CN113517125A - 一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法 - Google Patents

一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113517125A
CN113517125A CN202110785379.1A CN202110785379A CN113517125A CN 113517125 A CN113517125 A CN 113517125A CN 202110785379 A CN202110785379 A CN 202110785379A CN 113517125 A CN113517125 A CN 113517125A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
heat treatment
equal
magnet
iron
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
CN202110785379.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113517125B (zh
Inventor
刘友好
谭新博
陈静武
查善顺
莫军
赵占中
周志国
黄秀莲
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.)
Earth Panda Advance Magnetic Material Co Ltd
Original Assignee
Earth Panda Advance Magnetic Material 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 Earth Panda Advance Magnetic Material Co Ltd filed Critical Earth Panda Advance Magnetic Material Co Ltd
Priority to CN202110785379.1A priority Critical patent/CN113517125B/zh
Publication of CN113517125A publication Critical patent/CN113517125A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113517125B publication Critical patent/CN113517125B/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
    • 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
    • H01F1/0577—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 sintered

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法，该磁体的制备方法包括合金熔炼、晶化处理、破碎制粉、粉末改性、粉末混合、磁体制备等步骤。首先分别熔炼成分为(DyaNd1‑a)x(CobFe1‑b)100‑x‑yBy的合金I和成分为(DyaNd1‑a)xTb55‑xFe30(CucAldGa1‑c‑d)15的合金II，然后通过在不含Tb的合金I中混入富含Tb的合金II，将Tb控制在最终磁体中的晶界富稀土相和RE2Fe14B相晶粒表层中，发挥Tb元素对晶界富稀土相和RE2Fe14B相晶粒表层的强化作用，提高磁体的矫顽力，改善磁体的矫顽力温度系数，所得产物具有磁场稳定性高、矫顽力热稳定性高的特点。

Description

一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法
技术领域
本发明属于稀土永磁材料领域，特别涉及一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法。
背景技术
烧结钕铁硼永磁材料是当前综合磁性能最高、应用最广的永磁功能材料，号称当代“磁王”，是促进能源、信息等相关领域发展的关键支撑材料。自20世纪80年代问世以来，烧结钕铁硼磁体以其优异的磁性能和极高的性价比，被广泛应用于汽车工业、医疗设备、电子信息、航空航天等诸多领域，成为相关领域向智能化、小型化、轻量化发展的关键支撑。近年来，随着烧结钕铁硼磁体性能的不断提升，其应用领域也在不断拓展。
然而，烧结钕铁硼永磁材料的磁场稳定性较差(矫顽力较低)，高矫顽力磁体的重稀土含量高。由于重稀土资源储量少、价格高，大量使用重稀土资源，既不利于重稀土资源的可持续开采和使用，也直接导致了磁体生产制造成本的显著上升。另外，重稀土金属的加入会降低磁体的剩磁，进而降低了磁体在空间中提供的磁场强度，不利于相关器件的轻量化和小型化。
同时，烧结钕铁硼永磁材料的热稳定性较差，其剩磁温度系数和矫顽力温度系数较高，剩磁和矫顽力随着温度的升高而显著降低。较高的剩磁温度系数直接影响着磁体在周围空间所提供磁场的稳定性，进而影响了相关器件的稳定性；较高的矫顽力温度系数使得磁体在高温下易于被反磁化，导致磁体性能的下降甚至失效。较高温度系数的烧结钕铁硼磁体不能满足温度频繁变化和高温永磁电机等领域的应用需求，限制了钕铁硼永磁产业的进一步发展。这些领域只能应用耐温性更好的钐钴永磁体或者设计复杂的冷却***用于磁体冷却，由于钐储量稀少，钴又属于贵重的战略性金属，钐钴永磁体的使用也在一定程度上提高了组合器件或者装备的生产制造成本，冷却***的设计也增加器件设计制作与维护维修的难度，限制了器件或者装备的推广应用。
再者，烧结钕铁硼永磁材料的耐腐蚀性能较差，在使用环境中极易发生腐蚀失效，虽然近些年研究开发了多种表面防护涂层用于钕铁硼永磁体的表面防护，基本满足了应用需求。但是有关研究表明钕铁硼永磁体本身的耐蚀性会直接影响防护涂层的附着力和防护能力，研究提高钕铁硼永磁体本身的耐腐蚀能力是进一步提高磁体整体耐蚀性的关键。
经过多年的研究发展，已经公开了多种改善烧结钕铁硼永磁材料的磁场稳定性、热稳定性和耐腐蚀性能的方法。然而，这些方法或主要针对三者之中的某一项或者某两项，或对烧结钕铁硼永磁材料相关性能的改善效果有限。为了满足强腐蚀、高温和强退磁场领域的应用需求，必须开发新的工艺技术，同时且显著地改善烧结钕铁硼磁体的磁场稳定性、热稳定性和耐腐蚀性能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法，通过对Co元素、Tb元素、O元素分布的控制，改善了磁体的磁场稳定性、热稳定性和耐腐蚀性能，所制得的烧结钕铁硼磁体具有高稳定性的特点。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高稳定性烧结钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：
合金熔炼：分别熔炼成分为(DyaNd1-a)x(CobFe1-b)100-x-yBy的合金I和成分为(DyaNd1-a)xTb55-xFe30(CucAldGa1-c-d)15的合金II；其中a、x、b、y、c、d分别为相应元素的质量百分比，取值分别为：0.20≤a≤0.25，29≤x≤30，0.1≤b≤0.2，0.98≤y≤1.00，0.3≤c≤0.4，0.3≤d≤0.4；
晶化处理：将合金I制成微米晶薄带I，将合金II制成纳米晶薄带II；
破碎制粉：利用氢破碎加气流磨制粉工艺将微米晶薄带I破碎成粉末得到平均粒度为2μm～2.5μm的粉末I，将纳米晶薄带II破碎成粉末得到平均粒度为1μm～1.5μm的粉末II；
粉末改性：向粉末I中加入其质量0.5‰～1‰的防氧化剂，混合均匀后得到改性粉末I；按照1kg粉末II对应0.1mol～0.2mol氧气的比例，将高纯氧气通入储存粉末II的料罐中，同时不断搅拌，得改性粉末II；所述的防氧化剂为丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)中的一种。
粉末混合：按照改性粉末I:改性粉末II＝(94-95):(5-6)的比例将改性粉末I和改性粉末II混合均匀，得到混合粉末；优选的，粉末混合步骤还可以混入质量分数为1‰～2‰的润滑剂，所述润滑剂为硬脂酸锌，分子式为：Zn(C17H35COO)2。
磁体制备：将混合粉末置于不小于2T的磁场中进行模压成型制成压坯，对压坯依次进行高温真空烧结和热处理后，得到高稳定性烧结钕铁硼磁体。优选的，所述压坯在进行高温真空烧结前，对其进行150MPa～250MPa的冷等静压处理30～60秒。进一步优选的，所述高温真空烧结的真空度大于1×10-2Pa，所述高温真空烧结的温度为1050℃～1100℃，烧结时间为3～5小时。所述热处理为两级热处理，依次为一级热处理和二级热处理；其中：一级热处理的温度为880～920℃，时间为3h～6h；二级热处理温度为480～520℃，时间为3h～6h。
上述步骤中，合金熔炼步骤、晶化处理步骤、破碎制粉的氢破碎步骤、磁体制备的真空烧结和热处理步骤均利用高纯氩气对物料进行防护；破碎制粉的气流磨步骤、粉末I的改性步骤、粉末混合步骤、磁体制备的模压成型步骤利用高纯氮气对物料进行防护，防止物料与氧气或水汽接触。
本发明还提供了通过上述所述的制备方法制得的一种高稳定性烧结钕铁硼磁体，该磁体由RE2Fe14B主相晶粒和位于主相晶粒周围的晶界富稀土相组成，其氧含量为1000ppm～2000ppm；所述RE2Fe14B中RE为Nd、Dy、Tb，所述RE2Fe14B主相晶粒中Tb的质量分数≤1％，所述晶界富稀土相中Co的质量分数≤5％。进一步的，该高稳定性烧结钕铁硼磁体的矫顽力＞30kOe，在20℃～120℃的剩磁温度系数绝对值＜0.08％/K，在20℃～200℃的矫顽力温度系数绝对值＜0.40％/K；在500小时PCT试验(120℃、100％RH、2atm)后的腐蚀失重＜2mg/cm2。
与现有技术相比，本发明有益效果体现在：
(1)通过在不含Tb的合金I粉末中混入富含Tb元素的合金II粉末，将Tb元素控制在最终磁体中的晶界富稀土相和RE2Fe14B相晶粒表层中，充分发挥Tb元素对晶界富稀土相和RE2Fe14B相晶粒表层的强化作用，提高了磁体的矫顽力，改善了磁体的矫顽力温度系数。所制得的烧结钕铁硼磁体具有磁场稳定性高、矫顽力热稳定性高的特点。
(2)通过控制合金I中的富稀土相含量来控制晶界相中的Co含量，使得Co元素主要存在于RE2Fe14B相中；通过添加不含RE2Fe14B相的合金II，使得最终磁体的每一个主相晶粒中均存在Co元素，充分发挥Co元素对RE2Fe14B相的剩磁温度系数改善作用。所制得的烧结钕铁硼磁体具有剩磁热稳定性高的特点。
(3)由于纳米晶粉体的抗氧化能力较强，通过对合金II晶粒尺寸的控制(纳米晶)，使得在粉末II改性过程中，粉末与氧气的反应更加温和、更加均匀，最终磁体中的氧含量分布也更加均匀，这种氧含量均匀分布的微氧化富稀土相具有更优的抗腐蚀性能。所制得的烧结钕铁硼磁体具有耐腐蚀性能优的特点。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更加清楚完整的说明。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
分别熔炼成分为(Dy0.2Nd0.8)29(Co0.2Fe0.8)70.02B0.98和(Dy0.2Nd0.8)29Tb26Fe30(Cu0.32Al0.38Ga0.3)15(上述各元素对应的下标表示的是其质量分数，下文同)的合金I1和合金II1；利用熔体快淬设备分别将合金I1和II1制成微米晶薄带I1和纳米晶薄带II1；利用氢破碎加气流磨制粉工艺分别将薄带I1和II1破碎成平均粒度2μm的粉末I1和平均粒度1μm的粉末II1；在粉末I1中加入0.5‰(质量分数)的丁基羟基茴香醚(BHA)作为防氧化剂，混合均匀后得改性粉末I1；按照1kg粉末II1对应0.1mol氧气的比例，将高纯氧气通入储存粉末II1的料罐中，同时不断搅拌，得改性粉末II1；按94:6的质量比将改性粉末I1和改性粉末II1混合均匀，得混合粉末；在2T的磁场中将混合粉末模压成型，获得密度为4.0g/cm3的压坯，然后真空烧结和热处理，得到高稳定性烧结钕铁硼磁体。其中：烧结过程中真空度大于1×10-2Pa，真空烧结温度为1050℃，烧结时间为5小时；热处理包括一级热处理和二级热处理两个过程，一级热处理温度为880℃，热处理时间为3小时；二级热处理温度为500℃，热处理时间为3小时。
除粉末II1改性步骤中通入高纯氧气以外，其他步骤中均利用高纯氩气或高纯氮气对物料进行防护，防止物料与氧气或水汽接触。其中：合金熔炼步骤、晶化处理步骤、破碎制粉的氢破碎步骤、磁体制备的真空烧结和热处理步骤均利用高纯氩气对物料进行防护；破碎制粉的气流磨步骤、粉末I1的改性步骤、粉末混合步骤、磁体制备的模压成型步骤利用高纯氮气对物料进行防护。
对比例1
按照改性粉末I1和II1混合后的成分Dy5.8Nd23.2Tb1.56Fe54.46Co13.16Cu0.29Al0.34Ga0.2 7B0.92熔炼合金III1；利用熔体快淬设备将合金III1制成微米晶薄带III1；利用氢破碎加气流磨制粉工艺将薄带III1破碎成平均粒度2μm的粉末III1；在粉末III1中加入0.5‰(质量分数)的丁基羟基茴香醚(BHA)作为防氧化剂，混合均匀后得改性粉末III1；在2T的磁场中将改性粉末III1模压成型，获得密度为4.0g/cm3的压坯，然后真空烧结和热处理。真空烧结和热处理工艺参数、样品制备过程的防护要求同实施例1。
实施例2
分别熔炼成分为(Dy0.21Nd0.79)29.2(Co0.16Fe0.84)69.82B0.98和(Dy0.21Nd0.79)29.2Tb25.8Fe30(Cu0.36Al0.34Ga0.3)15的合金I2和合金II2；利用熔体快淬设备分别将合金I2和II2制成微米晶薄带I2和纳米晶薄带II2；利用氢破碎加气流磨制粉工艺分别将薄带I2和II2破碎成平均粒度2.1μm的粉末I2和平均粒度1.5μm的粉末II2；在粉末I2中加入0.6‰(质量分数)的二丁基羟基甲苯(BHT)作为防氧化剂，混合均匀后得改性粉末I2；按照1kg粉末II2对应0.14mol氧气的比例，将高纯氧气通入储存粉末II2的料罐中，同时不断搅拌，得改性粉末II2；按94:6的质量比将改性粉末I2和改性粉末II2混合均匀，同时混入1‰(质量分数)的硬脂酸锌作为润滑剂，得混合粉末；在2.2T的磁场中将混合粉末模压成型，获得密度为3.6g/cm3的压坯，在250MPa条件下等静压处理1分钟，然后真空烧结和热处理，得到高稳定性烧结钕铁硼磁体。其中：烧结过程中真空度大于8×10-3Pa，真空烧结温度为1060℃，烧结时间为5小时；热处理包括一级热处理和二级热处理两个过程，一级热处理温度为900℃，热处理时间为3小时；二级热处理温度为520℃，热处理时间为3小时)。
除粉末II2改性步骤中通入高纯氧气以外，其他步骤中均利用高纯氩气或高纯氮气对物料进行防护，防止物料与氧气或水汽接触。其中：合金熔炼步骤、晶化处理步骤、破碎制粉的氢破碎步骤、磁体制备的真空烧结和热处理步骤均利用高纯氩气对物料进行防护；破碎制粉的气流磨步骤、粉末I2的改性步骤、粉末混合步骤、磁体制备的模压成型步骤利用高纯氮气对物料进行防护。
对比例2
按照改性粉末I2和II2混合后的成分Dy6.13Nd23.07Tb1.55Fe56.93Co10.50Cu0.32Al0.31Ga0.27B0.92熔炼合金III2；利用熔体快淬设备将合金III2制成微米晶薄带III2；利用氢破碎加气流磨制粉工艺将薄带III2破碎成平均粒度2μm的粉末III2；在粉末III1中加入0.6‰(质量分数)的二丁基羟基甲苯(BHT)作为防氧化剂和1‰(质量分数)的硬脂酸锌作为润滑剂，混合均匀后得改性粉末III2；在2.2T的磁场中将改性粉末III2模压成型，获得密度为3.6g/cm3的压坯，在250MPa条件下等静压处理1分钟，然后真空烧结和热处理。真空烧结和热处理工艺参数、样品制备过程的防护要求同实施例2。
实施例3
分别熔炼成分为(Dy0.22Nd0.78)29.4(Co0.14Fe0.86)69.6B的合金I3和成分为(Dy0.22Nd0.78)29.4Tb25.6Fe30(Cu0.38Al0.32Ga0.3)15的合金II3；利用熔体快淬设备分别将合金I3和II3制成微米晶薄带I3和纳米晶薄带II3；利用氢破碎加气流磨制粉工艺分别将薄带I3和II3破碎成平均粒度2.2μm的粉末I3和平均粒度1.3μm的粉末II3；在粉末I3中加入0.8‰(质量分数)的叔丁基对苯二酚(TBHQ)作为防氧化剂，混合均匀后得改性粉末I3；按照1kg粉末II3对应0.12mol氧气的比例，将高纯氧气通入储存粉末II3的料罐中，同时不断搅拌，得改性粉末II3；按95:5的质量比将改性粉末I3和改性粉末II3混合均匀，同时混入2‰(质量分数)的硬脂酸锌作为润滑剂，得混合粉末；在2T的磁场中将混合粉末模压成型，获得密度为3.7g/cm3的压坯，在220MPa条件下等静压处理30秒，然后真空烧结和热处理，得到高稳定性烧结钕铁硼磁体。其中：烧结过程中真空度大于6×10-3Pa，真空烧结温度为1070℃，烧结时间为4小时；热处理包括一级热处理和二级热处理两个过程，一级热处理温度为900℃，热处理时间为4小时；二级热处理温度为500℃，热处理时间为3小时)。
除粉末II3改性步骤中通入高纯氧气以外，其他步骤中均利用高纯氩气或高纯氮气对物料进行防护，防止物料与氧气或水汽接触。其中：合金熔炼步骤、晶化处理步骤、破碎制粉的氢破碎步骤、磁体制备的真空烧结和热处理步骤均利用高纯氩气对物料进行防护；破碎制粉的气流磨步骤、粉末I3的改性步骤、粉末混合步骤、磁体制备的模压成型步骤利用高纯氮气对物料进行防护。
对比例3
按照改性粉末I3和II3混合后的成分Dy6.47Nd22.93Tb1.28Fe58.36Co9.26Cu0.285Al0.24Ga0.225B0.95熔炼合金III3；利用熔体快淬设备将合金III3制成微米晶薄带III3；利用氢破碎加气流磨制粉工艺将薄带III3破碎成平均粒度2μm的粉末III3；在粉末III3中加入0.5‰(质量分数)的叔丁基对苯二酚(TBHQ)作为防氧化剂和1‰(质量分数)的硬脂酸锌作为润滑剂，混合均匀后得改性粉末III3；在2T的磁场中将改性粉末III3模压成型，获得密度为3.7g/cm3的压坯，在220MPa条件下等静压处理30秒，然后真空烧结和热处理。真空烧结和热处理工艺参数、样品制备过程的防护要求同实施例3。
实施例4
分别熔炼成分为(Dy0.23Nd0.77)29.6(Co0.18Fe0.82)69.41B0.99的合金I4和成分为(Dy0.23Nd0.77)29.6Tb25.4Fe30(Cu0.4Al0.3Ga0.3)15的合金II4；利用熔体快淬设备分别将合金I4和II4制成微米晶薄带I4和纳米晶薄带II4；利用氢破碎加气流磨制粉工艺分别将薄带I4和II4破碎成平均粒度2.3μm的粉末I4和平均粒度1.4μm的粉末II4；在粉末I4中加入0.7‰(质量分数)的丁基羟基茴香醚(BHA)作为防氧化剂，混合均匀后得改性粉末I4；按照1kg粉末II4对应0.16mol氧气的比例，将高纯氧气通入储存粉末II4的料罐中，同时不断搅拌，得改性粉末II4；按94:6的质量比将改性粉末I4和改性粉末II4混合均匀，同时混入1.3‰(质量分数)的硬脂酸锌作为润滑剂，得混合粉末；在2.1T的磁场中将混合粉末模压成型，获得密度为3.7g/cm3的压坯，在200MPa条件下等静压处理40秒，然后真空烧结和热处理，得到高稳定性烧结钕铁硼磁体。其中：烧结过程中真空度大于8×10-3Pa，真空烧结温度为1080℃，烧结时间为4小时；热处理包括一级热处理和二级热处理两个过程，一级热处理温度为920℃，热处理时间为5小时；二级热处理温度为520℃，热处理时间为5小时)。
除粉末II4改性步骤中通入高纯氧气以外，其他步骤中均利用高纯氩气或高纯氮气对物料进行防护，防止物料与氧气或水汽接触。其中：合金熔炼步骤、晶化处理步骤、破碎制粉的氢破碎步骤、磁体制备的真空烧结和热处理步骤均利用高纯氩气对物料进行防护；破碎制粉的气流磨步骤、粉末I4的改性步骤、粉末混合步骤、磁体制备的模压成型步骤利用高纯氮气对物料进行防护。
对比例4
按照改性粉末I4和II4混合后的成分Dy6.81Nd22.79Tb1.52Fe55.31Co11.74Cu0.36Al0.27Ga0.27B0.93熔炼合金III4；利用熔体快淬设备将合金III4制成微米晶薄带III4；利用氢破碎加气流磨制粉工艺将薄带III4破碎成平均粒度2.3μm的粉末III4；在粉末III4中加入0.7‰(质量分数)的丁基羟基茴香醚(BHA)作为防氧化剂和1.3‰(质量分数)的硬脂酸锌作为润滑剂，混合均匀后得改性粉末III4；在2.1T的磁场中将改性粉末III4模压成型，获得密度为3.7g/cm3的压坯，在200MPa条件下等静压处理40秒，然后真空烧结和热处理。真空烧结和热处理工艺参数、样品制备过程的防护要求同实施例4。
实施例5
分别熔炼成分为(Dy0.24Nd0.76)29.8(Co0.1Fe0.9)69.2B的合金I5和成分为(Dy0.24Nd0.76)29.8Tb25.2Fe30(Cu0.34Al0.36Ga0.3)15的合金II5；利用熔体快淬设备分别将合金I5和II5制成微米晶薄带I5和纳米晶薄带II5；利用氢破碎加气流磨制粉工艺分别将薄带I5和II5破碎成平均粒度2.4μm的粉末I5和平均粒度1.1μm的粉末II5；在粉末I5中加入0.9‰(质量分数)的叔丁基对苯二酚(TBHQ)作为防氧化剂，混合均匀后得改性粉末I5；按照1kg粉末II5对应0.2mol氧气的比例，将高纯氧气通入储存粉末II5的料罐中，同时不断搅拌，得改性粉末II5；按95:5的质量比将改性粉末I5和改性粉末II5混合均匀，同时混入1.6‰(质量分数)的硬脂酸锌作为润滑剂，得混合粉末；在2.2T的磁场中将混合粉末模压成型，获得密度为3.8g/cm3的压坯，在220MPa条件下等静压处理50秒，然后真空烧结和热处理，得到高稳定性烧结钕铁硼磁体。其中：烧结过程中真空度大于6×10-3Pa，真空烧结温度为1100℃，烧结时间为3小时；热处理包括一级热处理和二级热处理两个过程，一级热处理温度为900℃，热处理时间为3小时；二级热处理温度为480℃，热处理时间为4小时)。
除粉末II5改性步骤中通入高纯氧气以外，其他步骤中均利用高纯氩气或高纯氮气对物料进行防护，防止物料与氧气或水汽接触。其中：合金熔炼步骤、晶化处理步骤、破碎制粉的氢破碎步骤、磁体制备的真空烧结和热处理步骤均利用高纯氩气对物料进行防护；破碎制粉的气流磨步骤、粉末I5的改性步骤、粉末混合步骤、磁体制备的模压成型步骤利用高纯氮气对物料进行防护。
对比例5
按照改性粉末I5和II5混合后的成分Dy7.15Nd22.65Tb1.26Fe60.67Co6.57Cu0.255Al0.27Ga0.225B0.95熔炼合金III5；利用熔体快淬设备将合金III5制成微米晶薄带III5；利用氢破碎加气流磨制粉工艺将薄带III5破碎成平均粒度2.4μm的粉末III5；在粉末III5中加入0.9‰(质量分数)的叔丁基对苯二酚(TBHQ)作为防氧化剂和1.6‰(质量分数)的硬脂酸锌作为润滑剂，混合均匀后得改性粉末III5；在2.2T的磁场中将改性粉末III5模压成型，获得密度为3.8g/cm5的压坯，在220MPa条件下等静压处理50秒，然后真空烧结和热处理。真空烧结和热处理工艺参数、样品制备过程的防护要求同实施例5。
实施例6
分别熔炼成分为(Dy0.25Nd0.75)30(Co0.12Fe0.88)69.01B0.99的合金I6和成分为(Dy0.25Nd0.75)30Tb25Fe30(Cu0.3Al0.4Ga0.3)15的合金II6；利用熔体快淬设备分别将合金I6和II6制成微米晶薄带I6和纳米晶薄带II6；利用氢破碎加气流磨制粉工艺分别将薄带I6和II6破碎成平均粒度2.5μm的粉末I6和平均粒度1.2μm的粉末II6；在粉末I6中加入1‰(质量分数)的二丁基羟基甲苯(BHT)作为防氧化剂，混合均匀后得改性粉末I6；按照1kg粉末II6对应0.18mol氧气的比例，将高纯氧气通入储存粉末II6的料罐中，同时不断搅拌，得改性粉末II6；按95:5的质量比将改性粉末I6和改性粉末II6混合均匀，同时混入1.8‰(质量分数)的硬脂酸锌作为润滑剂，得混合粉末；在2.2T的磁场中将混合粉末模压成型，获得密度为3.9g/cm3的压坯，在150MPa条件下等静压处理50秒，然后真空烧结和热处理，得到高稳定性烧结钕铁硼磁体。其中：烧结过程中真空度大于8×10-3Pa，真空烧结温度为1090℃，烧结时间为3小时；热处理包括一级热处理和二级热处理两个过程，一级热处理温度为900℃，热处理时间为4小时，二级热处理温度为480℃，热处理时间为5小时)。
除粉末II6改性步骤中通入高纯氧气以外，其他步骤中均利用高纯氩气或高纯氮气对物料进行防护，防止物料与氧气或水汽接触。其中：合金熔炼步骤、晶化处理步骤、破碎制粉的氢破碎步骤、磁体制备的真空烧结和热处理步骤均利用高纯氩气对物料进行防护；破碎制粉的气流磨步骤、粉末I6的改性步骤、粉末混合步骤、磁体制备的模压成型步骤利用高纯氮气对物料进行防护。
对比例6
按照改性粉末I6和II6混合后的成分Dy7.5Nd22.5Tb1.25Fe59.19Co7.87Cu0.225Al0.3Ga0.22 5B0.94熔炼合金III6；利用熔体快淬设备将合金III6制成微米晶薄带III6；利用氢破碎加气流磨制粉工艺将薄带III6破碎成平均粒度2.5μm的粉末III6；在粉末III6中加入1‰(质量分数)的二丁基羟基甲苯(BHT)作为防氧化剂和1.8‰(质量分数)的硬脂酸锌作为润滑剂，混合均匀后得改性粉末III6；在2.2T的磁场中将改性粉末III6模压成型，获得密度为3.9g/cm3的压坯，在150MPa条件下等静压处理50秒，然后真空烧结和热处理。真空烧结和热处理工艺参数、样品制备过程的防护要求同实施例6。
对比测试了实施例1～6和对比例1～6的Tb元素分布、Co元素分布、氧含量、矫顽力、剩磁温度系数、矫顽力温度系数和腐蚀失重，结果列于表1。从表1的数据对比可以发现，利用本发明技术可以控制磁体中的Tb元素分布、Co元素分布和O元素含量：实施例主相中的Tb含量明显低于对比例，实施例晶界相中的Co含量明显低于对比例，实施例的氧含量高于对比例。在组成成分相同的情况下，实施例的矫顽力显著高于对比例，实施例的温度系数优于对比例，实施例的腐蚀失重低于对比例。
表1实施例1～6和对比例1-6中制得的磁体的相关性能
Figure BDA0003158533960000091
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高稳定性烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
合金熔炼：分别熔炼成分为(DyaNd1-a)x(CobFe1-b)100-x-yBy的合金I和成分为(DyaNd1-a)xTb55-xFe30(CucAldGa1-c-d)15的合金II；其中a、x、b、y、c、d分别为相应元素的质量百分比，取值分别为：0.20≤a≤0.25，29≤x≤30，0.1≤b≤0.2，0.98≤y≤1.00，0.3≤c≤0.4，0.3≤d≤0.4；
晶化处理：将合金I制成微米晶薄带I，将合金II制成纳米晶薄带II；
破碎制粉：将微米晶薄带I破碎成粉末得到粉末I，将纳米晶薄带II破碎成粉末得到粉末II；
粉末改性：向粉末I中加入防氧化剂，混合均匀后得到改性粉末I；向粉末II中通入氧气同时不断搅拌，得到改性粉末II；
粉末混合：将改性粉末I和改性粉末II混合均匀，得到混合粉末；
磁体制备：将混合粉末置于不小于2T的磁场中进行模压成型制成压坯，对压坯依次进行高温真空烧结和热处理后，得到高稳定性烧结钕铁硼磁体。
2.根据权利要求1所述的一种高稳定性烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于：步骤破碎制粉中，所述粉末I的平均粒度为2μm～2.5μm；所述粉末II的平均粒度为1μm～1.5μm。
3.根据权利要求1所述的一种高稳定性烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于：步骤粉末改性中，所述防氧化剂为丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚中的一种；所述防氧化剂的加入量是粉末I质量的0.5‰～1‰；向粉末II中通入氧气的用量是每1kg粉末II通入0.1mol～0.2mol氧气。
4.根据权利要求1所述的一种高稳定性烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于：步骤粉末混合中，所述改性粉末I和改性粉末II的质量比为(94-95):(5-6)。
5.根据权利要求4所述的一种高稳定性烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于：步骤粉末混合中，改性粉末I和改性粉末II混合时，向其中加入润滑剂；所述润滑剂为硬脂酸锌，分子式为：Zn(C17H35COO)2；所述润滑剂的加入量为最终所得混合粉末质量的1‰～2‰。
6.根据权利要求1所述的一种高稳定性烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于：步骤磁体制备中，所述压坯的密度为3.6g/cm3～4.0g/cm3。
7.根据权利要求6所述的一种高稳定性烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于：所述压坯在进行高温真空烧结前，对其进行150MPa～250MPa的冷等静压处理30～60秒。
8.根据权利要求1所述的一种高稳定性烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于：步骤磁体制备中，所述高温真空烧结的真空度大于1×10-2Pa；所述高温真空烧结的温度为1050℃～1100℃，烧结时间为3～5小时。
9.根据权利要求1所述的一种高稳定性烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于：步骤磁体制备中，所述热处理为两级热处理，依次为一级热处理和二级热处理；其中：一级热处理的温度为880～920℃，时间为3h～6h；二级热处理温度为480～520℃，时间为3h～6h。
10.一种高稳定性烧结钕铁硼磁体，其特征在于，其是通过如权利要求1-9任一项所述的一种高稳定性烧结钕铁硼磁体的制备方法制备所得；所述高稳定性烧结钕铁硼磁体由RE2Fe14B主相晶粒和位于主相晶粒周围的晶界富稀土相组成，其氧含量为1000ppm～2000ppm；所述RE2Fe14B中RE为Nd、Dy、Tb，所述RE2Fe14B主相晶粒中Tb的质量分数≤1％，所述晶界富稀土相中Co的质量分数≤5％；所述高稳定性烧结钕铁硼磁体的矫顽力＞30kOe，在20℃～120℃的剩磁温度系数绝对值＜0.08％/K，在20℃～200℃的矫顽力温度系数绝对值＜0.40％/K；在500小时PCT试验(120℃、100％RH、2atm)后的腐蚀失重＜2mg/cm2。
CN202110785379.1A 2021-07-12 2021-07-12 一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法 Active CN113517125B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110785379.1A CN113517125B (zh) 2021-07-12 2021-07-12 一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110785379.1A CN113517125B (zh) 2021-07-12 2021-07-12 一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113517125A true CN113517125A (zh) 2021-10-19
CN113517125B CN113517125B (zh) 2023-05-05

Family

ID=78067212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110785379.1A Active CN113517125B (zh) 2021-07-12 2021-07-12 一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113517125B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1688000A (zh) * 2005-06-06 2005-10-26 浙江大学 晶界相中添加纳米氧化物提高烧结钕铁硼矫顽力方法
CN101105997A (zh) * 2007-06-07 2008-01-16 浙江大学 富稀土相的纳米钛粉改性制备高矫顽力稀土永磁方法
CN101958171A (zh) * 2010-04-14 2011-01-26 无锡南理工科技发展有限公司 一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体的制备方法
CN103794322A (zh) * 2014-01-18 2014-05-14 浙江大学 一种超高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN104505206A (zh) * 2014-12-04 2015-04-08 浙江大学 一种高矫顽力烧结钕铁硼的制备方法及产品
WO2016086397A1 (zh) * 2014-12-04 2016-06-09 浙江大学 镝氢化合物添加提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方法及产品
CN107578912A (zh) * 2017-09-25 2018-01-12 烟台正海磁性材料股份有限公司 一种具有高矫顽力的钕铁硼磁体的制备方法
CN112002510A (zh) * 2020-08-25 2020-11-27 安徽万磁电子有限公司 基于富钬稀土永磁液相合金的高矫顽力永磁体及制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1688000A (zh) * 2005-06-06 2005-10-26 浙江大学 晶界相中添加纳米氧化物提高烧结钕铁硼矫顽力方法
CN101105997A (zh) * 2007-06-07 2008-01-16 浙江大学 富稀土相的纳米钛粉改性制备高矫顽力稀土永磁方法
CN101958171A (zh) * 2010-04-14 2011-01-26 无锡南理工科技发展有限公司 一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体的制备方法
CN103794322A (zh) * 2014-01-18 2014-05-14 浙江大学 一种超高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN104505206A (zh) * 2014-12-04 2015-04-08 浙江大学 一种高矫顽力烧结钕铁硼的制备方法及产品
WO2016086397A1 (zh) * 2014-12-04 2016-06-09 浙江大学 镝氢化合物添加提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方法及产品
CN107578912A (zh) * 2017-09-25 2018-01-12 烟台正海磁性材料股份有限公司 一种具有高矫顽力的钕铁硼磁体的制备方法
CN112002510A (zh) * 2020-08-25 2020-11-27 安徽万磁电子有限公司 基于富钬稀土永磁液相合金的高矫顽力永磁体及制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
管立斌;牛晋军;郝思忠;王建中;马靳河;安立军;李巧燕;: "利用混合稀土制备稀土永磁体的工艺研究" *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113517125B (zh) 2023-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6366666B2 (ja) 重希土類元素を含まない焼結Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁性体の製造方法
CN110853856B (zh) 一种高矫顽力含铈磁体及其制备方法
CN109935432B (zh) R-t-b系永久磁铁
WO2016086397A1 (zh) 镝氢化合物添加提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方法及产品
KR102574303B1 (ko) 네오디뮴철붕소 자성체재료, 원료조성물과 제조방법 및 응용
KR102527122B1 (ko) R-t-b계 희토류 영구자석 재료와 그 제조방법, 및 응용
CN101266856A (zh) 耐蚀性优异的高性能R-Fe-B系烧结磁体及其制造方法
CN108154986B (zh) 一种含y高丰度稀土永磁体及其制备方法
CN102610346B (zh) 一种新型无稀土纳米复合永磁材料及其制备方法
CN112562952A (zh) 一种钕铁硼永磁材料及其制备方法
WO2021258280A1 (zh) 一种无重稀土高性能钕铁硼永磁材料及其制备方法
CN101719405A (zh) 低能耗耐腐蚀铝合金与钕铁硼型稀土永磁的双相复合材料
CN112017835B (zh) 一种低重稀土高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN113593873A (zh) 一种高矫顽力混合稀土永磁材料及其制备方法
WO2023093496A1 (zh) 抗氧化组合物、稀土永磁体、烧结磁铁类材料、制备方法
WO2023280259A1 (zh) 一种耐腐蚀、高性能钕铁硼烧结磁体及其制备方法和用途
CN111477446A (zh) 一种钕铁硼系烧结磁体及其制备方法
WO2023124688A1 (zh) 钕铁硼磁体及其制备方法和应用
JP2023177261A (ja) 希土類磁性体及びその製造方法
CN113517125B (zh) 一种高稳定性烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN110289161B (zh) 一种低稀土含量的钕铁硼磁体的制备方法
EP2721618A1 (en) Neodymium/iron/boron-based permanent magnet
CN113539600A (zh) 一种高磁能积和高矫顽力的含Dy稀土永磁体及制备方法
CN112712955B (zh) 烧结钕铁硼磁体及其制备方法
US20240071658A1 (en) Cerium-Added RE-T-B-M Series Sintered Neodymium-Iron-Boron Magnet

Legal Events

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