專利名稱：一種高速電機用釹鐵硼磁體的制備方法
技術領域：
本發明涉及電機用永磁材料領域，特別涉及一種高速電機用釹鐵硼磁體的制備方法。
背景技術：
燒結NdFeB永磁材料屬于第三代稀土永磁材料，與其他類型永磁材料相比，具有磁性能高，價格低等突出優點，使得其開發和應用得到了超常規的發展。目前其綜合磁性能已達到較高水平，應用已涉及國民經濟的各個領域，特別是在電機上應用廣泛。燒結NdFeB作為一種功能材料，科技人員的研究重點一直放在如何提高其磁性能上，經過M年的發展，已經取得了突破性的進展。商用產品最大磁能積已達到414-43^J/ m3(52-55MG0e)，隨著燒結NdFeB稀土永磁磁性能的不斷提高，其力學性能的缺點成了其致命弱點，大大限制了應用領域的進一步擴大。稀土永磁材料的抗拉、抗彎強度均較低，抗壓強度較高；且其斷裂韌性Kre比普通金屬材料低1 2個數量級，與陶瓷材料的斷裂韌性相當。強韌性差使稀土永磁體在加工過程中容易開裂、掉渣，這大大降低了磁體的成品率和加工精度，提高了磁體的加工成本，限制了磁體在高精度電機上的應用。同時，由于稀土永磁材料的強韌性差，抗震、抗沖擊能力相應也較差，使得材料在對抗震、抗沖擊力要求較高的場合的應用也受到限制，比如高速電機等領域。近年來，NdFeB稀土永磁體的力學特性越來越受到關注，如何提高燒結NdFeB稀土永磁體的強韌性已經成為了迫在眉睫的重要課題。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種高速電機用釹鐵硼磁體的制備方法，該方法在保持釹鐵硼磁體磁性能的前提下，提高其強韌性，使其適用高速電機的使用需求。為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下一種高速電機用釹鐵硼磁體的制備方法，該釹鐵硼材料按原子百分比組成為Nd 6. 7% 10. 2%、Dy :5· 5% 8. 0%、B :3· 5% 5. 0%、Co :7· 0% 8. 5%、Cu :1· 8% 2. 3%, Ti 0. 01% 0. 1%、Si 0. 5% 2. 0%，余量為！^及不可避免的雜質，所述的制備方法包括下列步驟a.按上述組份稱取原料，在有惰性氣體保護狀態下，加熱融化至1530°C 1550°C 時，經過成分均勻化處理后，快速冷卻成鑄錠；b.將合金鑄錠經粗破和精破、破碎至平均粒度為12 μ m 15 μ m粉末；c.在3T 6T的取向磁場中壓制成型；d.將壓制坯在1000°C 1030°C，真空度高于KT1Pa的條件下燒結2 4小時，然
后使用高純氮氣快速冷卻至室溫；e.然后在870°C 930°C，真空度高于KT1I3a的條件下熱處理4 5小時，以8 15°C /s的速度降溫到400 650°C并保溫0. 5 1. 5h后，使用高純氮氣快速冷卻至室溫；再在450°C 650°C，真空度0. OlPa 0. IPa的條件下熱處理1. 5 3小時，然后使用高純
氮氣快速冷卻至室溫。本發明通過在釹鐵硼中添加Co、Cu、Ti、Si，使晶粒細化或晶界強韌化，從而達到提高磁體強韌性的目的。添加的合金元素在釹鐵硼燒結坯主相組織晶界間形成新的相組織， 有效提高磁體的矯頑力和晶界的磁疇結構強度，大幅提高了釹鐵硼磁體的耐高溫性和材料的耐腐蝕性。Dy，Co，Cu，Ti等元素提高磁體原子間的相互作用，提高磁體各相異性場，在合金中形成彌散相，從而提高了釹鐵硼磁鐵的強韌性。本發明方法的有益效果為本發明的釹鐵硼材料的抗彎強度可達420 460MPa，斷裂韌性Kie可達4. 5
5.5MPa · m1/2,因此可以滿足高速電機對釹鐵硼磁體強韌性的需求。本發明的制備方法步驟針對調整后的釹鐵硼材料的組份進行適應性調整，控制燒結和時效的溫度等參數，從而使得合金成分調整的效果得以充分發揮。此外，本發明方法所用原料成本較低，制備工藝簡單，因此所制備的材料的成本較低。
具體實施例方式實施例一一種高速電機用釹鐵硼磁體的制備方法，該釹鐵硼材料按原子百分比組成為Nd
6.7%, Dy 8. 0%, B 3. 5%, Co 8. 5%, Cu 1. 8%, Ti 0. 1%, Si :0. 5%，余量為 Fe 及不可避免的雜質，所述的制備方法包括下列步驟a.按上述組份稱取原料，在有惰性氣體保護狀態下，加熱融化至1530°C 1550°C 時，經過成分均勻化處理后，快速冷卻成鑄錠；b.將合金鑄錠經粗破和精破、破碎至平均粒度為12 μ m 15 μ m粉末；c.在3T的取向磁場中壓制成型；d.將壓制坯在1000°C，真空度高于KT1Pa的條件下燒結4小時，然后使用高純氮氣快速冷卻至室溫；e.然后在870°C，真空度高于KT1Pa的條件下熱處理5小時，以8 V /s的速度降溫到650°C并保溫0.證后，使用高純氮氣快速冷卻至室溫；再在650°C，真空度0. OlPa的條件下熱處理3小時，然后使用高純氮氣快速冷卻至室溫。實施例二一種高速電機用釹鐵硼磁體的制備方法，該釹鐵硼材料按原子百分比組成為Nd 10. 2%, Dy 5. 5%, B :5. 0%, Co 7. 0%, Cu 2. 3%, Ti :0. 01%, Si :2. 0%，余量為 Fe 及不可避免的雜質，所述的制備方法包括下列步驟a.按上述組份稱取原料，在有惰性氣體保護狀態下，加熱融化至1530°C 1550°C 時，經過成分均勻化處理后，快速冷卻成鑄錠；b.將合金鑄錠經粗破和精破、破碎至平均粒度為12 μ m 15 μ m粉末；c.在6T的取向磁場中壓制成型；d.將壓制坯在1030°C，真空度高于KT1Pa的條件下燒結2小時，然后使用高純氮氣快速冷卻至室溫；
4
e.然后在930°C，真空度高于KT1Pa的條件下熱處理4小時，以15°C /s的速度降溫到400°C并保溫1.證后，使用高純氮氣快速冷卻至室溫；再在650°C，真空度0. 01 的條件下熱處理3小時，然后使用高純氮氣快速冷卻至室溫。實施例三一種高速電機用釹鐵硼磁體的制備方法，該釹鐵硼材料按原子百分比組成為Nd 8. 3%,Dy 7. 0%,B :4. 4%,Co :7. 8%、Cu :2. 1 %、Ti :0. 05%、Si :1. 2%，余量為 Fe 及不可避免的雜質，所述的制備方法包括下列步驟a.按上述組份稱取原料，在有惰性氣體保護狀態下，加熱融化至1530°C 1550°C時，經過成分均勻化處理后，快速冷卻成鑄錠；b.將合金鑄錠經粗破和精破、破碎至平均粒度為12 μ m 15 μ m粉末；c.在4T的取向磁場中壓制成型；d.將壓制坯在1010°C，真空度高于KT1Pa的條件下燒結3小時，然后使用高純氮氣快速冷卻至室溫；e.然后在900°C，真空度高于KT1Pa的條件下熱處理4. 5小時，以12°C /s的速度降溫到500°C并保溫Ih后，使用高純氮氣快速冷卻至室溫；再在550°C，真空度0. 05Pa的條件下熱處理2小時，然后使用高純氮氣快速冷卻至室溫。申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程， 但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進， 對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1. 一種高速電機用釹鐵硼磁體的制備方法，其特征在于，該釹鐵硼材料按原子百分比組成為 Nd 6. % 10. 2%, Dy :5. 5% 8. 0%,B :3. 5% 5. 0%,Co :7. 0% 8. 5%, Cu 1.8% 2.3%、Ti :0.01% 0. l%,Si :0. 5% 2. 0%，余量為！^及不可避免的雜質，所述的制備方法包括下列步驟a.按上述組份稱取原料，在有惰性氣體保護狀態下，加熱融化至1530°C 1550°C時， 經過成分均勻化處理后，快速冷卻成鑄錠；b.將合金鑄錠經粗破和精破、破碎至平均粒度為12μπι 15μπι粉末；c.在3Τ 6Τ的取向磁場中壓制成型；d.將壓制坯在1000°C 1030°C，真空度高于10-1 的條件下燒結2 4小時，然后使用高純氮氣快速冷卻至室溫；e.然后在870°C 930°C，真空度高于10.1! 的條件下熱處理4 5小時，以8 15°C/ s的速度降溫到400 650°C并保溫0. 5 1. 5h后，使用高純氮氣快速冷卻至室溫；再在 450°C 650°C，真空度0. OlPa 0. IPa的條件下熱處理1. 5 3小時，然后使用高純氮氣快速冷卻至室溫。
全文摘要
本發明公開了一種高速電機用釹鐵硼磁體的制備方法，本發明通過在釹鐵硼中添加Co、Cu、Ti、Si，使晶粒細化或晶界強韌化，Dy，Co，Cu，Ti等元素提高磁體原子間的相互作用，提高磁體各相異性場，在合金中形成彌散相，從而提高了釹鐵硼磁鐵的強韌性。本發明的釹鐵硼材料的抗彎強度可達420～460MPa，斷裂韌性KIC可達4.5～5.5MPa·m1/2，因此可以滿足高速電機對釹鐵硼磁體強韌性的需求。
文檔編號B22F3/16GK102361371SQ201110346680
公開日2012年2月22日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者劉?？?申請人:無錫天寶電機有限公司