A2)然后将上述步骤得到的第一中间体进行第二次恒温烧制后，得到第二中间体；
A3)再将上述步骤得到的第二中间体进行第三次恒温烧制后，得到钕铁硼磁体中间体。
5.根据权利要求4所述的烧结方法，其特征在于，所述第一次恒温烧制的温度为200～250℃；所述第一次恒温烧制的时间为90～150min；
所述第二次恒温烧制的温度为450～550℃；所述第二次恒温烧制的时间为60～120min；
所述第三次恒温烧制的温度为750～850℃；所述第二次恒温烧制的时间为90～120min。
6.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述在氢气的条件下具体为：
直接向设备内充入氢气，或是先将烧结设备内的保护气体抽至真空，再向烧结设备内充入氢气。
7.根据权利要求6所述的烧结方法，其特征在于，所述真空的压力为小于等于10Pa；所述氢气的压力为0.030～0.098MPa。
8.根据权利要求1所述的烧结方法，其特征在于，所述步骤B)还包括，
将恒温烧制后的钕铁硼磁体中间体，在氢气的条件下进行冷却，得到钕铁硼磁体毛坯。
9.根据权利要求8所述的烧结方法，其特征在于，所述冷却的速率为6.0～8.5℃/min。
10.一种钕铁硼磁体，其特征在于，所述钕铁硼磁体是由钕铁硼磁体生坯在氢气的条件下，经过液相烧结或固相烧结后得到的。
CN201610090762.4A 2016-02-18 2016-02-18 一种钕铁硼磁体的烧结方法 Active CN105551790B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610090762.4A CN105551790B (zh) 2016-02-18 2016-02-18 一种钕铁硼磁体的烧结方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610090762.4A CN105551790B (zh) 2016-02-18 2016-02-18 一种钕铁硼磁体的烧结方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105551790A true CN105551790A (zh) 2016-05-04
CN105551790B CN105551790B (zh) 2018-08-24

Family

ID=55830917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610090762.4A Active CN105551790B (zh) 2016-02-18 2016-02-18 一种钕铁硼磁体的烧结方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105551790B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106601459A (zh) * 2016-12-09 2017-04-26 京磁材料科技股份有限公司 降低钕铁硼磁体碳含量的烧结方法
WO2021219063A1 (zh) * 2020-04-30 2021-11-04 烟台正海磁性材料股份有限公司 一种细晶、高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN114171314A (zh) * 2022-02-10 2022-03-11 京磁材料科技股份有限公司 高性能烧结钕铁硼永磁体的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1486989A1 (en) * 2000-09-19 2004-12-15 Neomax Co., Ltd. Method for manufacturing a rear earth magnet
CN101246773A (zh) * 2007-02-12 2008-08-20 北京有色金属研究总院 一种高效软磁材料及其制备方法
CN102601367A (zh) * 2011-01-24 2012-07-25 北京中科三环高技术股份有限公司 一种辐射或多极取向磁环的热处理方法
CN103422012A (zh) * 2012-11-13 2013-12-04 宁波宏垒磁业有限公司 一种钕铁硼磁性材料的制备方法
CN105097261A (zh) * 2015-08-20 2015-11-25 京磁新材料有限公司 一种钕铁硼磁体的烧结方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1486989A1 (en) * 2000-09-19 2004-12-15 Neomax Co., Ltd. Method for manufacturing a rear earth magnet
CN101246773A (zh) * 2007-02-12 2008-08-20 北京有色金属研究总院 一种高效软磁材料及其制备方法
CN102601367A (zh) * 2011-01-24 2012-07-25 北京中科三环高技术股份有限公司 一种辐射或多极取向磁环的热处理方法
CN103422012A (zh) * 2012-11-13 2013-12-04 宁波宏垒磁业有限公司 一种钕铁硼磁性材料的制备方法
CN105097261A (zh) * 2015-08-20 2015-11-25 京磁新材料有限公司 一种钕铁硼磁体的烧结方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106601459A (zh) * 2016-12-09 2017-04-26 京磁材料科技股份有限公司 降低钕铁硼磁体碳含量的烧结方法
CN106601459B (zh) * 2016-12-09 2018-07-24 京磁材料科技股份有限公司 降低钕铁硼磁体碳含量的烧结方法
WO2021219063A1 (zh) * 2020-04-30 2021-11-04 烟台正海磁性材料股份有限公司 一种细晶、高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN114171314A (zh) * 2022-02-10 2022-03-11 京磁材料科技股份有限公司 高性能烧结钕铁硼永磁体的制备方法
CN114171314B (zh) * 2022-02-10 2022-04-26 京磁材料科技股份有限公司 高性能烧结钕铁硼永磁体的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105551790B (zh) 2018-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108364736B (zh) 一种钕铁硼永磁材料及其制备方法
CN104637642B (zh) 一种钐钴烧结永磁体材料及其制备方法
CN105097261A (zh) 一种钕铁硼磁体的烧结方法
CN105118597A (zh) 一种高性能钕铁硼永磁体及其生产方法
JP6951481B2 (ja) サマリウムコバルト磁石およびその製造方法
CN108154986B (zh) 一种含y高丰度稀土永磁体及其制备方法
CN106128677A (zh) 一种钕铁硼磁体的多段烧结方法
CN105575651A (zh) 一种钕铁硼磁体的压制成型工艺
CN105551790A (zh) 一种钕铁硼磁体的烧结方法
CN106128676A (zh) 一种钕铁硼磁体的烧结方法
CN110957089A (zh) 一种钐钴永磁材料的制备方法
JP4433282B2 (ja) 希土類磁石の製造方法及び製造装置
CN109411225B (zh) 一种钐钴磁体的制备工艺
CN103971919B (zh) 一种钕铁硼磁体的烧结方法
CN109216007B (zh) 一种钐钴磁体的制备工艺
CN106816253A (zh) 一种Mn‑Ga合金磁硬化的方法
CN102982935A (zh) 一种无重稀土永磁材料及其热压制备方法
CN108346508B (zh) 一种纳米晶复相钕铁硼永磁体织构化增强的制备方法
CN110491616B (zh) 一种钕铁硼磁性材料及其制备方法
CN108447638A (zh) 一种新能源汽车电机用超高矫顽力钕铁硼永磁体及其制备方法
CN105405563A (zh) 一种钕铁硼磁体的氢破碎方法
CN112670073A (zh) 一种烧结钕铁硼晶界扩散工装及晶界扩散的方法
CN107845465B (zh) 一种耐腐蚀车用磁钢及其制备方法
CN113388757B (zh) 一种钐钴稀土磁体及其制备方法
CN105405564B (zh) 一种多稀土相材料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant