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一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法

文献发布时间:2024-04-18 19:53:33



技术领域

本发明属于材料领域,涉及一种磁性材料,尤其涉及一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼永磁材料具有优异的磁性能,且具有制作工艺相对简单、成本低廉的优点,因此广泛应用于电子、电力机械、医疗器械、玩具、包装、五金机械、航天航空等领域。其中,矫顽力是烧结致铁硼磁体的一个重要性能参数,提高烧结铁硼的矫顽力是提高其高温工作稳定性的有效途径之一。近年来,随着烧结钕铁硼磁体的应用越来越广泛,相应的对烧结钕铁硼磁体的性能要求也越来越高,其中特别是对矫顽力的要求。

目前,提高烧结铁硼永磁材料矫顽力的方法主要有合金化、晶界扩散和晶粒细化。CN201910866310.4公开了一种提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方法,其由RM合金制备、RM附着层制备和热处理等步骤组成,通过摩擦碰撞将RM合金粘附在磁体表面,介质颗粒的碰撞,能够除去表面多余沾附的RM合金,形成RM附着层。虽然该方法可以提高矫顽力,但是,该方法得到的烧结钕铁硼磁体的矫顽力仍有限,难以满足更高的产品需求。

发明内容

针对上述技术缺陷,本发明提供一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法,该材料具有较高的矫顽力,制备方法工艺简单、生产成本低、适于工业化生产。本发明提供的一种烧结钕铁硼磁体材料用于永久磁铁的场合。

为实现上述目的,本发明提供一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法,具有这样的特征:包括以下步骤:步骤一、将镍/钕铁硼复合粉、二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物和高温合金复合粉按质量比为1∶(0.06-0.17)∶(0.04-0.16)混合均匀,制得混合粉料;其中,所述镍/钕铁硼复合粉为钕铁硼与镍的复合物,钕铁硼为含钕、铁、镨、铬、锑、钇和硼的合金;二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物为二氧化硅和四氧化三铁的复合物;高温合金复合粉为高温合金与镍的复合物,高温合金为含Co、Ni、Cr、W、Mo、Ce、Nb、Nd和Fe的合金;步骤二、将步骤一得到的混合粉料取向压制,制得到成型毛坯;步骤三、将步骤二得到的成型毛坯在惰性气氛保护下进行烧结,烧结工艺为:先升温至500-600℃,保温3-4h,然后升温至1240-1320℃烧结3-5h;步骤四、将步骤三烧结后的成型毛坯进行回火处理后进行时效处理,制得烧结钕铁硼磁体材料。

进一步,本发明提供一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法,还可以具有这样的特征:其中,步骤一中,所述镍/钕铁硼复合粉的制备方法为:将金属钕、金属铁、金属镨、金属铬、金属锑、金属钇和硼铁合金作为原料进行合金熔炼,得到钕铁硼合金薄片;将钕铁硼合金薄片进行氢破碎,氢破碎过程中对粉料进行正常脱氢处理,得到钕铁硼粗粉;钕铁硼粗粉经气流磨得到粒径分布为3.0-3.5μm钕铁硼粉末;将乙酰丙酮镍加入油胺中,搅拌混合10-20min,然后加入葡萄糖;搅拌后,加入钕铁硼粉末,再搅拌30-50min后置于165-185℃,保温2-3h后,降至室温,用乙醇洗涤2次,然后在80-90℃干燥后研磨2-6min,得到粒径为5-10μm的镍/钕铁硼复合粉。

进一步,本发明提供一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法,还可以具有这样的特征:其中,所述镍/钕铁硼复合粉的制备方法中,所述原料中,金属钕是纯度为99.5wt%的金属钕,金属铁是纯度为99.5wt%的金属铁,金属镨是纯度为99.5wt%的金属镨,金属铬是纯度为99.5wt%的金属铬,金属锑是纯度为99.5wt%的金属锑,金属钇是纯度为99.5wt%的金属钇,硼铁合金是含硼量为22wt%的硼铁合金;所述金属钕、金属铁、金属镨、金属铬、金属锑、金属钇和硼铁合金构成的原料中,按照其中Nd、Pr、Fe、Cr、Y、Sb和B的质量比为(26-29)∶(2-5)∶(58-61)∶(3-6)∶(3-8)∶(0.8-1.3)∶(2-4)进行配比;合金熔炼时的钼辊转速为1.4-1.8m/s,浇注温度为1480-1530℃;氢破碎过程控制得到的钕铁硼粗粉中的氢含量为930-980ppm;气流磨的工艺为:对气流磨磨室、载气和钕铁硼粗粉进行降温处理,气流磨磨室温度为25℃、载气温度为18℃、钕铁硼粗粉温度为25-28℃,在气流磨处理过程中,维持磨室和物料温度≤35℃;钕铁硼粉与乙酰丙酮镍的重量比为1∶(0.07-0.10);乙酰丙酮镍相对油胺的加入量为10-12g/L,葡萄糖相对油胺的加入量为50-70g/L。

进一步,本发明提供一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法,还可以具有这样的特征:其中,步骤一中,所述二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物的制备方法为:将FeCl

进一步,本发明提供一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法,还可以具有这样的特征:其中,所述二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物的制备方法中,FeCl

进一步,本发明提供一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法,还可以具有这样的特征:其中,步骤一中,所述高温合金复合粉的制备方法为:将GH1015合金的废料熔化,并在熔化过程中加入其它元素Co、Ce和Nd,然后浇注成成分含有Co、Ni、Cr、W、Mo、Ce、Nb、Nd和Fe的合金锭;然后将合金锭放入感应炉坩埚中,坩埚底部具有直径为的1-2mm底孔;坩埚中的合金锭熔化后,在氮气压力作用下流出,与坩埚底孔下部设置的旋转的钼合金转轮接触,形成甩带;熔化温度为1650-1690℃,熔化后保温4-8min,氮气压力为1.0-1.2大气压,钼合金转轮边缘的线速度为25-28m/s;然后将甩带放入球磨机中粉碎成粒度为20-30μm的高温合金粉;将乙酰丙酮镍加入油胺中,搅拌混合10-20min,然后加入葡萄糖;搅拌后,加入高温合金粉,再搅拌30-50min后置于165-185℃,保温2-3h后,降至室温,用乙醇洗涤2次,然后在100-110℃干燥后研磨3-6min,得到粒径为25-35μm的高温合金复合粉。

进一步,本发明提供一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法,还可以具有这样的特征:其中,所述高温合金复合粉的制备方法中,GH1015合金废料熔化的温度为1650-1710℃;浇注得到的合金锭各成分的质量占比为:Co 0.5-0.8%,Ni33-39%,Cr 18-22%,W 4.3-5.8%,Mo 2.2-3.2%,Ce 0.2-0.5%,Nb 1.0-1.6%,Nd 0.3-0.5%,C<0.08%,B<0.01%,Si<0.06%,Mn<1.5%,P<0.02%,S<0.015%,Cu<0.25%,其余为Fe;高温合金粉与乙酰丙酮镍的重量比为1∶(0.15-0.35);乙酰丙酮镍在油胺中的加入量为10-12g/L,葡萄糖相对油胺的加入量为50-70g/L。

进一步,本发明提供一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法,还可以具有这样的特征:其中,所述镍/钕铁硼复合粉、二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物和高温合金复合粉按质量比为1∶(0.09-0.15)∶(0.06-0.13)。

进一步,本发明提供一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法,还可以具有这样的特征:其中,步骤二中,将混合粉料取向压制的工艺为:将混合粉料装入成型模具,模具和模腔中混合粉料的温度不超过30℃;然后将混合粉料在磁场压机中取向,压制成型;模压成型时施加的取向磁场强度为2.5T,压力为160-170KN,保压10-13s;步骤四中,所述回火处理的温度为550-590℃,时间为1-3h;时效处理的温度为200℃,保温时间为22-25h。

本发明还提供上述制备方法制得的烧结钕铁硼磁体材料。

本发明的有益效果在于:本发明提供一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法,烧结钕铁硼磁体材料由镍/钕铁硼复合粉、二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物和高温合金复合粉制成。其中,镍/钕铁硼复合粉为钕铁硼/Ni细小颗粒,在钕铁硼颗粒表面分布着点状的Ni粉。钕铁硼由主相、富稀土相和富B相造成。富Nd相由于其熔点低的特点,它在烧结过程中分散在主相周围,这不仅对烧结体的致密化起到了作用,而且抑制了晶粒生长,促进了矫顽力的提高。元素中的稀土Nd和Pr、Ce可形成一次主相、二次主相及三次主相。主相是合金中磁性相,钕铁硼磁体材料的优异磁性能主要是由于主相的高饱和磁化强度和各向异性场。主相之间也具有相互制约相互协调,因此大大抑制了烧结时的长大。通常,α-Fe会破坏主相晶粒的磁取向,并在烧结过程中使局部晶粒粗化,恶化磁性,但本发明通过加入镍大大阻止了晶粒的长大。

在烧结时,钕铁硼颗粒表面的钴、铬、钼、钨和镍原子由钕铁硼颗粒表面逐渐向α-Fe内部扩散。添加Sb能显著降低磁通不可逆损失。Sb溶于主相中,使居里温度Tc提高。Ce和Pr来替代Nd可显著提高磁体的矫顽力Hcj。

高温合金复合熔点低,在烧结时几乎不熔,其颗粒间隙形成原子扩散通道,加速合金元素在晶界的扩散,发挥上述元素的有益作用,获得高性能的钕铁硼磁体。在烧结时,二氧化硅/四氧化三铁不会熔融,从而阻止相的长大。SiO

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例提供一种烧结钕铁硼磁体材料,其制备方法包括以下步骤:

步骤一、将镍/钕铁硼复合粉、二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物和高温合金复合粉按质量比为1∶0.09∶0.06混合均匀,制得混合粉料。

其中,镍/钕铁硼复合粉为钕铁硼与镍的复合物,钕铁硼为含钕、铁、镨、铬、锑、钇和硼的合金。镍/钕铁硼复合粉的制备方法为:

将纯度为99.5wt%的金属钕Nd、纯度为99.5wt%的金属铁Fe、纯度为99.5wt%的金属镨Pr、纯度为99.5wt%的金属铬Cr、纯度为99.5wt%的金属锑Sb、纯度为99.5wt%的金属钇Y和含硼B含量为22wt%的硼铁合金作为原料,按照其中Nd、Pr、Fe、Cr、Y、Sb和B的质量比为26∶2∶58∶3∶3∶0.8∶2进行配比,并称取各原料。将原料装入熔炼设备中进行合金熔炼,得到钕铁硼合金薄片;其中合金熔炼时的钼辊转速为1.4m/s,浇注温度为1480℃。将钕铁硼合金薄片进行氢破碎,氢破碎过程中对粉料进行正常脱氢处理,得到钕铁硼粗粉;其中控制钕铁硼粗粉中的氢含量为930ppm;对气流磨磨室、载气和钕铁硼粗粉进行降温处理,气流磨磨室温度为25℃、载气温度为18℃、钕铁硼粗粉温度为25℃,在气流磨处理过程中,维持磨室和物料温度≤35℃。对气流磨后的钕铁硼粗粉进行二次旋风分离,得到粒径分布为3.0-3.5μm的钕铁硼粉末。

将乙酰丙酮镍进入油胺,搅拌混合10min,然后加入葡萄糖;其中乙酰丙酮镍相对油胺的加入量为10g/L,葡萄糖相对油胺的加入量为50g/L。搅拌后,加入钕铁硼粉末,钕铁硼粉与乙酰丙酮镍的重量比为1∶0.07,再搅拌30min后置于165℃,保温2h后,降至室温,用乙醇洗涤2次,然后在80℃干燥后研磨2min,得到粒径为5-10μm的镍/钕铁硼复合粉。

二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物为二氧化硅和四氧化三铁的复合物。二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物的制备方法为:

将1g/L的FeCl

将四氧化三铁粉加入水中,四氧化三铁粉加入水中的加入量为10g/L。搅拌10min后,加入3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯;加入的3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯与水的体积比为1∶50。搅拌1h后,将固体物取出,经乙醇洗涤2次后,烘干,研磨,得到粒径为22-55μm的二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物。

高温合金复合粉为高温合金与镍的复合物,高温合金为含Co、Ni、Cr、W、Mo、Ce、Nb、Nd和Fe的合金。高温合金复合粉的制备方法为:

取GH1015合金的废料,放入熔化炉中熔化,熔化温度为1650℃,并在熔化中加入其它元素Co、Ce和Nd,然后浇注成合金锭;该合金锭的成分及其质量占比为:Co为0.5%,Ni为33%,Cr为18%,W为4.3%,Mo为2.2%,Ce为0.2%,Nb为1.0%,Nd为0.3%,C为0.07%,B为0.005%,Si为0.05%,Mn为1.0%,P为0.01%,S为0.010%,Cu为0.20%,其余为Fe。然后将合金锭放入感应炉坩埚中,坩埚底部具有直径为的1mm底孔;坩埚中的合金锭熔化后,在氮气压力作用下流出,与坩埚底孔下部设置的旋转的钼合金转轮接触,形成甩带;熔化温度为1650℃,熔化后保温4min,氮气压力为1.0大气压,钼合金转轮边缘的线速度为25m/s。然后将甩带放入球磨机中粉碎成粒度为20-30μm的高温合金粉。

将乙酰丙酮镍加入油胺中,搅拌混合10min,然后加入葡萄糖;其中乙酰丙酮镍在油胺中的加入量为10g/L,葡萄糖相对油胺的加入量为50g/L。搅拌后,加入高温合金粉,高温合金粉与乙酰丙酮镍的重量比为1∶0.15,再搅拌30min后置于165℃,保温2h后,降至室温,用乙醇洗涤2次,然后在100℃干燥后研磨3min,得到粒径为25-35μm的高温合金复合粉。

步骤二、将步骤一得到的混合粉料装入成型模具,模具和模腔中物料温度不超过30℃;接着将混合粉料在磁场压机中取向,压制成型,制得到成型毛坯。其中模压成型时施加的取向磁场强度为2.5T,压力为160KN,保压10s。

步骤三、将步骤二得到的成型毛坯在氩气保护下放入烧结炉进行烧结,先升温至500℃,保温3h,然后升温至1240℃烧结3h,冷却至室温。

步骤四、将步骤三烧结后的成型毛坯进行回火处理后进行时效处理,制得烧结钕铁硼磁体材料。其中回火处理的温度为550℃,时间为1h;时效处理的温度为200℃,保温时间为22h。

实施例2

本实施例提供一种烧结钕铁硼磁体材料,其制备方法包括以下步骤:

步骤一、将镍/钕铁硼复合粉、二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物和高温合金复合粉按质量比为1∶0.13∶0.10混合均匀,制得混合粉料。

其中,镍/钕铁硼复合粉为钕铁硼与镍的复合物,钕铁硼为含钕、铁、镨、铬、锑、钇和硼的合金。镍/钕铁硼复合粉的制备方法为:

将纯度为99.5wt%的金属钕Nd、纯度为99.5wt%的金属铁Fe、纯度为99.5wt%的金属镨Pr、纯度为99.5wt%的金属铬Cr、纯度为99.5wt%的金属锑Sb、纯度为99.5wt%的金属钇Y和含硼B含量为22wt%的硼铁合金作为原料,按照其中Nd、Pr、Fe、Cr、Y、Sb和B的质量比为27∶3∶59∶4∶5∶1.0∶3进行配比,并称取各原料。将原料装入熔炼设备中进行合金熔炼,得到钕铁硼合金薄片;其中合金熔炼时的钼辊转速为1.6m/s,浇注温度为1500℃。将钕铁硼合金薄片进行氢破碎,氢破碎过程中对粉料进行正常脱氢处理,得到钕铁硼粗粉;其中控制钕铁硼粗粉中的氢含量为950ppm;对气流磨磨室、载气和钕铁硼粗粉进行降温处理,气流磨磨室温度为25℃、载气温度为18℃、钕铁硼粗粉温度为27℃,在气流磨处理过程中,维持磨室和物料温度≤35℃。对气流磨后的钕铁硼粗粉进行二次旋风分离,得到粒径分布为3.0-3.5μm的钕铁硼粉末。

将乙酰丙酮镍进入油胺,搅拌混合15min,然后加入葡萄糖;其中乙酰丙酮镍相对油胺的加入量为11g/L,葡萄糖相对油胺的加入量为60g/L。搅拌后,加入钕铁硼粉末,钕铁硼粉与乙酰丙酮镍的重量比为1∶0.08,再搅拌40min后置于175℃,保温2.5h后,降至室温,用乙醇洗涤2次,然后在85℃干燥后研磨4min,得到粒径为5-10μm的镍/钕铁硼复合粉。

二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物为二氧化硅和四氧化三铁的复合物。二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物的制备方法为:

将1g/L的FeCl

将四氧化三铁粉加入水中,四氧化三铁粉加入水中的加入量为30g/L。搅拌15min后,加入3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯;加入的3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯与水的体积比为1∶50。搅拌1.5h后,将固体物取出,经乙醇洗涤2次后,烘干,研磨,得到粒径为22-55μm的二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物。

高温合金复合粉为高温合金与镍的复合物,高温合金为含Co、Ni、Cr、W、Mo、Ce、Nb、Nd和Fe的合金。高温合金复合粉的制备方法为:

取GH1015合金的废料,放入熔化炉中熔化,熔化温度为1700℃,并在熔化中加入其它元素Co、Ce和Nd,然后浇注成合金锭;该合金锭的成分及其质量占比为:Co为0.6%,Ni为35%,Cr为20%,W为5.0%,Mo为2.8%,Ce为0.3%,Nb为1.3%,Nd为0.4%,C为0.05%,B为0.008%,Si为0.03%,Mn为1.2%,P为0.015%,S为0.005%,Cu为0.15%,其余为Fe。然后将合金锭放入感应炉坩埚中,坩埚底部具有直径为的2mm底孔;坩埚中的合金锭熔化后,在氮气压力作用下流出,与坩埚底孔下部设置的旋转的钼合金转轮接触,形成甩带;熔化温度为1670℃,熔化后保温6min,氮气压力为61.2大气压,钼合金转轮边缘的线速度为26m/s。然后将甩带放入球磨机中粉碎成粒度为20-30μm的高温合金粉。

将乙酰丙酮镍加入油胺中,搅拌混合15min,然后加入葡萄糖;其中乙酰丙酮镍在油胺中的加入量为11g/L,葡萄糖相对油胺的加入量为56g/L。搅拌后,加入高温合金粉,高温合金粉与乙酰丙酮镍的重量比为1∶0.25,再搅拌40min后置于170℃,保温2.5h后,降至室温,用乙醇洗涤2次,然后在105℃干燥后研磨5min,得到粒径为25-35μm的高温合金复合粉。

步骤二、将步骤一得到的混合粉料装入成型模具,模具和模腔中物料温度不超过30℃;接着将混合粉料在磁场压机中取向,压制成型,制得到成型毛坯。其中模压成型时施加的取向磁场强度为2.5T,压力为165KN,保压11s。

步骤三、将步骤二得到的成型毛坯在氩气保护下放入烧结炉进行烧结,先升温至550℃,保温3.5h,然后升温至1290℃烧结4h,冷却至室温。

步骤四、将步骤三烧结后的成型毛坯进行回火处理后进行时效处理,制得烧结钕铁硼磁体材料。其中回火处理的温度为570℃,时间为2h;时效处理的温度为200℃,保温时间为23h。

实施例3

本实施例提供一种烧结钕铁硼磁体材料,其制备方法包括以下步骤:

步骤一、将镍/钕铁硼复合粉、二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物和高温合金复合粉按质量比为1∶0.15∶0.13混合均匀,制得混合粉料。

其中,镍/钕铁硼复合粉为钕铁硼与镍的复合物,钕铁硼为含钕、铁、镨、铬、锑、钇和硼的合金。镍/钕铁硼复合粉的制备方法为:

将纯度为99.5wt%的金属钕Nd、纯度为99.5wt%的金属铁Fe、纯度为99.5wt%的金属镨Pr、纯度为99.5wt%的金属铬Cr、纯度为99.5wt%的金属锑Sb、纯度为99.5wt%的金属钇Y和含硼B含量为22wt%的硼铁合金作为原料,按照其中Nd、Pr、Fe、Cr、Y、Sb和B的质量比为29∶5∶61∶6∶8∶1.3∶4进行配比,并称取各原料。将原料装入熔炼设备中进行合金熔炼,得到钕铁硼合金薄片;其中合金熔炼时的钼辊转速为1.8m/s,浇注温度为1530℃。将钕铁硼合金薄片进行氢破碎,氢破碎过程中对粉料进行正常脱氢处理,得到钕铁硼粗粉;其中控制钕铁硼粗粉中的氢含量为980ppm;对气流磨磨室、载气和钕铁硼粗粉进行降温处理,气流磨磨室温度为25℃、载气温度为18℃、钕铁硼粗粉温度为28℃,在气流磨处理过程中,维持磨室和物料温度≤35℃。对气流磨后的钕铁硼粗粉进行二次旋风分离,得到粒径分布为3.0-3.5μm的钕铁硼粉末。

将乙酰丙酮镍进入油胺,搅拌混合20min,然后加入葡萄糖;其中乙酰丙酮镍相对油胺的加入量为12g/L,葡萄糖相对油胺的加入量为70g/L。搅拌后,加入钕铁硼粉末,钕铁硼粉与乙酰丙酮镍的重量比为1∶0.10,再搅拌50min后置于185℃,保温3h后,降至室温,用乙醇洗涤2次,然后在90℃干燥后研磨6min,得到粒径为5-10μm的镍/钕铁硼复合粉。

二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物为二氧化硅和四氧化三铁的复合物。二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物的制备方法为:

将1g/L的FeCl

将四氧化三铁粉加入水中,四氧化三铁粉加入水中的加入量为50g/L。搅拌20min后,加入3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯;加入的3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯与水的体积比为1∶50。搅拌2h后,将固体物取出,经乙醇洗涤2次后,烘干,研磨,得到粒径为22-55μm的二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物。

高温合金复合粉为高温合金与镍的复合物,高温合金为含Co、Ni、Cr、W、Mo、Ce、Nb、Nd和Fe的合金。高温合金复合粉的制备方法为:

取GH1015合金的废料,放入熔化炉中熔化,熔化温度为1710℃,并在熔化中加入其它元素Co、Ce和Nd,然后浇注成合金锭;该合金锭的成分及其质量占比为:Co为0.8%,Ni为39%,Cr为22%,W为5.8%,Mo为3.2%,Ce为0.5%,Nb为1.6%,Nd为0.5%,C为0.03%,B为0.004%,Si为0.04%,Mn为0.8%,P为0.012%,S为0.012%,Cu为0.22%,其余为Fe。然后将合金锭放入感应炉坩埚中,坩埚底部具有直径为的2mm底孔;坩埚中的合金锭熔化后,在氮气压力作用下流出,与坩埚底孔下部设置的旋转的钼合金转轮接触,形成甩带;熔化温度为1690℃,熔化后保温8min,氮气压力为1.2大气压,钼合金转轮边缘的线速度为28m/s。然后将甩带放入球磨机中粉碎成粒度为20-30μm的高温合金粉。

将乙酰丙酮镍加入油胺中,搅拌混合20min,然后加入葡萄糖;其中乙酰丙酮镍在油胺中的加入量为12g/L,葡萄糖相对油胺的加入量为70g/L。搅拌后,加入高温合金粉,高温合金粉与乙酰丙酮镍的重量比为1∶0.35,再搅拌50min后置于185℃,保温3h后,降至室温,用乙醇洗涤2次,然后在110℃干燥后研磨6min,得到粒径为25-35μm的高温合金复合粉。

步骤二、将步骤一得到的混合粉料装入成型模具,模具和模腔中物料温度不超过30℃;接着将混合粉料在磁场压机中取向,压制成型,制得到成型毛坯。其中模压成型时施加的取向磁场强度为2.5T,压力为170KN,保压13s。

步骤三、将步骤二得到的成型毛坯在氩气保护下放入烧结炉进行烧结,先升温至600℃,保温4h,然后升温至1320℃烧结5h,冷却至室温。

步骤四、将步骤三烧结后的成型毛坯进行回火处理后进行时效处理,制得烧结钕铁硼磁体材料。其中回火处理的温度为590℃,时间为3h;时效处理的温度为200℃,保温时间为25h。

实施例4

本实施例提供一种烧结钕铁硼磁体材料,其制备方法包括以下步骤:

步骤一、将镍/钕铁硼复合粉、二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物和高温合金复合粉按质量比为1∶0.06∶0.04混合均匀,制得混合粉料。

其中,镍/钕铁硼复合粉为钕铁硼与镍的复合物,钕铁硼为含钕、铁、镨、铬、锑、钇和硼的合金。镍/钕铁硼复合粉的制备方法为:

将纯度为99.5wt%的金属钕Nd、纯度为99.5wt%的金属铁Fe、纯度为99.5wt%的金属镨Pr、纯度为99.5wt%的金属铬Cr、纯度为99.5wt%的金属锑Sb、纯度为99.5wt%的金属钇Y和含硼B含量为22wt%的硼铁合金作为原料,按照其中Nd、Pr、Fe、Cr、Y、Sb和B的质量比为26∶2∶58∶3∶3∶0.8∶2进行配比,并称取各原料。将原料装入熔炼设备中进行合金熔炼,得到钕铁硼合金薄片;其中合金熔炼时的钼辊转速为1.4m/s,浇注温度为1480℃。将钕铁硼合金薄片进行氢破碎,氢破碎过程中对粉料进行正常脱氢处理,得到钕铁硼粗粉;其中控制钕铁硼粗粉中的氢含量为930ppm;对气流磨磨室、载气和钕铁硼粗粉进行降温处理,气流磨磨室温度为25℃、载气温度为18℃、钕铁硼粗粉温度为25℃,在气流磨处理过程中,维持磨室和物料温度≤35℃。对气流磨后的钕铁硼粗粉进行二次旋风分离,得到粒径分布为3.0-3.5μm的钕铁硼粉末。

将乙酰丙酮镍进入油胺,搅拌混合10min,然后加入葡萄糖;其中乙酰丙酮镍相对油胺的加入量为10g/L,葡萄糖相对油胺的加入量为50g/L。搅拌后,加入钕铁硼粉末,钕铁硼粉与乙酰丙酮镍的重量比为1∶0.07,再搅拌30min后置于165℃,保温2h后,降至室温,用乙醇洗涤2次,然后在80℃干燥后研磨2min,得到粒径为5-10μm的镍/钕铁硼复合粉。

二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物为二氧化硅和四氧化三铁的复合物。二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物的制备方法为:

将1g/L的FeCl

将四氧化三铁粉加入水中,四氧化三铁粉加入水中的加入量为10g/L。搅拌10min后,加入3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯;加入的3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯与水的体积比为1∶50。搅拌1h后,将固体物取出,经乙醇洗涤2次后,烘干,研磨,得到粒径为22-55μm的二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物。

高温合金复合粉为高温合金与镍的复合物,高温合金为含Co、Ni、Cr、W、Mo、Ce、Nb、Nd和Fe的合金。高温合金复合粉的制备方法为:

取GH1015合金的废料,放入熔化炉中熔化,熔化温度为1650℃,并在熔化中加入其它元素Co、Ce和Nd,然后浇注成合金锭;该合金锭的成分及其质量占比为:Co为0.5%,Ni为33%,Cr为18%,W为4.3%,Mo为2.2%,Ce为0.2%,Nb为1.0%,Nd为0.3%,C为0.07%,B为0.005%,Si为0.05%,Mn为1.0%,P为0.01%,S为0.010%,Cu为0.20%,其余为Fe。然后将合金锭放入感应炉坩埚中,坩埚底部具有直径为的1mm底孔;坩埚中的合金锭熔化后,在氮气压力作用下流出,与坩埚底孔下部设置的旋转的钼合金转轮接触,形成甩带;熔化温度为1650℃,熔化后保温4min,氮气压力为1.0大气压,钼合金转轮边缘的线速度为25m/s。然后将甩带放入球磨机中粉碎成粒度为20-30μm的高温合金粉。

将乙酰丙酮镍加入油胺中,搅拌混合10min,然后加入葡萄糖;其中乙酰丙酮镍在油胺中的加入量为10g/L,葡萄糖相对油胺的加入量为50g/L。搅拌后,加入高温合金粉,高温合金粉与乙酰丙酮镍的重量比为1∶0.15,再搅拌30min后置于165℃,保温2h后,降至室温,用乙醇洗涤2次,然后在100℃干燥后研磨3min,得到粒径为25-35μm的高温合金复合粉。

步骤二、将步骤一得到的混合粉料装入成型模具,模具和模腔中物料温度不超过30℃;接着将混合粉料在磁场压机中取向,压制成型,制得到成型毛坯。其中模压成型时施加的取向磁场强度为2.5T,压力为160KN,保压10s。

步骤三、将步骤二得到的成型毛坯在氩气保护下放入烧结炉进行烧结,先升温至500℃,保温3h,然后升温至1240℃烧结3h,冷却至室温。

步骤四、将步骤三烧结后的成型毛坯进行回火处理后进行时效处理,制得烧结钕铁硼磁体材料。其中回火处理的温度为550℃,时间为1h;时效处理的温度为200℃,保温时间为22h。

实施例5

本实施例提供一种烧结钕铁硼磁体材料,其制备方法包括以下步骤:

步骤一、将镍/钕铁硼复合粉、二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物和高温合金复合粉按质量比为1∶0.17∶0.16混合均匀,制得混合粉料。

其中,镍/钕铁硼复合粉为钕铁硼与镍的复合物,钕铁硼为含钕、铁、镨、铬、锑、钇和硼的合金。镍/钕铁硼复合粉的制备方法为:

将纯度为99.5wt%的金属钕Nd、纯度为99.5wt%的金属铁Fe、纯度为99.5wt%的金属镨Pr、纯度为99.5wt%的金属铬Cr、纯度为99.5wt%的金属锑Sb、纯度为99.5wt%的金属钇Y和含硼B含量为22wt%的硼铁合金作为原料,按照其中Nd、Pr、Fe、Cr、Y、Sb和B的质量比为29∶5∶61∶6∶8∶1.3∶4进行配比,并称取各原料。将原料装入熔炼设备中进行合金熔炼,得到钕铁硼合金薄片;其中合金熔炼时的钼辊转速为1.8m/s,浇注温度为1530℃。将钕铁硼合金薄片进行氢破碎,氢破碎过程中对粉料进行正常脱氢处理,得到钕铁硼粗粉;其中控制钕铁硼粗粉中的氢含量为980ppm;对气流磨磨室、载气和钕铁硼粗粉进行降温处理,气流磨磨室温度为25℃、载气温度为18℃、钕铁硼粗粉温度为28℃,在气流磨处理过程中,维持磨室和物料温度≤35℃。对气流磨后的钕铁硼粗粉进行二次旋风分离,得到粒径分布为3.0-3.5μm的钕铁硼粉末。

将乙酰丙酮镍进入油胺,搅拌混合20min,然后加入葡萄糖;其中乙酰丙酮镍相对油胺的加入量为12g/L,葡萄糖相对油胺的加入量为70g/L。搅拌后,加入钕铁硼粉末,钕铁硼粉与乙酰丙酮镍的重量比为1∶0.10,再搅拌50min后置于185℃,保温3h后,降至室温,用乙醇洗涤2次,然后在90℃干燥后研磨6min,得到粒径为5-10μm的镍/钕铁硼复合粉。

二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物为二氧化硅和四氧化三铁的复合物。二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物的制备方法为:

将1g/L的FeCl

将四氧化三铁粉加入水中,四氧化三铁粉加入水中的加入量为50g/L。搅拌20min后,加入3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯;加入的3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯与水的体积比为1∶50。搅拌2h后,将固体物取出,经乙醇洗涤2次后,烘干,研磨,得到粒径为22-55μm的二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物。

高温合金复合粉为高温合金与镍的复合物,高温合金为含Co、Ni、Cr、W、Mo、Ce、Nb、Nd和Fe的合金。高温合金复合粉的制备方法为:

取GH1015合金的废料,放入熔化炉中熔化,熔化温度为1710℃,并在熔化中加入其它元素Co、Ce和Nd,然后浇注成合金锭;该合金锭的成分及其质量占比为:Co为0.8%,Ni为39%,Cr为22%,W为5.8%,Mo为3.2%,Ce为0.5%,Nb为1.6%,Nd为0.5%,C为0.03%,B为0.004%,Si为0.04%,Mn为0.8%,P为0.012%,S为0.012%,Cu为0.22%,其余为Fe。然后将合金锭放入感应炉坩埚中,坩埚底部具有直径为的2mm底孔;坩埚中的合金锭熔化后,在氮气压力作用下流出,与坩埚底孔下部设置的旋转的钼合金转轮接触,形成甩带;熔化温度为1690℃,熔化后保温8min,氮气压力为1.2大气压,钼合金转轮边缘的线速度为28m/s。然后将甩带放入球磨机中粉碎成粒度为20-30μm的高温合金粉。

将乙酰丙酮镍加入油胺中,搅拌混合20min,然后加入葡萄糖;其中乙酰丙酮镍在油胺中的加入量为12g/L,葡萄糖相对油胺的加入量为70g/L。搅拌后,加入高温合金粉,高温合金粉与乙酰丙酮镍的重量比为1∶0.35,再搅拌50min后置于185℃,保温3h后,降至室温,用乙醇洗涤2次,然后在110℃干燥后研磨6min,得到粒径为25-35μm的高温合金复合粉。

步骤二、将步骤一得到的混合粉料装入成型模具,模具和模腔中物料温度不超过30℃;接着将混合粉料在磁场压机中取向,压制成型,制得到成型毛坯。其中模压成型时施加的取向磁场强度为2.5T,压力为170KN,保压13s。

步骤三、将步骤二得到的成型毛坯在氩气保护下放入烧结炉进行烧结,先升温至600℃,保温4h,然后升温至1320℃烧结5h,冷却至室温。

步骤四、将步骤三烧结后的成型毛坯进行回火处理后进行时效处理,制得烧结钕铁硼磁体材料。其中回火处理的温度为590℃,时间为3h;时效处理的温度为200℃,保温时间为25h。

检测各实施例制得的烧结钕铁硼磁体材料的内禀矫顽力,结果表1所示。

表1各实施例和对比例的内禀矫顽力检测结果

从上表可以看出,相较于现有技术制备的烧结钕铁硼磁体材料,本发明方法制备的烧结钕铁硼磁体材料具有更高的矫顽力,特别是当镍/钕铁硼复合粉、二氧化硅/四氧化三铁粉状复合物和高温合金复合粉按质量比为1∶(0.06-0.17)∶(0.04-0.16)时,制得的烧结钕铁硼磁体材料的矫顽力进一步提高。

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06120116337627