本发明专利技术公开了一种钕铁硼永磁材料及制备方法与磁场辅助直接铸造装置，该装置的主磁体为辐射状充磁的圆环形磁体；主磁体中心下方设有一块磁场方向为轴向向上的圆盘形的第一排斥磁体，第一排斥磁体外周设有辐射状充磁的圆环形的第二排斥磁体；主磁体上端设有调控磁体，在调控磁体上方设有第二软铁，在调控磁体的外侧设有第一软铁，主磁体外侧设有一个沿轴向向下充磁的圆环形的磁体引导磁体。该钕铁硼永磁材料的化学通式为：[Nd(85-x-y)CoxFeyAlzB(15-z)](100-a)Ma，式中30≤x+y≤70，0≤z≤10，a≤4。该材料相对不加磁场制备的材料磁性能提升较大，并且制备工艺简单、成本较低、产品密实，适合于工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种钕铁硼永磁材料及制备方法与磁场辅助直接铸造装置，该装置的主磁体为辐射状充磁的圆环形磁体；主磁体中心下方设有一块磁场方向为轴向向上的圆盘形的第一排斥磁体，第一排斥磁体外周设有辐射状充磁的圆环形的第二排斥磁体；主磁体上端设有调控磁体，在调控磁体上方设有第二软铁，在调控磁体的外侧设有第一软铁，主磁体外侧设有一个沿轴向向下充磁的圆环形的磁体引导磁体。该钕铁硼永磁材料的化学通式为：(100-a)Ma，式中30≤x+y≤70，0≤z≤10，a≤4。该材料相对不加磁场制备的材料磁性能提升较大，并且制备工艺简单、成本较低、产品密实，适合于工业化生产。【专利说明】一种钕铁硼永磁材料及制备方法与磁场辅助直接铸造装置
本专利技术涉及一种钕铁硼磁场辅助直接铸造装置，特别涉及一种在该辅助磁场系统下直接铸造钕铁硼的制备方法。
技术介绍
钕铁硼(NdFeB)基合金(包括不同成分的稀土 -铁/钴_硼合金)作为室温综合磁性能最好的稀土永磁材料，广泛应用于各类机电产品中，其市场值已接近永磁材料的二分之一并逐年上升。NdFeB磁体的制备目前主要采用粉末冶金路线，首先通过不同的方法得到磁性粉末，然后通过烧结、粘结或热变形(模锻)得到烧结磁体、粘结磁体和热变形磁体。磁体制备工艺复杂、工序繁多，粉末冶金缺陷的存在也使材料的整体磁性能降低。此外，烧结磁体存在晶粒粗大、无法制备纳米复合磁体的缺点；粘结磁体中，粘结剂导致磁体致密度降低和剩磁下降、难以获得各向异性。因此，发展低成本、工艺简单的高致密NdFeB磁体制备技术显得非常重要。近年来铜模铸造法直接铸造钕铁硼磁体，在铸造过程中，以一定压力差将熔炼的合金注入一定尺寸和形状的铜模中，当金属溶液触碰到铜模后，迅速冷却得到铜模内腔尺寸的样品，这种制备方法具有以下优势:首先简化了工序，降低了成本；其次解决了材料中的粉末冶金缺陷问题；第三提高了磁体的致密度。但由于在铸造过程中铸件芯部和表面冷却速度的差异，往往先接触铜模的外表面冷却速度较快，较大的过冷度使其跳过了结晶过程得到了非晶相或晶粒较小的纳米晶，而在铸件芯部，由于温度梯度的存在，冷却速度远低于表面的冷却速度，晶粒很容易形核长大。这样就导致铸件整体结构不均匀，对磁体的综合磁性能的提高和后续热处理的设计产生了较大的影响，并限制铜模铸造方法在实际生产中的应用。由于以上存在的限制，其磁性能已很难通过调节成分得到较大的提高，而制备各向异性的磁体是大幅度提高磁性能的有效途径。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种完全致密，冶金缺陷较少，且组织均匀，晶粒细小的各向异性的钕铁硼永磁体材料。本专利技术的另一个目的在于提供所述钕铁硼永磁体材料的制备方法。本专利技术还有一个目的是提供所述钕铁硼永磁体材料的磁场辅助直接铸造装置。本专利技术磁场辅助直接铸造装置在铸造过程中加入一个平行于铸造方向的辅助铸造强磁场，在目标区域提供0.7 - 1.2T的静磁场，通过磁场的作用使晶粒取向，一步形成各向异性的磁体，并细化其晶粒，使组织均匀化。并且只要改变铸造模具的型腔，就可以制备不同尺寸和大小的钕铁硼磁体，以满足不同产品要求。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:钕铁硼永磁材料的磁场辅助直接铸造装置，包括第一排斥磁体、第二排斥磁体、磁体引导磁体、主磁体、调控磁体、第一软铁和第二软铁；所述主磁体为辐射状充磁的圆环形磁体；主磁体中心下方设有一块磁场方向为轴向向上的圆盘形的第一排斥磁体，第一排斥磁体外周设有辐射状充磁的圆环形的第二排斥磁体；主磁体上端设有调控磁体，调控磁体的磁场方向为沿轴向向下；在调控磁体上方设有第二软铁，在调控磁体的外侧设有第一软铁，主磁体外侧设有一个沿轴向向下充磁的圆环形的磁体引导磁体；第二软铁、调控磁体、主磁体中心的圆柱形空腔结构直径相同；空腔结构中从第二软铁、调控磁体到主磁体长度40mm-100mm长的区域为目标区域；目标区域获得一个轴向磁场，平均值大小为0.7T-1.2T。优选地，在第二排斥磁体中心设有通气孔。第一排斥磁体、磁体引导磁体、主磁体和调控磁体均为辐射状充磁圆环磁体，由八块单向充磁的弧形块拼接成圆环形结构。第一排斥磁体和第二排斥磁体等厚度。主磁体与调控磁体径向尺寸相同。一种钕铁硼永磁材料的制备方法，包括如下步骤:I)将稀土金属Nd,金属Co、Fe、Al和非金属B按如下原子称重混合如下:【权利要求】1.钕铁硼永磁材料的磁场辅助直接铸造装置，其特征在于，包括第一排斥磁体、第二排斥磁体、磁体引导磁体、主磁体、调控磁体、第一软铁和第二软铁；所述主磁体为辐射状充磁的圆环形磁体；主磁体中心下方设有一块磁场方向为轴向向上的圆盘形的第一排斥磁体，第一排斥磁体外周设有辐射状充磁的圆环形的第二排斥磁体；主磁体上端设有调控磁体，调控磁体的磁场方向为沿轴向向下；在调控磁体上方设有第二软铁，在调控磁体的外侧设有第一软铁，主磁体外侧设有一个沿轴向向下充磁的圆环形的磁体引导磁体；第二软铁、调控磁体、主磁体中心的圆柱形空腔结构直径相同；空腔结构中从第二软铁、调控磁体到主磁体长度40mm-100mm长的区域为目标区域；目标区域获得一个轴向磁场，平均值大小为0.7T-1.2T。2.根据权利要求1所述的钕铁硼永磁材料的磁场辅助直接铸造装置，其特征在于，在第二排斥磁体中心设有通气孔。3.根据权利要求1所述的钕铁硼永磁材料的磁场辅助直接铸造装置，其特征在于，第一排斥磁体、磁体引导磁体、主磁体和调控磁体均为辐射状充磁圆环磁体，由八块单向充磁的弧形块拼接成圆环形结构。4.根据权利要求1所述的钕铁硼永磁材料的磁场辅助直接铸造装置，其特征在于，第一排斥磁体和第二排斥磁体等厚度。5.根据权利要求1所述的钕铁硼永磁材料的磁场辅助直接铸造装置，其特征在于，主磁体与调控磁体径向尺寸相同。6.应用权利要求1-5任一项所述装置的钕铁硼永磁材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤: 1)将稀土金属Nd,金属Co、Fe、Al和非金属B按如下原子称重混合如下:稀上金属Nd 32.79~81.36份金屈Co0~21.93份金属FeO~63.98份金属AlO~4.22份Φ金属B0,54~2.60份； 添加Pr、Dy、Tb、Mo、T1、V、Zr、Nd和C微量添加元素添加量小于1_5份,各元素添加量相等，得到混合原料； 2)将混合原料于真空电弧炉或感应加热炉中，抽真空至10_3Pa以下，用氩气清洗炉膛后，再充入氩气，氩气充入低于I个大气压并在其保护下进行。在氩气保护下进行反复熔炼5到8次，每次熔炼1-3分钟，熔炼温度1200-1500°C，得到成分均匀的合金铸锭； 3)将所述合金铸锭在氩气保护下进行吹铸，吹铸条件为高频感应加热，抽真空至10-4Pa以下，用氩气清洗炉膛后，充入压差0.08±0.01MPa的氩气并在其保护下进行；所述吹铸模具放置于钕铁硼永磁的磁场辅助直接铸造装置，将符合该装置尺寸的铜模置于目标磁场内，其铜模的浇道口对准石英管的开口，当感应熔炼将合金加热至完全融化状态时，加热30秒-1分钟，按吹气开关，利用 气压差将合金溶液注入铜模中，等待合金冷却凝固即可得到与铜模尺寸相应的磁体。7.一种钕铁硼永磁材料，其特征在于其由权利要求6所述制备方法制得，该材料为钕铁硼硬本文档来自技高网...
【技术保护点】
钕铁硼永磁材料的磁场辅助直接铸造装置，其特征在于，包括第一排斥磁体、第二排斥磁体、磁体引导磁体、主磁体、调控磁体、第一软铁和第二软铁；所述主磁体为辐射状充磁的圆环形磁体；主磁体中心下方设有一块磁场方向为轴向向上的圆盘形的第一排斥磁体，第一排斥磁体外周设有辐射状充磁的圆环形的第二排斥磁体；主磁体上端设有调控磁体，调控磁体的磁场方向为沿轴向向下；在调控磁体上方设有第二软铁，在调控磁体的外侧设有第一软铁，主磁体外侧设有一个沿轴向向下充磁的圆环形的磁体引导磁体；第二软铁、调控磁体、主磁体中心的圆柱形空腔结构直径相同；空腔结构中从第二软铁、调控磁体到主磁体长度40mm‑100mm长的区域为目标区域；目标区域获得一个轴向磁场，平均值大小为0.7T‑1.2T。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘仲武，赵利忠，郑志刚，李伟，王刚，钟喜春，余红雅，曾德长，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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