CN103426623B - 一种各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法 - Google Patents
一种各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103426623B CN103426623B CN201310336808.2A CN201310336808A CN103426623B CN 103426623 B CN103426623 B CN 103426623B CN 201310336808 A CN201310336808 A CN 201310336808A CN 103426623 B CN103426623 B CN 103426623B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen
- magnetic powder
- compact
- pressure
- prepared
- 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.)
- Active
Links
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 287
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 claims abstract description 202
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 192
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 192
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims abstract description 146
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims abstract description 97
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 claims abstract description 82
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims abstract description 81
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 79
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims abstract description 70
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 claims abstract description 60
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 88
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 88
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 43
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 187
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 132
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 66
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 45
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 42
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 42
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 34
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 26
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 24
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 18
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 17
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 17
- ZDVYABSQRRRIOJ-UHFFFAOYSA-N boron;iron Chemical compound [Fe]#B ZDVYABSQRRRIOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 15
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 13
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 12
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 12
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 9
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 9
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 8
- 108010038629 Molybdoferredoxin Proteins 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBELESVMOSDEOV-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Mo] Chemical compound [Fe].[Mo] HBELESVMOSDEOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JMAHHHVEVBOCPE-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Nb] Chemical compound [Fe].[Nb] JMAHHHVEVBOCPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000979 O alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000349 field-emission scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000000423 heterosexual effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- IXQWNVPHFNLUGD-UHFFFAOYSA-N iron titanium Chemical compound [Ti].[Fe] IXQWNVPHFNLUGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002490 spark plasma sintering Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法:(1)完全氢歧化或部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备;(2)压坯的制备,将步骤(1)制备的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉或部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在惰性气体保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0?MPa增加至100MPa~600MPa后停止施压;(3)热压变形-脱氢重组,将压坯在真空条件下升温至680℃~850℃,然后在该温度和氢分压PH2为0Pa<PH2≤1kPa的条件下,对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值以Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在30MPa~1.5MPa之间变化为限,保温保压时间为5~120分钟。本发明所述各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法,可提高各向异性钕铁硼磁体的性能,并降低能耗。<!--1-->
Description
技术领域
本发明属于稀土永磁材料制备领域,特别涉及一种各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法。
背景技术
各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体具有最高的理论磁能积,因此备受关注。目前,各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体的制备方法主要有吸氢-歧化-脱氢-重组法(简称HDDR法)和热压-热变形法。
HDDR法制备各向异性Nd-Fe-B磁体,主要通过降低歧化时的氢分压或者添加Co、Ga、Zr等合金元素来获得各向异性Nd-Fe-B磁粉,再将各向异性Nd-Fe-B磁粉与粘接剂混合均匀后在外加磁场的作用下通过压制或者注塑等方法成型,即获得各向异性粘结磁体。此种方法虽然过程简单、易成型,但由于粘接剂的加入使得磁体的磁性能普遍偏低,此外,在HDDR过程中,由于Nd-Fe-B的吸氢和脱氢反应伴随着强烈的放热和吸热现象,使反应体系温度产生较大的波动,导致Nd-Fe-B磁粉各向异性较低,且不能稳定地制备出相同性能的成品磁体。
热压-热变形法的工艺步骤是:(1)将各向同性的Nd-Fe-B磁粉在600℃~750℃施加高压(压强至少在300MPa)形成高致密的压坯(见W.Q.Liuet.al.,StructureandmagneticpropertiesofmagneticallyisotropicandanisotropicNd–Fe–Bpermanentmagnetspreparedbysparkplasmasinteringtechnology,J.Appl.Phys.,2010,107(9):09A719);(2)将步骤(1)形成的压坯在温度大于700℃施压进行热变形,得到各向异性Nd-Fe-B磁体,热变形过程中,压坯所承受的压强范围在30MPa~300MPa之间变化(见PengpengYiet.al,EnhancedmagneticpropertiesandbendingstrengthofhotdeformedNd–Fe–BmagnetswithCuadditions,J.AlloysCompds.,2010(491):605–609;Y.L.Huanget.al,DiffusionofNd-richphaseinthesparkplasmasinteredandhotdeformednanocrystallineNdFeBmagnets,J.Appl.Phys.,2012,111,033913)。此种方法存在的问题是:由于压坯是在高温高压下成型,可能使Nd-Fe-B压坯的部分晶粒过大且均匀性较差,从而导致热变形后得到的NdFeB磁体中Nd2Fe14B晶粒的变形程度不均匀、晶粒形貌规则性差、取向一致性差,并增加了能耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备各向异性纳米晶钕铁硼磁体的新方法,以获得各向异性明显和磁性能优良的纳米晶钕铁硼磁体,并降低能耗,简化工艺。
本发明所述各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法,其工艺步骤依次如下:
(1)完全氢歧化或部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将Nd-Fe-B合金粉末在H2气氛下,于650℃~820℃保温5分钟~60分钟进行吸氢-歧化反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为纳米级的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉;
或将Nd-Fe-B合金粉末在H2气氛下,于650℃~820℃保温5分钟~60分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下于780℃~820℃保温1~10分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为纳米级的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉;
(2)压坯的制备
将步骤(1)制备的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉或部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在惰性气体保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至100MPa~600MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯;
(3)热压变形-脱氢重组
将步骤(2)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至680℃~850℃,然后在该温度和氢分压PH2为0Pa<PH2≤1kPa的条件下,对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值以Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在30MPa~1.5MPa之间变化为限,保温保压时间为5~120分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,即得各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。
上述方法中,热压变形-脱氢重组步骤对Nd-Fe-B氢歧化物压坯所施加的恒定压力通过所述压坯的形状和尺寸及所述压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的初始压强(最大压强)确定。因为热压变形-脱氢重组过程中,Nd-Fe-B氢歧化物压坯发生变形,由于受力恒定,其受力面积增大,承受的压强则从大变小。
上述方法中,所述Nd-Fe-B合金粉末的化学式为NdxFe100-x-y-zMyBz,其中12≤x≤15,0≤y≤10,5.6≤z≤6,M为Co、Ga、Zr、Nb、Cu、Al、Cr、Mo、Ti中的至少一种。
上述方法中,所述Nd-Fe-B合金粉末优选Nd12.2Fe81.8B6、Nd13.5Fe80.5B6、Nd13.5Fe80.4Ga0.5B5.6、Nd13.5Fe73Co7.5B6、Nd12.5Fe80.5Nb1B6、Nd14Fe79.4Al0.6B6、Nd15Fe78Mo1B6、Nd12.2Fe71.8Co9.4Ga0.5Zr0.1B6、Nd13.62Fe75.7Co4.45Ga0.47B5.76、Nd14Fe76Co3Zr1B6、Nd12.6Fe72.3Co8.6Al0.5B6.0、Nd13.5Fe79.96Al0.24Nb0.3B6、Nd13Fe71.86Co9Al0.08Cu0.06B6、Nd14.5Fe76.4Ti2.5Cr1B5.6、Nd13Fe71.86Co9.08Cu0.06B6、Nd13.8Fe70.6Co5Mo3.8Al1B5.8、Nd15Fe77.9Cu1.5B5.6中的一种。
本发明所述方法具有以下有益效果:
1、由于本发明所述方法是将Nd-Fe-B合金粉末完全氢歧化或部分氢歧化后通过冷压形成压坯,再将压坯热压变形-脱氢重组得到各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体,因而所获得的压坯晶粒细小,在热压变形-脱氢重组中主相晶粒定向形核和生长,可直接形成晶粒取向明显且晶粒尺寸细小(取向晶粒宽度为80-100nm)、均匀的各向异性纳米晶钕铁硼磁体(见图2),此种结构的钕铁硼磁体具有明显的各向异性和优良的磁性能。
2、由于本发明所述方法不使用粘接剂,且通过热压变形-脱氢重组将压坯直接转化成各向异性纳米晶钕铁硼磁体,因而相对于HDDR法,不仅能提高各向异性纳米晶钕铁硼磁体的磁性能,而且能稳定地制备出成品磁体。
3、由于本发明所述方法采用冷压成型制备Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,且热压变形时压坯所承受的压强较小,因而相对于热压-热变形法,不仅所获得的压坯晶粒更细小、均匀,而且可降低能耗,简化操作。
4、本发明本发明所述方法工艺简单、能耗较低,对设备要求不高,且由于Nd-Fe-B氢歧化物合金粉末的压制性能优于主相为2:14相的Nd-Fe-B合金粉末,在低压下能够根据实际需求生产出片状、环状、条状等各种形状的高致密或全致密的各向异性Nd-Fe-B磁体产品,有利于推广使用。
附图说明
图1是实施例1所制备的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体的XRD图(垂直于压力方向);
图2是实施例1所制备的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体断面的FESEM(场发射扫描电子显微镜)图(箭头方向为压力方向)。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明所述各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法作进一步说明。下述实施例中,完全氢歧化或部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备采用HTO-114Ⅱ型卧式真空烧结炉(青岛,精诚华旗公司),Nd-Fe-B的氢歧化物压坯采用YSD-10-1型双向液压机成型(四川,绵阳华通磁件技术开发公司),热压变形-脱氢重组步骤采用SPS-1050型放电等离子烧结仪(日本,住友石碳矿业公司)。
实施例1
本实施例以快淬Nd13.5Fe73Co7.5B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)Nd13.5Fe73Co7.5B6快淬粉的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、金属Co(纯度为99.5%)为原料,按照Nd13.5Fe73Co7.5B6合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加1.5wt%的Nd作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至1×10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率调整至38kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将薄板铸锭磨去氧化皮后破碎为粒料,然后放入LZK-12A型真空快淬设备的铜坩埚内,在氩气保护气氛下,加电流至600A使炉料熔化后倾倒于线速度为28m/s的铜辊上,冷却后获得钕铁硼合金薄带,过300目筛去除细粉后,即得到Nd13.5Fe73Co7.5B6快淬磁粉;
(2)部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的快淬Nd13.5Fe73Co7.5B6磁粉在H2气氛下,加热至800℃保温10分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下升温至820℃保温5分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸在150-200nm的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉(含有主相2:14相与歧化相NdHx、Fe2B、α-Fe);
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至300MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ10mm×10mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至820℃,然后在该温度和氢分压PH2为10Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为1.5kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在20MPa~5.5MPa之间变化,保温保压时间为10分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为73%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体,其垂直于压力方向的XRD图见图1,FESEM图见图2。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.96,磁性能为:Br=1.3T、Hci=602kA/m、(BH)m=268kJ/m3。
实施例2
本实施例以快淬Nd13.5Fe80.4Ga0.5B5.6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)Nd13.5Fe80.4Ga0.5B5.6快淬粉的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、金属Ga(纯度为99.95%)为原料,按照Nd13.5Fe80.4Ga0.5B5.6合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加1.5wt%的Nd作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至1×10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率调整至36kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将薄板铸锭磨去氧化皮后破碎为粒料,然后放入LZK-12A型真空快淬设备的铜坩埚内,在氩气保护气氛下,加电流至650A使炉料熔化后倾倒于线速度为28m/s的铜辊上,冷却后获得钕铁硼合金薄带,过300目筛去细粉后,即得到Nd13.5Fe80.4Ga0.5B5.6快淬磁粉。
(2)部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的快淬Nd13.5Fe80.4Ga0.5B5.6磁粉在H2气氛下,加热至680℃保温45分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下升温至800℃保温1分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸100-120nm的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉(含有主相2:14相与歧化相NdHx、Fe2B、α-Fe);
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至100MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ10.5mm×10.5mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至780℃,然后在该温度和氢分压PH2为10Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为2.2kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在25MPa~4MPa之间变化,保温保压时间为20分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为83%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.95,其磁性能为:Br=1.2T、Hci=550kA/m、(BH)m=2446kJ/m3。
实施例3
本实施例以快淬Nd13.5Fe80.5B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)Nd13.5Fe80.5B6快淬粉制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)为原料,按照设计确定的Nd13.5Fe80.5B6合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加1.5wt%的Nd作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至1×10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至35kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将薄板铸锭磨去氧化皮后,破碎为粒料,放入LZK-12A型真空快淬设备中的铜坩埚内,在氩气保护气氛下,加电流至600A使炉料熔化后倾倒于线速度为30m/s的铜辊上,冷却后获得钕铁硼合金薄带,过300目筛去细粉后,即得到Nd13.5Fe80.5B6快淬磁粉。
(2)部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的快淬Nd13.5Fe80.5B6磁粉在H2气氛下,加热至750℃保温30分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下升温至780℃保温10分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为120-140nm的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉(含有主相2:14相与歧化相NdHx、Fe2B、α-Fe);
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至270MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ11mm×11mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至700℃,然后在该温度和氢分压PH2为40Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为2.7kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在28MPa~8.5MPa之间变化,保温保压时间为60分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为70%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.91,磁性能为:Br=1.1T、Hci=600kA/m、(BH)m=235kJ/m3。
实施例4
本实施例以快淬Nd13.5Fe73Co7.5B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)Nd13.5Fe73Co7.5B6快淬粉制备
制备方法同实施例1,略。
(2)完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的快淬Nd13.5Fe73Co7.5B6磁粉在H2气氛下,于650℃保温60分钟进行吸氢-歧化反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为180-200nm的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉;
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至450MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ11mm×11mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至750℃,然后在该温度和氢分压PH2为800Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为2.5kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在26MPa~6.5MPa之间变化,保温保压时间为60分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为75%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.92,其磁性能为:Br=0.95T、Hci=501kA/m、(BH)m=147kJ/m3。
实施例5
本实施例以快淬Nd12.2Fe71.8Co9.4Ga0.5Zr0.1B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)Nd12.2Fe71.8Co9.4Ga0.5Zr0.1B6快淬粉制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、金属Co(纯度为99.5%)、金属Ga(纯度为99%)、金属Zr(海绵锆,纯度为99.5%)为原料,按照Nd12.2Fe63.8Co17.4Ga0.5Zr0.1B6合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加2.5wt%的Nd作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至1×10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至38kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将薄板铸锭磨去氧化皮后破碎为粒料,放入LZK-12A型真空快淬设备的铜坩埚内,在氩气保护气氛下,加电流至700A使炉料熔化后倾倒于线速度为32m/s的铜辊上,冷却后获得钕铁硼合金薄带,过300目筛去细粉后,即得到Nd12.2Fe71.8Co9.4Ga0.5Zr0.1B6快淬磁粉。
(2)完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的快淬Nd12.2Fe71.8Co9.4Ga0.5Zr0.1B6磁粉在H2气氛下,于820℃保温5分钟进行吸氢-歧化反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为15-25nm的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉;
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至250MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ12mm×12mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至800℃,然后在该温度和氢分压PH2为500Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为3.4kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在30MPa~7MPa之间变化,保温保压时间为30分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为77%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.99,其磁性能为:Br=0.97T、Hci=483kA/m、(BH)m=152kJ/m3。
实施例6
本实施例以快淬Nd12.2Fe81.8B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)Nd12.2Fe81.8B6快淬粉制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)为原料,按照Nd12.2Fe81.8B6合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加1.0wt%的Nd作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至1×10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至36kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将薄板铸锭磨去氧化皮后破碎为粒料,放入LZK-12A型真空快淬设备中的铜坩埚内,在氩气保护气氛下,加电流至650A使炉料熔化后倾倒于线速度为32m/s的铜辊上,冷却后获得钕铁硼合金薄带,过300目筛去细粉后,即得到Nd12.2Fe81.8B6快淬磁粉。
(2)部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的快淬Nd12.2Fe81.8B6磁粉在H2气氛下,于780℃保温10分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5.0×10-2Pa条件下升温至820℃,保温5分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为120-160nm的部分氢歧化产物(即有主相2:14相与歧化相NdHx、Fe2B、α-Fe混合);
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至460MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ13mm×13mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至850℃,然后在该温度和氢分压PH2为50Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为1kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在7.5MPa~1.5MPa之间变化,保温保压时间为5分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为80%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.96,磁性能为:Br=1.03T、Hci=398kA/m、(BH)m=166kJ/m3。
实施例7
本实施例以退火铸锭Nd12.2Fe81.8B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)退火铸锭Nd12.2Fe81.8B6磁粉的制备
按照实施例6中步骤(1)所述方法制备Nd12.2Fe81.8B6薄板铸锭,将制得的Nd12.2Fe81.8B6薄板在放入SDZK高温真空烧结炉中,抽真空至1×10-3Pa后通入0.02MPa的高纯氩气,在氩气保护下升温至1100℃保温12h进行均匀化退火处理,将处理得到的薄板退火铸锭机械破碎,过300目筛去细粉,即得到退火铸锭Nd12.2Fe81.8B6破碎磁粉。
(2)部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd12.2Fe81.8B6破碎磁粉在H2气氛下,加热至750℃保温30分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下升温至800℃保温5分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为120-160nm的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉(含有主相2:14相与歧化相NdHx、Fe2B、α-Fe);
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至270MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ11mm×11mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至780℃,然后在该温度和氢分压PH2为200Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为1.2kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在13MPa~3MPa之间变化,保温保压时间为30分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为75.6%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.90,其磁性能为:Br=1.2T、Hci=530kA/m、(BH)m=234kJ/m3。
实施例8
本实施例以退火铸锭Nd12.2Fe71.8Co9.4Ga0.5Zr0.1B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)退火铸锭Nd12.2Fe71.8Co9.4Ga0.5Zr0.1B6磁粉
按照实施例5中步骤(1)所述方法制备Nd12.2Fe71.8Co9.4Ga0.5Zr0.1B6薄板铸锭,将制得的Nd12.2Fe71.8Co9.4Ga0.5Zr0.1B6薄板在放入SDZK高温真空烧结炉中,抽真空至1×10-3Pa后通入0.02MPa的高纯氩气,在氩气保护下升温至1120℃保温16小时进行均匀化退火处理,将处理得到的薄板退火铸锭机械破碎,过300目筛去细粉,即得退火铸锭Nd12.2Fe71.8Co9.4Ga0.5Zr0.1B6磁粉。
(2)部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd12.2Fe71.8Co9.4Ga0.5Zr0.1B6磁粉在H2气氛下,加热至800℃保温10分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下升温至820℃保温3分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸小于140-160nm的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉(含有主相2:14相与歧化相NdHx、Fe2B、α-Fe);
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至150MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ10mm×10mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至750℃,然后在该温度和氢分压PH2为100Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为1.6kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在20MPa~6.5MPa之间变化,保温保压时间为30分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为68%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.90,其磁性能为:Br=1.14T、Hci=490kA/m、(BH)m=190kJ/m3。
实施例9
本实施例以退火铸锭Nd13.5Fe73Co7.5B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)退火铸锭Nd13.5Fe73Co7.5B6磁粉
按照实施例1中步骤(1)所述方法制备Nd13.5Fe73Co7.5B6薄板铸锭,将制得的Nd13.5Fe73Co7.5B6薄板在放入SDZK高温真空烧结炉中,抽真空至1×10-3Pa后通入0.02MPa的高纯氩气,在氩气保护下升温至1100℃保温14小时进行均匀化退火处理,将处理得到的薄板退火铸锭机械破碎,过300目筛去细粉,即得退火铸锭Nd13.5Fe73Co7.5B6磁粉。
(2)部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd13.5Fe73Co7.5B6磁粉在H2气氛下,加热至780℃保温15分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下升温至820℃保温3分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸160-180nm的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉(含有主相2:14相与歧化相NdHx、Fe2B、α-Fe);
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至400MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ10mm×10mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至680℃,然后在该温度和氢分压PH2为1kPa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为1.8kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在22MPa~7MPa之间变化,保温保压时间为120分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为65%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.86,磁性能为:Br=0.96T、Hci=557kA/m、(BH)m=162kJ/m3。
实施例10
本实施例以退火铸锭Nd13.62Fe75.7Co4.45Ga0.47B5.76磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)退火铸锭Nd13.62Fe75.7Co4.45Ga0.47B5.76的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、金属Co(纯度为99.5%)、金属Ga(纯度为99%)为原料,按照Nd12.2Fe63.8Co17.4Ga0.5Zr0.1B6合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加2.5wt%的Nd作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至1×10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至38kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将制得的Nd13.62Fe75.7Co4.45Ga0.47B5.76薄板在放入SDZK高温真空烧结炉中,抽真空至1×10-3Pa后通入0.02MPa的高纯氩气,在氩气保护下升温至1120℃保温14小时进行均匀化退火处理,将处理得到的薄板退火铸锭机械破碎,过300目筛去细粉,即得退火铸锭Nd13.62Fe75.7Co4.45Ga0.47B5.76磁粉。
(2)完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd13.62Fe75.7Co4.45Ga0.47B5.76磁粉在H2气氛下,于800℃保温15分钟进行吸氢-歧化反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为40-90nm的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉;
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至420MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ12mm×12mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至750℃,然后在该温度和氢分压PH2为30Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为3.5kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在30MPa~9MPa之间变化,保温保压时间为45分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为70%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.91,其磁性能为:Br=0.93T、Hci=600kA/m、(BH)m=159kJ/m3。
实施例11
本实施例以退火铸锭Nd13.5Fe80.4Ga0.5B5.6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)退火铸锭Nd13.5Fe80.4Ga0.5B5.6的制备
按照实施例2中步骤(1)所述方法制备Nd13.5Fe80.4Ga0.5B5.6的薄板铸锭,将制得的Nd13.5Fe80.4Ga0.5B5.6的薄板在放入SDZK高温真空烧结炉中,抽真空至1×10-3Pa后通入0.02MPa的高纯氩气,在氩气保护下升温至1080℃保温12小时进行均匀化退火处理,将处理得到的薄板退火铸锭机械破碎,过300目筛去细粉,即得退火铸锭Nd13.5Fe80.4Ga0.5B5.6磁粉。
(2)完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd13.5Fe80.4Ga0.5B5.6磁粉在H2气氛下,于780℃保温25分钟进行吸氢-歧化反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为80-120nm的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉;
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至600MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ12mm×12mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至800℃,然后在该温度和氢分压PH2为10Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为2kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在20MPa~6MPa之间变化,保温保压时间为10分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为67%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.96,磁性能为:Br=0.86T、Hci=530kA/m、(BH)m=125kJ/m3。
实施例12
本实施例以退火铸锭Nd14Fe76Co3Zr1B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)退火铸锭Nd14Fe76Co3Zr1B6的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、金属Co(纯度为99.5%)、金属Zr(海绵锆,纯度为99.5%)为原料,按照Nd14Fe76Co3Zr1B6合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加2.0wt%的Nd作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至38kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将制得的Nd14Fe76Co3Zr1B6的薄板在放入SDZK高温真空烧结炉中,抽真空至1×10-3Pa后通入0.02MPa的高纯氩气,在氩气保护下升温至1160℃保温16小时进行均匀化退火处理,将处理得到的薄板退火铸锭机械破碎,过300目筛去细粉,即得退火铸锭Nd14Fe76Co3Zr1B6磁粉。
(2)完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd14Fe76Co3Zr1B6磁粉在H2气氛下,于750℃保温60分钟进行吸氢-歧化反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸140-160nm的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉;
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至500MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ12mm×12mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至780℃,然后在该温度和氢分压PH2为30Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为1.6kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在14MPa~4MPa之间变化,保温保压时间为15分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为72%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.93,其磁性能为:Br=0.98T、Hci=557.7kA/m、(BH)m=172kJ/m3。
实施例13
本实施例以快淬Nd12.5Fe80.5Nb1B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)Nd12.5Fe80.5Nb1B6快淬粉的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、铌铁(Nb含量为50%)为原料,按照Nd12.5Fe80.5Nb1B6合金成分,计算出各原料的配料重量(配料时增加2.0wt%的Nd作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至1×10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至36kW熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将薄板铸锭磨去氧化皮后破碎为粒料,放入LZK-12A型真空快淬设备的铜坩埚内,在氩气保护气氛下,加电流至650A使炉料熔化后倾倒于线速度为32m/s的铜辊上,冷却后获得钕铁硼合金薄带,过300目筛去细粉后,即得到Nd12.5Fe80.5Nb1B6快淬磁粉。
(2)完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的快淬Nd12.5Fe80.5Nb1B6磁粉在H2气氛下,于780℃保温30分钟进行吸氢-歧化反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为110-150nm的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉;
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至250MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ12.5mm×12.5mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至850℃,然后在该温度和氢分压PH2为0.0005Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为3.7kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在30MPa~7.5MPa之间变化,保温保压时间为10分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为75%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.97,磁性能为:Br=1.13T、Hci=358kA/m、(BH)m=158kJ/m3。
实施例14
本实施例以退火铸锭Nd12.6Fe72.3Co8.6Al0.5B6.0磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)退火铸锭Nd12.6Fe72.3Co8.6Al0.5B6.0磁粉的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、金属Co(纯度为99.5%)、金属Al(纯度为99%)为原料,按照Nd12.6Fe72.3Co8.6Al0.5B6.0合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加2.5wt%的Nd,3%的Al作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至38kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将制得的Nd12.6Fe72.3Co8.6Al0.5B6.0的薄板在放入SDZK高温真空烧结炉中,抽真空至1×10-3Pa后通入0.02MPa的高纯氩气,在氩气保护下升温至1140℃保温16小时进行均匀化退火处理,将处理得到的薄板退火铸锭机械破碎,过300目筛去细粉,即得退火铸锭Nd12.6Fe72.3Co8.6Al0.5B6.0磁粉。
(2)部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd12.6Fe72.3Co8.6Al0.5B6.0磁粉在H2气氛下,加热至800℃保温15分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下升温至820℃保温5分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为160-200nm的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉(含有主相2:14相与歧化相NdHx、Fe2B、α-Fe);
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至500MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ12mm×12mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至750℃,然后在该温度和氢分压PH2为500Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为2.8kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在25MPa~8MPa之间变化,保温保压时间为30分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为68.5%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.89,其磁性能为:Br=1.07T、Hci=500kA/m、(BH)m=205kJ/m3。
实施例15
本实施例以退火铸锭Nd15Fe78Mo1B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)退火铸锭Nd15Fe78Mo1B6的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、钼铁(Mo含量为60%)为原料,按照Nd15Fe78Mo1B6合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加2.5wt%的Nd作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至40kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将制得的Nd15Fe78Mo1B6的薄板在放入SDZK高温真空烧结炉中,抽真空至1×10-3Pa后通入0.02MPa的高纯氩气,在氩气保护下升温至1200℃保温16小时进行均匀化退火处理,将处理得到的薄板退火铸锭机械破碎,过300目筛去细粉,即得退火铸锭Nd15Fe78Mo1B6磁粉。
(2)完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd15Fe78Mo1B6磁粉在H2气氛下,于820℃保温30分钟进行吸氢-歧化反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为200-250nm的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉;
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至550MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ13mm×13mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至850℃,然后在该温度和氢分压PH2为0.001Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为3.3kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在25MPa~5MPa之间变化,保温保压时间为20分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为81%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.97,磁性能为:Br=1.02T、Hci=320kA/m、(BH)m=155kJ/m3。
实施例16
本实施例以快淬Nd13.5Fe79.96Al0.24Nb0.3B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)Nd13.5Fe79.96Al0.24Nb0.3B6快淬粉的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、铌铁(Nb含量为50%)、金属Al(纯度为99%)为原料,按照Nd13.5Fe79.96Al0.24Nb0.3B6合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加2.0wt%的Nd,3.0wt%的Al作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至34kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭,将薄板铸锭磨去氧化皮后破碎为粒料,放入LZK-12A型真空快淬设备的铜坩埚内,在氩气保护气氛下,加电流至650A使炉料熔化后倾倒于线速度为32m/s的铜辊上,冷却后获得钕铁硼合金薄带,过300目筛去细粉后,即得到Nd13.5Fe79.96Al0.24Nb0.3B6快淬磁粉。
(2)部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd13.5Fe79.96Al0.24Nb0.3B6磁粉在H2气氛下,加热至780℃保温40分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下升温至800℃保温6分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为250-270nm的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉(含有主相2:14相与歧化相NdHx、Fe2B、α-Fe);
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至300MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ10mm×10mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至820℃,然后在该温度和氢分压PH2为0.001Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为1.4kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在17.5MPa~4MPa之间变化,保温保压时间为30分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为77%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.92,磁性能为:Br=1.04T、Hci=590kA/m、(BH)m=190kJ/m3。
实施例17
本实施例以退火铸锭Nd13Fe71.86Co9Al0.08Cu0.06B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)退火铸锭Nd13Fe71.86Co9Al0.08Cu0.06B6的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、金属Al(纯度为99%)、金属Cu(纯度为99%)、金属Co(纯度为99.5%)为原料,按照Nd13Fe71.86Co9Al0.08Cu0.06B6合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加3.0wt%的Nd,3.0wt%的Al作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至38kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将制得的Nd13Fe71.86Co9Al0.08Cu0.06B6的薄板在放入SDZK高温真空烧结炉中,抽真空至1×10-3Pa后通入0.02MPa的高纯氩气,在氩气保护下升温至1150℃保温18小时进行均匀化退火处理,将处理得到的薄板退火铸锭机械破碎,过300目筛去细粉,即得退火铸锭Nd13Fe71.86Co9Al0.08Cu0.06B6磁粉。
(2)完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd13Fe71.86Co9Al0.08Cu0.06B6磁粉在H2气氛下,于800℃保温45分钟进行吸氢-歧化反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为200-220nm的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉;
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至550MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ13mm×13mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至820℃,然后在该温度和氢分压PH2为30Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值3.2kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在24MPa~5.4MPa之间变化,保温保压时间为30分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为78%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.95,磁性能为:Br=1.10T、Hci=450kA/m、(BH)m=185kJ/m3。
实施例18
本实施例以退火铸锭Nd14.5Fe76.4Ti2.5Cr1B5.6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)退火铸锭Nd14.5Fe76.4Ti2.5Cr1B5.6的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、钛铁(Ti含量30.0%)、铬铁(Cr含量为65.0%)为原料,按照Nd14.5Fe76.4Ti2.5Cr1B5.6合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加3wt%的Nd作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至40kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将制得的Nd14.5Fe76.4Ti2.5Cr1B5.6的薄板在放入SDZK高温真空烧结炉中,抽真空至1×10-3Pa后通入0.02MPa的高纯氩气,在氩气保护下升温至1200℃保温22小时进行均匀化退火处理,将处理得到的薄板退火铸锭机械破碎,过300目筛去细粉,即得退火铸锭Nd14.5Fe76.4Ti2.5Cr1B5.6磁粉。
(2)部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd14.5Fe76.4Ti2.5Cr1B5.6磁粉在H2气氛下,加热至800℃保温30分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下升温至820℃保温7分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为220-270nm的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉(含有主相2:14相与歧化相NdHx、Fe2B、α-Fe);
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至550MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ12mm×12mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至820℃,然后在该温度和氢分压PH2为10Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值3kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在26MPa~5.5MPa之间变化,保温保压时间为35分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为78%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.96,其磁性能为:Br=1.17T、Hci=650kA/m、(BH)m=249kJ/m3。
实施例19
本实施例以快淬Nd14Fe79.4Al0.6B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)Nd14Fe79.4Al0.6B6快淬粉的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、金属Al(纯度为99%)为原料,按照Nd14Fe79.4Al0.6B6合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加2.0wt%的Nd,3.0wt%的Al作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至32kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将薄板铸锭磨去氧化皮后破碎为粒料,放入LZK-12A型真空快淬设备的铜坩埚内,在氩气保护气氛下,加电流至650A使炉料熔化后倾倒于线速度为34m/s的铜辊上,冷却后获得钕铁硼合金薄带,过300目筛去细粉后,即得到Nd14Fe79.4Al0.6B6快淬磁粉。
(2)部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd14Fe79.4Al0.6B6磁粉在H2气氛下,加热至780℃保温45分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下升温至820℃保温5分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为250-280nm的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉(含有主相2:14相与歧化相NdHx、Fe2B、α-Fe);
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至300MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ12.5mm×12.5mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至850℃,然后在该温度和氢分压PH2为0.0001Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为3kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在24MPa~5MPa之间变化,保温保压时间为20分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为80%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.97,磁性能为:Br=1.01T、Hci=297kA/m、(BH)m=125kJ/m3。
实施例20
本实施例以退火铸锭Nd15Fe77.9Cu1.5B5.6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)退火铸锭Nd15Fe77.9Cu1.5B5.6的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、金属Cu(纯度为99%)为原料,按照Nd15Fe77.9Cu1.5B5.6合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加3wt%的Nd作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至32kW进行熔炼,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将制得的Nd15Fe77.9Cu1.5B5.6的薄板在放入SDZK高温真空烧结炉中,抽真空至1×10-3Pa后通入0.02MPa的高纯氩气,在氩气保护下升温至1200℃保温12小时进行均匀化退火处理,将处理得到的薄板退火铸锭机械破碎,过300目筛去细粉,即得退火铸锭Nd15Fe77.9Cu1.5B5.6磁粉。
(2)部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd15Fe77.9Cu1.5B5.6磁粉在H2气氛下,加热至780℃保温60分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下升温至820℃保温5分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为280-350nm的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉(含有主相2:14相与歧化相NdHx、Fe2B、α-Fe);
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至300MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ10mm×10mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至820℃,然后在该温度和氢分压PH2为10Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为2.4kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在30MPa~4.5MPa之间变化,保温保压时间为30分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为85%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.98,其磁性能为:Br=0.98T、Hci=350kA/m、(BH)m=142kJ/m3。
实施例21
本实施例以退火铸锭Nd13.8Fe70.6Co5Mo3.8Al1B5.8磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)退火铸锭Nd13.8Fe70.6Co5Mo3.8Al1B5.8的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、金属Co(纯度为99%)、钼铁(Mo含量为60%)、金属Al(纯度为99%)为原料,按照的Nd13.8Fe70.6Co5Mo3.8Al1B5.8合金成分计算出各原料的配料重量(配料时增加3.0wt%的Nd,3.0wt%的Al作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至38kW进行,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将制得的Nd13.8Fe70.6Co5Mo3.8Al1B5.8薄板在放入SDZK高温真空烧结炉中,抽真空至1×10-3Pa后通入0.02MPa的高纯氩气,在氩气保护下升温至1200℃保温16小时进行均匀化退火处理,将处理得到的薄板退火铸锭机械破碎,过300目筛去细粉,即得退火铸锭Nd13.8Fe70.6Co5Mo3.8Al1B5.8磁粉。
(2)部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd13.8Fe70.6Co5Mo3.8Al1B5.8磁粉在H2气氛下,加热至780℃保温45分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下升温至820℃保温5分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为260-300nm的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉(含有主相2:14相与歧化相NdHx、Fe2B、α-Fe);
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至600MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ12mm×12mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至820℃,然后在该温度和氢分压PH2为0.001下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为2.7kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在24MPa~5.3MPa之间变化,保温保压时间为20分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为78%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.97,磁性能为:Br=1.04T、Hci=303kA/m、(BH)m=147kJ/m3。
实施例22
本实施例以快淬Nd13Fe71.86Co9.08Cu0.06B6磁粉为原料制备各向异性纳米晶磁体,工艺步骤如下:
(1)Nd13Fe71.86Co9.08Cu0.06B6快淬粉的制备
以金属Nd(纯度为99.5%)、DT4电工纯铁(纯度为99.95%)、硼铁(硼含量为19.65%)、金属Co(纯度为99%)、金属Cu(纯度为99%)为原料,按照Nd13Fe71.86Co9.08Cu0.06B6合金成分,计算出各原料的配料重量(配料时增加2.0wt%的Nd作为损失补偿)。采用SF2002-4型真空中频感应熔炼炉熔炼钕铁硼合金,加热前先将熔炼炉抽真空至10-2Pa,充氩气至0.05MPa,然后根据计算的合金成分将功率加至34kW进行,熔炼完成后将合金熔体浇入锭模中,冷却后得到薄板铸锭。将薄板铸锭磨去氧化皮后破碎为粒料,放入LZK-12A型真空快淬设备的坩埚内,在氩气保护气氛下,加电流至700A使炉料熔化后倾倒于线速度为34m/s的铜辊上,冷却后获得钕铁硼合金薄带,过300目筛去细粉后,即得到Nd13Fe71.86Co9.08Cu0.06B6快淬磁粉。
(2)完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将步骤(1)制备的退火铸锭Nd13Fe71.86Co9Al0.08Cu0.06B6磁粉在H2气氛下,于800℃保温20分钟进行吸氢-歧化反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为180-200nm的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉;
(3)压坯的制备
将步骤(2)制备的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在氩气保护下于室温对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至350MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯,所述压坯为圆柱形,尺寸为φ11mm×11mm;
(4)热压变形-脱氢重组
将步骤(3)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至820℃,然后在该温度和氢分压PH2为500Pa的条件下对所述Nd-Fe-B压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值为2.9kN,使Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在30MPa~7.2MPa之间变化,保温保压时间为30分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,得到变形量为76.5%的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。经测试,所制备的各向异性Nd-Fe-B磁体的相对密度为:0.96,磁性能为:Br=0.99T、Hci=458kA/m、(BH)m=165kJ/m3。
Claims (3)
1.一种各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法,其特征在于工艺步骤依次如下:
(1)完全氢歧化或部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉的制备
将Nd-Fe-B合金粉末在H2气氛下,于650℃~820℃保温5分钟~60分钟进行吸氢-歧化反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为纳米级的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉;
或将Nd-Fe-B合金粉末在H2气氛下,于650℃~820℃保温5分钟~60分钟进行吸氢-歧化反应,吸氢-歧化反应后,在真空度<5×10-2Pa的条件下于780℃~820℃保温1~10分钟进行脱氢-重组反应,保温结束后随炉冷却至室温,即得晶粒尺寸为纳米级的部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉;
(2)压坯的制备
将步骤(1)制备的完全氢歧化Nd-Fe-B磁粉或部分氢歧化Nd-Fe-B磁粉装入模具中,在室温、惰性气体保护下对磁粉施压,当磁粉所受的压强从0MPa增加至100MPa~600MPa后停止施压,即得Nd-Fe-B的氢歧化物压坯;
(3)热压变形-脱氢重组
将步骤(2)所制备的Nd-Fe-B氢歧化物压坯在真空条件下升温至680℃~850℃,然后在该温度和氢分压PH2为0Pa<PH2≤1kPa的条件下,对所述Nd-Fe-B氢歧化物压坯施加恒定压力进行热压变形-脱氢重组,所施压力值以Nd-Fe-B氢歧化物压坯在热变形-脱氢重组过程中承受的压强在30MPa~1.5MPa之间变化为限,保温保压时间为5~120分钟,保温保压结束后随炉冷却至室温,即得各向异性纳米晶钕铁硼磁体。
2.根据权利要求1所述各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法,其特征在于所述Nd-Fe-B合金粉末的化学式为NdxFe100-x-y-zMyBz,其中12≤x≤15,0≤y≤10,5.6≤z≤6,M为Co、Ga、Zr、Nb、Cu、Al、Cr、Mo、Ti中的至少一种。
3.根据权利要求2所述所述各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法,其特征在于所述Nd-Fe-B合金粉末为Nd12.2Fe81.8B6、Nd13.5Fe80.5B6、Nd13.5Fe80.4Ga0.5B5.6、Nd13.5Fe73Co7.5B6、Nd12.5Fe80.5Nb1B6、Nd14Fe79.4Al0.6B6、Nd15Fe78Mo1B6、Nd12.2Fe71.8Co9.4Ga0.5Zr0.1B6、Nd13.62Fe75.7Co4.45Ga0.47B5.76、Nd14Fe76Co3Zr1B6、Nd12.6Fe72.3Co8.6Al0.5B6.0、Nd13.5Fe79.96Al0.24Nb0.3B6、Nd13Fe71.86Co9Al0.08Cu0.06B6、Nd14.5Fe76.4Ti2.5Cr1B5.6、Nd13Fe71.86Co9.08Cu0.06B6、Nd13.8Fe70.6Co5Mo3.8Al1B5.8、Nd15Fe77.9Cu1.5B5.6中的一种。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310336808.2A CN103426623B (zh) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | 一种各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310336808.2A CN103426623B (zh) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | 一种各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103426623A CN103426623A (zh) | 2013-12-04 |
CN103426623B true CN103426623B (zh) | 2015-12-02 |
Family
ID=49651228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310336808.2A Active CN103426623B (zh) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | 一种各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103426623B (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5686213B1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-03-18 | Tdk株式会社 | R−t−b系永久磁石 |
GB201511553D0 (en) * | 2015-07-01 | 2015-08-12 | Univ Birmingham | Magnet production |
CN108115139B (zh) * | 2016-11-28 | 2021-07-27 | 罗伯特·博世有限公司 | 生产热变形磁体的方法和设备 |
CN108428542B (zh) * | 2017-02-14 | 2020-06-12 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种无液相条件下高性能各向异性钕铁硼磁体的制备方法 |
CN111091944B (zh) * | 2019-12-31 | 2021-06-04 | 浙江大学 | 一种富镧铈钇多主相细晶稀土永磁材料及其制备方法 |
CN111968851A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-11-20 | 赣州富尔特电子股份有限公司 | 热变形磁体定向破碎制备备向异性钕铁硼磁粉的方法 |
CN116682661B (zh) * | 2023-05-12 | 2024-12-24 | 燕山大学 | 一种钕铁硼永磁材料的制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6261385B1 (en) * | 1997-09-19 | 2001-07-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Magnetically anisotropic rare earth-based nanocomposite permanent magnet |
CN101090014A (zh) * | 2007-04-29 | 2007-12-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种制备纳米晶NdFeB各向异性磁粉的方法 |
CN101651037A (zh) * | 2009-07-31 | 2010-02-17 | 哈尔滨工业大学 | 纳米晶NdFeB高致密磁体的制备方法 |
CN103123862A (zh) * | 2011-11-21 | 2013-05-29 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 提高热压/热变形辐射取向钕铁硼永磁环性能及其轴向均匀性的方法 |
CN103151161A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-06-12 | 四川大学 | 热变形磁体定向破碎制备各向异性钕铁硼磁粉的方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5708242B2 (ja) * | 2011-05-24 | 2015-04-30 | トヨタ自動車株式会社 | 希土類磁石の製造方法 |
-
2013
- 2013-08-05 CN CN201310336808.2A patent/CN103426623B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6261385B1 (en) * | 1997-09-19 | 2001-07-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Magnetically anisotropic rare earth-based nanocomposite permanent magnet |
CN101090014A (zh) * | 2007-04-29 | 2007-12-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种制备纳米晶NdFeB各向异性磁粉的方法 |
CN101651037A (zh) * | 2009-07-31 | 2010-02-17 | 哈尔滨工业大学 | 纳米晶NdFeB高致密磁体的制备方法 |
CN103123862A (zh) * | 2011-11-21 | 2013-05-29 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 提高热压/热变形辐射取向钕铁硼永磁环性能及其轴向均匀性的方法 |
CN103151161A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-06-12 | 四川大学 | 热变形磁体定向破碎制备各向异性钕铁硼磁粉的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103426623A (zh) | 2013-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103426623B (zh) | 一种各向异性纳米晶钕铁硼磁体的制备方法 | |
CN104576028B (zh) | 富铈各向异性纳米晶稀土永磁体的制备方法 | |
CN108133799B (zh) | 一种高性能纳米晶热变形钕铁硼永磁体及其制备方法 | |
CN100443616C (zh) | 微波快速晶化制备铁基纳米晶软磁合金的方法 | |
CN106448986B (zh) | 一种各向异性纳米晶稀土永磁体及其制备方法 | |
CN102903472A (zh) | 一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法 | |
CN102274974B (zh) | 一种纳米晶稀土永磁合金粉末的制备方法 | |
CN103093921A (zh) | 一种r-t-b-m-c系烧结磁铁及其制造方法及专用装置 | |
CN104851545B (zh) | 一种具有晶界扩散层的永磁材料制备方法 | |
CN104599801A (zh) | 一种稀土永磁材料及其制备方法 | |
CN107170543B (zh) | Sm-Co基合金块状磁体的制备方法 | |
CN111655891B (zh) | 永久磁铁 | |
CN106920617A (zh) | 高性能钕铁硼稀土永磁材料及其制备方法 | |
CN104700973A (zh) | 一种由白云鄂博共伴生原矿混合稀土制成的稀土永磁体及其制备方法 | |
CN107610865A (zh) | 钕铁硼永磁材料的制备方法 | |
WO2011082595A1 (zh) | 一种微细球形nd-fe-b粉的制备方法 | |
CN102403078B (zh) | 一种各向异性稀土永磁合金材料及其磁粉制备方法 | |
CN106298138A (zh) | 稀土永磁体的制造方法 | |
CN110534279A (zh) | 一种纯高丰度稀土Ce,La,Y基多元纳米晶永磁合金及制备 | |
CN102568729B (zh) | 一种制备块体纳米晶复合稀土永磁材料的方法 | |
CN112216460B (zh) | 纳米晶钕铁硼磁体及其制备方法 | |
CN112071543A (zh) | 一种高矫顽力稀土永磁体及其制备方法 | |
CN104103414B (zh) | 一种制备高矫顽力各向异性纳米晶钕铁硼永磁体的方法 | |
CN105280319B (zh) | 由工业纯混合稀土制备的稀土铁硼材料及其制备方法和应用 | |
KR102589893B1 (ko) | 소결 자석의 제조 방법 및 소결 자석 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |