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CN104821694A - 一种电机用稀土永磁体的制备方法 - Google Patents

一种电机用稀土永磁体的制备方法 Download PDF

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CN104821694A
CN104821694A CN201510194793.XA CN201510194793A CN104821694A CN 104821694 A CN104821694 A CN 104821694A CN 201510194793 A CN201510194793 A CN 201510194793A CN 104821694 A CN104821694 A CN 104821694A
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China
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magnetic
permanent magnet
rare
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magnetic field
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周连明
周园园
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NANTONG BAOLAILI AXLETREE CO Ltd
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NANTONG BAOLAILI AXLETREE CO Ltd
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Abstract

本发明公开了一种电机用稀土永磁体的制备方法,包括如下步骤:该稀土磁石采用以下原子分子式的永磁材料:(Pr1-x-yGdxCey)a(Co1-zZrz)100-a-b-cCbSic,其中x=0.26-0.29,y=0.16-0.17,z=0.1-0.12,a=27-29,b=4.6,c=2-2.5;(1)制备稀土永磁锭(2)破碎制粉(3)制坯(4)烧结。本发明的永磁体的磁性高、可靠性强,使用在电机设备上能够延长电机的使用寿命,使用方便,具有一定的消音效果。

Description

一种电机用稀土永磁体的制备方法
技术领域
本发明涉及电机设备领域,具体涉及一种电机用稀土永磁体的制备方法。
背景技术
永磁体广泛应用于计算机的硬件驱动设备、各种家用电器、电声设备、多媒体设备、电子仪器、仪表、医疗设备、工业电动机、风力发电机、以及汽车传感器、电动汽车和混合动力汽车的驱动电机等,已经成为现代工业和社会经济发展不可或缺的重要功能材料。
为了更好的应用于各种工业范围内,这对磁石的制作也随之提出了越来越高的要求,目前市场上的永磁体的种类繁多,这对针对于永磁体的制作方法也要求越高。
有鉴于此,有必要提供一种磁性高、消音效果好的电机用稀土永磁体的制备方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种磁性高、消音效果好的电机用稀土永磁体的制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的:本发明的一种电机用稀土永磁体的制备方法,包括如下步骤:该稀土磁石采用以下原子分子式的永磁材料:(Pr1-x-yGdxCey)a(Co1-zZrz)100-a-b-cCbSic,其中x=0.26-0.29,y=0.16-0.17,z=0.1-0.12,a=27-29,b=4.6,c=2-2.5;
(1)制备稀土永磁锭:按照化学式的配比将Pr、Gd、Ce、Co、Zr、C、Si混合,将称取后的原料混合后氩气气氛下于进行熔化,精炼,冷却,浇注,得到稀土永磁锭;
(2)破碎制粉:将上述合金铸锭,先通过氢破法破碎为6-8mm大小的合金粉末,然后放置于反应容器内抽真空,然后通入氦气,保持氦气压力为2-4MPa,利用气流磨将合金粉化为平均粒径为12-15μm的稀土磁粉;
(3)制坯:在氩气保护下,将上述稀土磁粉填入的模具组后,模具组以轴向将磁粉一体冲压成型为柱状胚体,并且在冲压的同时,将柱状模穴空间内的磁粉进行配向;
所述的配向是在柱状模穴空间中心位置的模条上施予轴向电流,使模条上产生与磁石极数相同数量垂直磁场,施加磁场时,通过调节电充电电压范围和充电电流范围来调整磁场大小,所述充电电压范围为1-3V,充电电流范围为0.7C-0.9C;
且相邻的两极构成一磁回路,该多极磁场即可对构成柱状胚体的磁粉形成异方性配向作用,进而使磁粉的配向形成与模具组的冲压方向为垂直方向的径向,令柱状胚体在一体冲压成型的过程中,其磁粉具有多极的异方性径向配向同时在磁场下进行取向,制得密度为3.2-3.9g/cm3的成型毛坯;
(4)烧结:将成型毛坯在氮气保护下通过传送装置移送至烧结炉进行烧结,关闭隔离阀门,先以15-20℃/min升温至900-1100℃,保温时间为4-6h,然后以10-20℃/min升温至1100℃烧结2-2.8h;
随后进行四段匀速降温:第一个降温阶段,降温速度为8-9℃/分钟,在降温至870-890℃时回火处理1-1.9h;在第二个降温阶段,降温速度保持在5-7℃/分钟,降温至700-710℃时回火处理5-6h;在第三个降温阶段,降温速度保持在2-3℃/分钟,降温至400-600℃时回火处理2-3h;在第四个降温阶段,采用风冷降温至室温,静置,获得产品。
进一步地,在步骤(3)中,所述施加磁场时,所述充电电压范围为2V,充电电流范围为0.8C。
进一步地,在步骤(3)中,所述模具上设置有柱状通孔,所述模具的端口直径大于通孔直径,所述模具上设置有喇叭形开口,所述模具的喇叭形开口的倾斜面与水平面的夹角为70-80°。
本发明的方法制备的电机用稀土永磁体。
有益效果:本发明的永磁体的磁性高、可靠性强,使用在电机设备上能够延长电机的使用寿命,使用方便,具有一定的消音效果。
具体实施方式
下面将通过具体实施例对本发明做进一步的具体描述,但不能理解为是对本发明保护范围的限定。
实施例1
本发明的一种电机用稀土永磁体的制备方法,包括如下步骤:该稀土磁石采用以下原子分子式的永磁材料:(Pr1-x-yGdxCey)a(Co1-zZrz)100-a-b-cCbSic,其中x=0.26-0.29,y=0.16-0.17,z=0.1-0.12,a=27-29,b=4.6,c=2;
(1)制备稀土永磁锭:按照化学式的配比将Pr、Gd、Ce、Co、Zr、C、Si混合,将称取后的原料混合后氩气气氛下于进行熔化,精炼,冷却,浇注,得到稀土永磁锭;
(2)破碎制粉:将上述合金铸锭,先通过氢破法破碎为6mm大小的合金粉末,然后放置于反应容器内抽真空,然后通入氦气,保持氦气压力为2MPa,利用气流磨将合金粉化为平均粒径为12μm的稀土磁粉;
(3)制坯:在氩气保护下,将上述稀土磁粉填入的模具组后,模具组以轴向将磁粉一体冲压成型为柱状胚体,并且在冲压的同时,将柱状模穴空间内的磁粉进行配向;
所述的配向是在柱状模穴空间中心位置的模条上施予轴向电流,使模条上产生与磁石极数相同数量垂直磁场,施加磁场时,通过调节电充电电压范围和充电电流范围来调整磁场大小,所述充电电压范围为1V,充电电流范围为0.7C;
且相邻的两极构成一磁回路,该多极磁场即可对构成柱状胚体的磁粉形成异方性配向作用,
进而使磁粉的配向形成与模具组的冲压方向为垂直方向的径向,令柱状胚体在一体冲压成型的过程中,其磁粉具有多极的异方性径向配向同时在磁场下进行取向,制得密度为3.2-3.9g/cm3的成型毛坯;所述模具上设置有柱状通孔,所述模具的端口直径大于通孔直径,所述模具上设置有喇叭形开口,所述模具的喇叭形开口的倾斜面与水平面的夹角为70-80°。
(4)烧结:将成型毛坯在氮气保护下通过传送装置移送至烧结炉进行烧结,关闭隔离阀门,先以15℃/min升温至900℃,保温时间为4h,然后以10℃/min升温至1100℃烧结2h;
随后进行四段匀速降温:第一个降温阶段,降温速度为8℃/分钟,在降温至870℃时回火处理1h;在第二个降温阶段,降温速度保持在5℃/分钟,降温至700℃时回火处理5h;在第三个降温阶段,降温速度保持在2℃/分钟,降温至400℃时回火处理2h;在第四个降温阶段,采用风冷降温至室温,静置,获得产品。
本发明的方法制备的电机用稀土永磁体。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于:本发明的一种电机用稀土永磁体的制备方法,包括如下步骤:该稀土磁石采用以下原子分子式的永磁材料:(Pr1-x-yGdxCey)a(Co1-zZrz)100-a-b-cCbSic,其中x=0.28,y=0.165,z=0.15,a=28,b=4.6,c=2.3;
在步骤(2)中,破碎制粉:将上述合金铸锭,先通过氢破法破碎为7mm大小的合金粉末,然后放置于反应容器内抽真空,然后通入氦气,保持氦气压力为3MPa,利用气流磨将合金粉化为平均粒径为13μm的稀土磁粉;
在步骤(3)中,所述的配向是在柱状模穴空间中心位置的模条上施予轴向电流,使模条上产生与磁石极数相同数量垂直磁场,施加磁场时,通过调节电充电电压范围和充电电流范围来调整磁场大小,所述充电电压范围为2V,充电电流范围为0.8C;进而使磁粉的配向形成与模具组的冲压方向为垂直方向的径向,令柱状胚体在一体冲压成型的过程中,其磁粉具有多极的异方性径向配向同时在磁场下进行取向,制得密度为3.6g/cm3的成型毛坯;所述模具上设置有柱状通孔,所述模具的端口直径大于通孔直径,所述模具上设置有喇叭形开口,所述模具的喇叭形开口的倾斜面与水平面的夹角为75°。
在步骤(4)中,将成型毛坯在氮气保护下通过传送装置移送至烧结炉进行烧结,关闭隔离阀门,先以18℃/min升温至1000℃,保温时间为5h,然后以18℃/min升温至1100℃烧结2.6h;
随后进行四段匀速降温:第一个降温阶段,降温速度为8.6℃/分钟,在降温至880℃时回火处理1.5h;在第二个降温阶段,降温速度保持在6℃/分钟,降温至705℃时回火处理5.6h;在第三个降温阶段,降温速度保持在2.5℃/分钟,降温至500℃时回火处理2.5h;在第四个降温阶段,采用风冷降温至室温,静置,获得产品。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于:本发明的一种电机用稀土永磁体的制备方法,包括如下步骤:该稀土磁石采用以下原子分子式的永磁材料:(Pr1-x-yGdxCey)a(Co1-zZrz)100-a-b-cCbSic,其中x=0.29,y=0.17,z=0.12,a=29,b=4.6,c=2.5;
在步骤(2)中,破碎制粉:将上述合金铸锭,先通过氢破法破碎为8mm大小的合金粉末,然后放置于反应容器内抽真空,然后通入氦气,保持氦气压力为4MPa,利用气流磨将合金粉化为平均粒径为12-15μm的稀土磁粉;
(3)制坯:在氩气保护下,将上述稀土磁粉填入的模具组后,模具组以轴向将磁粉一体冲压成型为柱状胚体,并且在冲压的同时,将柱状模穴空间内的磁粉进行配向;
所述的配向是在柱状模穴空间中心位置的模条上施予轴向电流,使模条上产生与磁石极数相同数量垂直磁场,施加磁场时,通过调节电充电电压范围和充电电流范围来调整磁场大小,所述充电电压范围为3V,充电电流范围为0.9C;
且相邻的两极构成一磁回路,该多极磁场即可对构成柱状胚体的磁粉形成异方性配向作用,
进而使磁粉的配向形成与模具组的冲压方向为垂直方向的径向,令柱状胚体在一体冲压成型的过程中,其磁粉具有多极的异方性径向配向同时在磁场下进行取向,制得密度为3.9g/cm3的成型毛坯;在步骤(3)中,所述模具上设置有柱状通孔,所述模具的端口直径大于通孔直径,所述模具上设置有喇叭形开口,所述模具的喇叭形开口的倾斜面与水平面的夹角为80°。
(4)烧结:将成型毛坯在氮气保护下通过传送装置移送至烧结炉进行烧结,关闭隔离阀门,先以20℃/min升温至1100℃,保温时间为6h,然后以20℃/min升温至1100℃烧结2.8h;
随后进行四段匀速降温:第一个降温阶段,降温速度为9℃/分钟,在降温至890℃时回火处理1.9h;在第二个降温阶段,降温速度保持在7℃/分钟,降温至710℃时回火处理6h;在第三个降温阶段,降温速度保持在3℃/分钟,降温至600℃时回火处理3h;在第四个降温阶段,采用风冷降温至室温,静置,获得产品。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种电机用稀土永磁体的制备方法,其特征在于包括如下步骤:该稀土磁石采用以下原子分子式的永磁材料:(Pr1-x-yGdxCey)a(Co1-zZrz)100-a-b-CCbSic,其中x=0.26-0.29,y=0.16-0.17,z=0.1-0.12,a=27-29,b=4.6,c=2-2.5;
(1)制备稀土永磁锭:按照化学式的配比将Pr、Gd、Ce、Co、Zr、C、Si混合,将称取后的原料混合后氩气气氛下于进行熔化,精炼,冷却,浇注,得到稀土永磁锭;
(2)破碎制粉:将上述合金铸锭,先通过氢破法破碎为6-8mm大小的合金粉末,然后放置于反应容器内抽真空,然后通入氦气,保持氦气压力为2-4MPa,利用气流磨将合金粉化为平均粒径为12-15μm的稀土磁粉;
(3)制坯:在氩气保护下,将上述稀土磁粉填入的模具组后,模具组以轴向将磁粉一体冲压成型为柱状胚体,并且在冲压的同时,将柱状模穴空间内的磁粉进行配向;
所述的配向是在柱状模穴空间中心位置的模条上施予轴向电流,使模条上产生与磁石极数相同数量垂直磁场,施加磁场时,通过调节电充电电压范围和充电电流范围来调整磁场大小,所述充电电压范围为1-3V,充电电流范围为0.7C-0.9C;
且相邻的两极构成一磁回路,该多极磁场即可对构成柱状胚体的磁粉形成异方性配向作用,
进而使磁粉的配向形成与模具组的冲压方向为垂直方向的径向,令柱状胚体在一体冲压成型的过程中,其磁粉具有多极的异方性径向配向同时在磁场下进行取向,制得密度为3.2-3.9g/cm3的成型毛坯;
(4)烧结:将成型毛坯在氮气保护下通过传送装置移送至烧结炉进行烧结,关闭隔离阀门,先以15-20℃/min升温至900-1100℃,保温时间为4-6h,然后以10-20℃/min升温至1100℃烧结2-2.8h;
随后进行四段匀速降温:第一个降温阶段,降温速度为8-9℃/分钟,在降温至870-890℃时回火处理1-1.9h;在第二个降温阶段,降温速度保持在5-7℃/分钟,降温至700-710℃时回火处理5-6h;在第三个降温阶段,降温速度保持在2-3℃/分钟,降温至400-600℃时回火处理2-3h;在第四个降温阶段,采用风冷降温至室温,静置,获得产品。
2.根据权利要求1所述的电机用稀土永磁体的制备方法,其特征在于:在步骤(3)中,所述施加磁场时,所述充电电压范围为2V,充电电流范围为0.8C。
3.根据权利要求1所述的电机用稀土永磁体的制备方法,其特征在于:在步骤(3)中,所述模具上设置有柱状通孔,所述模具的端口直径大于通孔直径,所述模具上设置有喇叭形开口,所述模具的喇叭形开口的倾斜面与水平面的夹角为70-80°。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的方法制备的电机用稀土永磁体。
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