專利名稱：一種釹鐵硼永磁材料及制備方法
一種釹鐵硼永磁材料及制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于磁性材料領(lǐng)域，特別是指一種釹鐵硼永磁材料及制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，釹鐵硼永磁體的使用范圍最廣，但對(duì)于某些高溫環(huán)境下，卻無法應(yīng)用。因?yàn)?，釹鐵硼永磁體的居里溫度較低，同時(shí)，這類磁體的矯頑力也較低，其居里溫度一般在150°C以下，矯頑力低于1500KA/m。為了能夠在高溫環(huán)境下使用，基本上采用的是釤鈷系永磁體，而釤鈷系永磁體的成本較高，不利于推廣應(yīng)用。
現(xiàn)已有技術(shù)提出，以現(xiàn)有的釹鐵硼磁體為基體，添加一些輔助元素來提高釹鐵硼磁體的居里溫度和矯頑力。但所添加的基本上均包含有鏑、釓、鋱、釤等屬于重稀土的元素， 而這類稀土材料隨著國(guó)家對(duì)資源的保護(hù)和管理，價(jià)格在不斷提高。在這一情況下，應(yīng)當(dāng)考慮的是如何能夠減少對(duì)重稀土類材料的使用量，來實(shí)現(xiàn)能夠滿足性能的前提下，降低生產(chǎn)成本。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種釹鐵硼永磁材料，以克服現(xiàn)釹鐵硼永磁體的居里溫度和矯頑力低的問題，同時(shí)，減少對(duì)重稀土類材料的使用量。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種釹鐵硼永磁材料，包括釹鐵硼基體，所述釹鐵硼基體其組成按質(zhì)量百分含量計(jì)算包括，25-26. 5 %的釹、O. 5-1 %的鈷、1-1. 5 %的硅、2-2. 5 %的錳、2-2. 5 %的硼、 O. 1-0. 3%的鈦、O. 1-0. 3%的鋯、O. 3-0. 5%的鋁、O. 1-0. 15%的鎵及余量的鐵；所述釹鐵硼永磁材料還加入包括按釹鐵硼基體質(zhì)量百分含量為O. 1-0. 3%的鏑鐵合金、O. 3-0. 5%的釤鐵合金、I. 5-2. 5%的乾鐵合金。
所述鏑鐵合金中鏑占重量百分含量為5%。
所述釤鐵合金中釤占重量百分含量為5%。
所述乾鐵合金中乾占重量百分含量為10-15%。
所述制備方法包括以下步驟
將含碳量按重量百分含量不高于2%的鐵或鋼熔化后，依次加入錳、鈷、硼、鈦、鋯、 鎵、鋁及釹鐵合金、鏑鐵合金、釤鐵合金熔化并充分混合后澆鑄成合金錠，再通過破碎機(jī)破碎，然后用磨麻成粉料，粉料的平均粒徑在10微米以下；
將釔鐵合金經(jīng)粉碎，平均粒徑低于2微米以下；
選用粒徑低于100納米的納米級(jí)硅粉；
將上述粉末在混料機(jī)中混合2-4小時(shí)；
在恒定磁場(chǎng)環(huán)境中用模具壓制成型,再通過450_550MPa壓力下壓制成毛還；
將毛坯在400-500°C真空條件下預(yù)燒1-3小時(shí)；勻速降溫至150_250°C后整形處理；再放入真空爐內(nèi)于1200±20°C燒結(jié)2-4小時(shí)，然后分三段勻速降溫。
所述真空條件是指壓力為5_8pa環(huán)境。
第一個(gè)降溫階段，降溫速度不能超過5°C /分鐘，在降溫至870-890°C時(shí)回火處理 2-4小時(shí)；在第二個(gè)降溫階段，降溫速度保持在10-15°C /分鐘，降溫至650-680°C時(shí)回火處理2-4小時(shí)；在第三個(gè)降溫階段，采用風(fēng)冷或自然降溫至環(huán)境溫度。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是
I、本發(fā)明通過使用相對(duì)輕和含量大的釔稀土材料，來替代原需要量很大的鏑、鋱、 釤、釓等材料，從成本考慮降低很多。
2、通過使用納米級(jí)的硅粉，減少了磁體中的空隙率,有效的提高了磁體的磁通密度。
3、通過特定的處理方式，提高了磁體的矯頑力，同時(shí)制得的磁體的居里溫度達(dá)到了 230°C，其適用范圍有了顯著的提高。
具體實(shí)施方式
以下通過具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說明，但應(yīng)當(dāng)注意到的是，以下的實(shí)施例僅能用來解釋和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能用來解釋是對(duì)本發(fā)明的限制。
一種釹鐵硼永磁材料，包括釹鐵硼基體，所述釹鐵硼基體其組成按質(zhì)量百分含量計(jì)算包括，25-26. 5 %的釹、O. 5-1 %的鈷、1-1. 5 %的硅、2-2. 5 %的錳、2-2. 5 %的硼、 O. 1-0. 3%的鈦、O. 1-0. 3%的鋯、O. 3-0. 5%的鋁、O. 1-0. 15%的鎵及余量的鐵；所述釹鐵硼永磁材料還加入包括按釹鐵硼基體質(zhì)量百分含量為O. 1-0. 3%的鏑鐵合金、O. 3-0. 5%的釤鐵合金、I. 5-2. 5%的乾鐵合金。
所述鏑鐵合金中鏑占重量百分含量為5%。
所述釤鐵合金中釤占重量百分含量為5%。
所述釔鐵合金中釔占重量百分含量為10-15%。
所述制備方法包括以下步驟
將含碳量按重量百分含量不高于2%的鐵或鋼熔化后，依次加入錳、鈷、硼、鈦、鋯、 鎵、鋁及釹鐵合金、鏑鐵合金、釤鐵合金熔化并充分混合后澆鑄成合金錠，再通過破碎機(jī)破碎，然后用磨麻成粉料，粉料的平均粒徑在10微米以下；
將釔鐵合金經(jīng)粉碎，平均粒徑低于2微米以下；
選用粒徑低于100納米的納米級(jí)硅粉；
將上述粉末在混料機(jī)中混合2-4小時(shí)；
在恒定磁場(chǎng)環(huán)境中用模具壓制成型，再通過450_550MPa壓力下壓制成毛還；
將毛坯在400-500°C真空條件下預(yù)燒1_3小時(shí)；勻速降溫至150_250°C后整形處理；再放入真空爐內(nèi)于1200±20°C燒結(jié)2-4小時(shí)，然后分三段勻速降溫。
所述真空條件是指壓力為5_8pa環(huán)境。
第一個(gè)降溫階段，降溫速度不能超過5°C /分鐘，在降溫至870-890°C時(shí)回火處理 2-4小時(shí)；此階段硅在磁體內(nèi)的晶粒一定的增長(zhǎng)，有利于減少磁體的空隙率，對(duì)提高磁體的磁通密度及提高磁體的使用截止頻率有利；在第二個(gè)降溫階段，降溫速度保持在10-15°C / 分鐘，降溫至650-680°C時(shí)回火處理2-4小時(shí)；在第三個(gè)降溫階段，采用風(fēng)冷或自然降溫至環(huán)境溫度。
在本申請(qǐng)中，制備的方法在各個(gè)實(shí)施例中均相同，區(qū)別僅為各組成材料的數(shù)值。
實(shí)施例I
一種釹鐵硼永磁材料，包括釹鐵硼基體，所述釹鐵硼基體其組成按原子百分含量計(jì)算包括，25%的釹、1%的鈷、I. 5%的硅、2%的錳、2%的硼、O. 1%的鈦、O. 1%的鋯、O. 3% 的鋁、O. I %的鎵及余量的鐵；所述釹鐵硼永磁材料還加入包括按釹鐵硼基體重量百分含量為O. I %的鏑鐵合金其中鏑鐵合金中鏑占重量百分含量為5%、0. 5%的釤鐵合金其中釤鐵合金中釤占重量百分含量為5%、1. 5%的釔鐵合金其中釔鐵合金中釔占重量百分含量為 10%。
實(shí)施例2
一種釹鐵硼永磁材料，包括釹鐵硼基體，所述釹鐵硼基體其組成按原子百分含量計(jì)算包括，26. 5%的釹、O. 5%的鈷、I %的硅、2. 5%的錳、2. 5%的硼、O. 3%的鈦、O. 3%的錯(cuò)、O. 5%的招、O. 15%的鎵及余量的鐵；所述釹鐵硼永磁材料還加入包括按釹鐵硼基體重量百分含量為O. 3%的鏑鐵合金其中鏑鐵合金中鏑占重量百分含量為5%、0. 3%的釤鐵合金其中釤鐵合金中釤占重量百分含量為5%、2. 5%的釔鐵合金其中釔鐵合金中釔占重量百分含量為10%。
實(shí)施例3
一種釹鐵硼永磁材料，包括釹鐵硼基體，所述釹鐵硼基體其組成按原子百分含量計(jì)算包括，26%的釹、O. 8%的鈷、I. 3%的硅、2. 2%的錳、2. 2%的硼、O. 2%的鈦、O. 2%的錯(cuò)、O. 4%的招、O. I %的鎵及余量的鐵；所述釹鐵硼永磁材料還加入包括按釹鐵硼基體重量百分含量為O. 2%的鏑鐵合金其中鏑鐵合金中鏑占重量百分含量為5%、0. 4%的釤鐵合金其中釤鐵合金中釤占重量百分含量為5%、2. 0%的釔鐵合金其中釔鐵合金中釔占重量百分含量為10%。
實(shí)施例4
一種釹鐵硼永磁材料，包括釹鐵硼基體，所述釹鐵硼基體其組成按原子百分含量計(jì)算包括，25 %的釹、O. 6 %的鈷、I. 5 %的硅、2. 5 %的錳、2 %的硼、O. 3 %的鈦、O. I %的鋯、 O. 5%的招、O. 15%的鎵及余量的鐵；所述釹鐵硼永磁材料還加入包括按釹鐵硼基體重量百分含量為O. 2%的鏑鐵合金其中鏑鐵合金中鏑占重量百分含量為5%、0. 3%的釤鐵合金其中釤鐵合金中釤占重量百分含量為5%、2. 5%的釔鐵合金其中釔鐵合金中釔占重量百分含量為10%。
權(quán)利要求
1.一種釹鐵硼永磁材料，包括釹鐵硼基體，其特征在于所述釹鐵硼基體其組成按質(zhì)量百分含量計(jì)算包括，25-26. 5%的釹、0. 5-1%的鈷、1-1. 5%的硅、2-2. 5%的錳、2-2. 5%的硼、0. 1-0. 3%的鈦、0. 1-0. 3%的鋯、0. 3-0. 5%的鋁、0. 1-0. 15%的鎵及余量的鐵；所述釹鐵硼永磁材料還加入包括按釹鐵硼基體質(zhì)量百分含量為0. 1-0. 3%的鏑鐵合金、0.3-0. 5%的釤鐵合金、I. 5-2. 5%的釔鐵合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的釹鐵硼永磁材料，其特征在于所述鏑鐵合金中鏑占重量百分含量為5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的釹鐵硼永磁材料，其特征在于所述釤鐵合金中釤占重量百分含量為5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的釹鐵硼永磁材料，其特征在于所述釔鐵合金中釔占重量百分含量為10-15%。
5.一種釹鐵硼永磁材述制備方法，其特征在于包括以下步驟 將含碳量按重量百分含量不高于2%的鐵或鋼熔化后，依次加入錳、鈷、硼、鈦、鋯、鎵、鋁及釹鐵合金、鏑鐵合金、釤鐵合金熔化并充分混合后澆鑄成合金錠，再通過破碎機(jī)破碎，然后用磨麻成粉料，粉料的平均粒徑在10微米以下； 將釔鐵合金經(jīng)粉碎，平均粒徑低于2微米以下； 選用粒徑低于100納米的納米級(jí)娃粉； 將上述粉末在混料機(jī)中混合2-4小時(shí)； 在恒定磁場(chǎng)環(huán)境中用模具壓制成型，再通過450-550MPa壓力下壓制成毛坯； 將毛坯在400-500°C真空條件下預(yù)燒1-3小時(shí)；勻速降溫至150-250°C后整形處理；再放入真空爐內(nèi)于1200±20°C燒結(jié)2-4小時(shí)，然后分三段勻速降溫。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的釹鐵硼永磁材料制備方法，其特征在于所述真空條件是指壓力為5_8pa環(huán)境。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的釹鐵硼永磁材料制備方法，其特征在于第一個(gè)降溫階段，降溫速度不能超過5°C /分鐘，在降溫至870-890°C時(shí)回火處理2_4小時(shí)；此階段硅在磁體內(nèi)的晶粒一定的增長(zhǎng)，有利于減少磁體的空隙率，對(duì)提聞磁體的磁通密度及提聞磁體的使用截止頻率有利；在第二個(gè)降溫階段，降溫速度保持在10-15°C /分鐘，降溫至650-680°C時(shí)回火處理2-4小時(shí)；在第三個(gè)降溫階段，采用風(fēng)冷或自然降溫至環(huán)境溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釹鐵硼永磁材料及制備方法，包括釹鐵硼基體，所述釹鐵硼基體其組成按質(zhì)量百分含量計(jì)算包括，25-26.5％的釹、0.5-1％的鈷、1-1.5％的硅、2-2.5％的錳、2-2.5％的硼、0.1-0.3％的鈦、0.1-0.3％的鋯、0.3-0.5％的鋁、0.1-0.15％的鎵及余量的鐵；所述釹鐵硼永磁材料還加入包括按釹鐵硼基體質(zhì)量百分含量為0.1-0.3％的鏑鐵合金、0.3-0.5％的釤鐵合金、1.5-2.5％的釔鐵合金。
文檔編號(hào)B22F3/16GK102982939SQ201210474059
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者潘道良, 陳益明, 蘇廣春 申請(qǐng)人:寧波科星材料科技有限公司