一种具有高温稳定性的磁性材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高温稳定性的磁性材料及其制备方法，由合金材料一、合金材料二、合金材料三与一种无机陶瓷材料组合而组成；所述合金材料一、合金材料二、合金材料三与无机陶瓷材料重量比为1:0.03‑0.09:0.003‑0.008:0.011‑0.015。本发明专利技术所得产品具有优异磁性能。另外制备过种中合金经过适当处理，保证了合金成分、组织和性能的均匀性，保证了合金的质量。该合金制备工艺简便，制备所用原料成本较低，过程简单，生产的合金具有良好的性能，便于工业化生产。本发明专利技术制备的永磁材料适用于电器行业。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高温稳定性的磁性材料及其制备方法
本专利技术属于金属材料领域，涉及一种具有高温稳定性的磁性材料及其制备方法。
技术介绍
永磁材料在电器行业领域应用很广，CN201310499302.3涉及一种具有高温稳定性的纳米稀土永磁材料，它的基本表达式为RxFe100～x～z～yBzNy，其中，R为镧系稀土元素钕、镨等其中的一种或几种，Fe为铁元素，B为硼元素，N为铌、锆等元素中的一种；x是为15～36的任意数值，z是为2～10的任意数值，y是为4～10的任意数值。优选的所述x是为18～32的任意数值，z是为2.6～8.5的任意数值，y是为4.8～9的任意数值。但是，该材料综合性能并不高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种具有高温稳定性的磁性材料，该材料具有热稳定性好，并具有良好的磁性能。本专利技术的另一目的是提供一种具有高温稳定性的磁性材料制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。本专利技术采用的技术方案为：一种具有高温稳定性的磁性材料，由合金材料一、合金材料二、合金材料三与一种无机陶瓷材料组合而组成；所述合金材料一、合金材料二、合金材料三与无机陶瓷材料重量比为1:0.03-0.09:0.003-0.008:0.011-0.015；所述合金材料一中各成分及重量百分含量为：B3.5～6.5％，Nd30～34％，W0.05～0.09％,In0.8～1.2％,Dy0.8～1.3％，S0.1～0.5％，其余Fe；所述合金材料二中各成分及重量百分含量为：C0.14～0.22％；Mn0.30～0.65％，Nd2～7％，W0.05～0.09％,Dy0.1～0.3％，Si0.30-0.6％，S0.02-0.05％，P0.02-0.045％，其余Fe；所述合金材料三中各成分及重量百分含量为：Al12-16％，Ti2-5％,Zn2-5％,Nd0.02～0.05％,W0.005～0.009％,Dy0.01～0.05％，,其余Cu；所述无机陶瓷材料中各成分及重量百分含量为：Al2O320-24％，ZrO23-6％，Sm2O33-5％,BaO2-6％,MnO2.5-4％,PrO34-6％,Fe2O30.3-0.6％,TiO20.1-0.4％,K2O1-4％,B2O31-2.5％,WO30.001-0.003％，Nd2O30.001-0.003％,Dy2O30.001-0.003％,其余SiO2。上述一种具有高温稳定性的磁性材料的制备方法，具体包括以下步骤：1)所述合金材料一的制备：按照重量百分含量为B3.5～6.5％，Nd30～34％，W0.05～0.09％,In0.8～1.2％,Dy0.8～1.3％，S0.1～0.5％，其余Fe进行配料。Nd，W，In，Dy、Fe为纯物质(元素含量大于99.9％)。B以硼铁中间合金的形式加入，硼铁中间合金的含B量为24-26％。S以硫铁中间合金的形式加入，硫铁中间合金的含B量为40-50％。先将原料感应炉中熔炼，熔炼温度为1560～1590℃，得到母合金液体；熔融母合金液在氮气保护下浇在成型炉转盘上，形成铸片；转盘浇注点的旋转线速度为15～19m/s。铸片厚度为2～4毫米，长宽度为5～8毫米。然后放入一个可密封的反应釜，反应釜通入H2S气体后，加热90～120℃，时间2-3h，然后取出空冷。再将处理后的铸片放入真空度为0.09～0.12Pa，炉内气压为0.9～1.5atm的氢碎炉进行氢碎，温度加热至280～305℃，氢碎45～50分钟得到粗粉；然后将粗粉放入气流磨中将粗粉磨为细粉，制成平均粒度均为2～8μm，气流磨制粉压力4～6atm。2)所述合金材料二的制备：先将235A钢废料放入氢氧化钠碱液中处理1-2小时，氢氧化钠溶液浓度是2－2.5％，碱液温度66-70℃。碱液处理完后再用清水冲洗3次后烘干，便可放入感应炉中熔炼，然后再放入Nd、W、Dy及235A钢涉及相应元素的物质，熔炼温度为1610～1640℃，得到合金液体；合金液体的成分为C0.14～0.22％；Mn0.30～0.65％，Nd2～7％，W0.05～0.09％,Dy0.1～0.3％，Si0.30-0.6％，S0.02-0.05％，P0.02-0.045％，其余Fe。将合金液体注入位于雾化喷嘴之上的中间包内。合金液由中间包底部漏眼流出，通过喷嘴时与高速气流相遇被雾化为细小液滴，雾化液滴在封闭的雾化筒内快速凝固成合金粉末。合金粉末平均粒度均为8～13μm。雾化气体压力为5-7MPa。液态金属流体流量为4-6kg/min。合金液体注入温度为1590～1630℃。雾化角为32度。3)所述合金材料三的制备：按Al12-16％，Ti2-5％,Zn2-5％,Nd0.02～0.05％,W0.005～0.009％,Dy0.01～0.05％，,其余Cu进行配料，Al、Ti、Zn、Nd、W、Dy、Cu原料均为纯物质。将原料放入感应炉中熔炼，熔炼温度为1230～1290℃，得到合金液体；将合金液体注入位于雾化喷嘴之上的中间包内。合金液由中间包底部漏眼流出，通过喷嘴时与高速气流相遇被雾化为细小液滴，雾化液滴在封闭的雾化筒内快速凝固成合金粉末。合金粉末平均粒度均为5～8μm。雾化气体压力为4.5-7.5MPa。液态金属流体流量为1-3kg/min。合金液体注入温度为1200～1230℃。雾化角为33度。4)所述无机复合材料按照重量百分比为Al2O320-24％，ZrO23-6％，Sm2O33-5％,BaO2-6％,MnO2.5-4％,PrO34-6％,Fe2O30.3-0.6％,TiO20.1-0.4％,K2O1-4％,B2O31-2.5％,WO30.001-0.003％，Nd2O30.001-0.003％,Dy2O30.001-0.003％,其余SiO2进行配料，各原料纯度均大于99.9％；将各原料在砂磨机中进行混合和破碎，而后将粉料在130-150℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为180-220目，然后放入烧结炉进行烧结。烧结温度为1190-1270℃，最后将烧结产物在研磨机中使粉体粒径达到6-9微米。5)按合金材料一、合金材料二、合金材料三与无机陶瓷材料重量比为1:0.03-0.09:0.003-0.008:0.011-0.015配料后，加入到三维混合机中混合均匀，得混合粉料；然后将混合粉料在磁场压机中取向，应用等静压方式成型。将成型毛坯在氩气保护下放入烧结炉进行烧结，先升温至650-690℃，保温3-4h，然后升温至990-1090℃烧结3-4h，冷却至室温后，进行二次回火处理，即分别在630-680℃和530-580℃热处理回火1-2h。最后经210-240℃时效处理得到产品。有益效果：本专利技术合金材料一主要形成磁性主相Nd2Fe14B和次主相Dy2Fe14B，强化了去磁耦合作用，使磁体既有高的矫顽力又避免了剩磁大幅下降，从而获得较高的综合磁性能。在烧结过程中，添加高熔点合金元素W，可使磁体组织中析出新相，消除了主相晶粒之间直接接触的现象，有效抑制主相晶粒的长大，利于获得较细小均匀的晶粒组织,同时可改善主相磁体的热稳定性。本专利技术合金材料二改善内禀矫顽力的原因是，形成的主相晶粒间副相富铁相,抑制了晶粒交汇处颗粒的长大,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高温稳定性的磁性材料，其特征在于：由合金材料一、合金材料二、合金材料三与一种无机陶瓷材料组合而组成；所述合金材料一、合金材料二、合金材料三与无机陶瓷材料重量比为1:0.03‑0.09:0.003‑0.008:0.011‑0.015；所述合金材料一中各成分及重量百分含量为：B 3.5～6.5％，Nd 30～34％，W 0.05～0.09％,In 0.8～1.2％,Dy 0.8～1.3％，S 0.1～0.5％，其余Fe；所述合金材料二中各成分及重量百分含量为：C 0.14～0.22％；Mn 0.30～0.65％，Nd 2～7％，W 0.05～0.09％,Dy 0.1～0.3％，Si 0.30‑0.6％，S 0.02‑0.05％，P 0.02‑0.045％，其余Fe；所述合金材料三中各成分及重量百分含量为：Al 12‑16％，Ti 2‑5％,Zn 2‑5％,Nd 0.02～0.05％,W 0.005～0.009％,Dy 0.01～0.05％，,其余Cu；所述无机陶瓷材料中各成分及重量百分含量为：Al2O3 20‑24％，ZrO2 3‑6％，Sm2O3 3‑5％,BaO 2‑6％,MnO 2.5‑4％,PrO3 4‑6％,Fe2O3 0.3‑0.6％,TiO2 0.1‑0.4％,K2O 1‑4％,B2O3 1‑2.5％,WO3 0.001‑0.003％，Nd2O3 0.001‑0.003％,Dy2O3 0.001‑0.003％,其余SiO2。...

【技术特征摘要】
1.一种具有高温稳定性的磁性材料，其特征在于：由合金材料一、合金材料二、合金材料三与一种无机陶瓷材料组合而组成；所述合金材料一、合金材料二、合金材料三与无机陶瓷材料重量比为1:0.03-0.09:0.003-0.008:0.011-0.015；所述合金材料一中各成分及重量百分含量为：B3.5～6.5％，Nd30～34％，W0.05～0.09％,In0.8～1.2％,Dy0.8～1.3％，S0.1～0.5％，其余Fe；所述合金材料二中各成分及重量百分含量为：C0.14～0.22％；Mn0.30～0.65％，Nd2～7％，W0.05～0.09％,Dy0.1～0.3％，Si0.30-0.6％，S0.02-0.05％，P0.02-0.045％，其余Fe；所述合金材料三中各成分及重量百分含量为：Al12-16％，Ti2-5％,Zn2-5％,Nd0.02～0.05％,W0.005～0.009％,Dy0.01～0.05％，,其余Cu；所述无机陶瓷材料中各成分及重量百分含量为：Al2O320-24％，ZrO23-6％，Sm2O33-5％,BaO2-6％,MnO2.5-4％,PrO34-6％,Fe2O30.3-0.6％,TiO20.1-0.4％,K2O1-4％,B2O31-2.5％,WO30.001-0.003％，Nd2O30.001-0.003％,Dy2O30.001-0.003％,其余SiO2。2.根据权利要求1所述的一种具有高温稳定性的磁性材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：1)所述合金材料一的制备：按照重量百分含量为B3.5～6.5％，Nd30～34％，W0.05～0.09％,In0.8～1.2％,Dy0.8～1.3％，S0.1～0.5％，其余Fe进行配料；Nd，W，In，Dy、Fe为纯物质；B以硼铁中间合金的形式加入，硼铁中间合金的含B量为24-26％；S以硫铁中间合金的形式加入，硫铁中间合金的含B量为40-50％；先将原料感应炉中熔炼，熔炼温度为1560～1590℃，得到母合金液体；熔融母合金液在氮气保护下浇在成型炉转盘上，形成铸片；转盘浇注点的旋转线速度为15～19m/s；铸片厚度为2～4毫米，长宽度为5～8毫米；然后放入一个可密封的反应釜，反应釜通入H2S气体后，加热90～120℃，时间2-3h，然后取出空冷；再将处理后的铸片放入真空度为0.09～0.12Pa，炉内气压为0.9～1.5atm的氢碎炉进行氢碎，温度加热至280～305℃，氢碎45～50分钟得到粗粉；然后将粗粉放入气流磨中将粗粉磨为细粉，制成平均粒度均为2～8μm，气流磨制粉压力4～6atm；2)所述合金材料二的制备：先将235A钢废料放入氢氧化钠碱液中处理1-2小时，氢氧化钠溶液浓度是2－2.5％，碱液温度66-70℃；碱液处理完后再用清水冲洗3次后烘...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓龙，董英华，陶昭灵，赵浩峰，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32