一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体及其制备方法技术

本发明专利技术属于磁性材料领域，具体涉及一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体及其制备方法。本发明专利技术耐腐蚀烧结钕铁硼磁体，由以下质量百分比的成分组成：Pr 10~15%、Nd 18~21%、Ho 3~5%、F 0.5~0.8%、Ni 0.5~2.0%、Mn 0.1~0.2%、Cu 0.1~0.35%、Al 0.1~0.5%、B 0.6~1.2%，余量为Fe，并采用分段微波烧结工艺制备，有效地提高了化学成分、微观组织和磁学性能的均匀性，耐腐蚀性得到显著提高，磁性产品应用范围大大增加。

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体及其制备方法
本专利技术属于磁性材料领域，具体涉及一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体及其制备方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，磁性材料被广泛的应用于工业生产与居民生活中。磁性材料可以实现磁能与电能的转化，进而实现电器设备的自动化和智能化，可以说，磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面面紧密相关。但在磁性材料得到广泛应用的同时，对其性能也提出了更高的要求。自稀土永磁材料出现以后，永磁材料的性能有了质的飞跃，钐钴磁体以其优越的矫顽力和热稳定性在高温磁体中得到较好的应用，但其原料在自然界中储量较少，造成价格昂贵，限制其在民用领域的应用；钕铁硼磁体的原料资源储备充足，且以其较高的磁能积在高性能磁体中独占鳌头，被誉为“磁王”，因而性价比较高，应用广泛，但其热稳定性较差，耐腐蚀性差，也在一定程度上影响了其应用。烧结钕铁硼磁体是由主相、富硼相和富钕相组成的多相粉末合金，富钕相作为晶界相包围着主相(主要集中在三角晶界处)，富硼相也存在于晶界中，而各相化学成分的差异就造成了化学电位各不相同，在湿热条件下易形成腐蚀电流，造成晶间腐蚀。另外，富钕相的氧化腐蚀和吸氢粉化也是磁体腐蚀的最主要原因：一般而言，磁体置于常温、干燥的环境中时，由于烧结过程中富Nd相中有大量单质Nd(化学稳定性差)的存在，极易发生氧化反应产生Nd2O3，造成氧化腐蚀；而在较高温度、湿度条件下，富钕相的Nd易被氧化生成Nd(OH)3，同时产生H2，进而发生吸氢粉化，腐蚀更加严重。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体及其制备方法，有效地提高了化学成分、微观组织和磁学性能的均匀性，耐腐蚀性得到显著提高，产品应用范围大大增加。本专利技术通过以下技术方案实现：设计一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体，由以下质量百分比的成分组成：Pr10～15％、Nd18～21％、Ho3～5％、F0.5～0.8％、Ni0.5～2.0％、Mn0.1～0.2％、Cu0.1～0.35％、Al0.1～0.5％、B0.6～1.2％，余量为Fe。优选的，由以下质量百分比的成分组成：Pr12％、Nd20％、Ho4％、F0.6％、Ni1.8％、Mn0.15％、Cu0.12％、Al0.1％、B0.95％，余量为Fe。设计一种上述耐腐蚀烧结钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：(1)备料铸锭：按照所述比例配备原料，加入熔炼炉中，抽真空，并在0.05MPa氩气保护下进行熔炼，待铁全溶入合金液后，静置2～5分钟，浇铸成锭；(2)氢碎制粉：将所得铸锭进行氢破碎，至180～240μm的合金粉末，再进行脱氢处理；然后，将所得合金粉末置于气流磨中，进行研磨至1～2μm；(3)取磁成型：将研磨好的金属粉末充分混合后，置于磁场中垂直取向，并压制成型；(4)微波烧结：将成型坯件进行微波分段烧结，氩气环境保护，首先在6KW烧结1.5小时，再在4KW烧结2小时，然后在4KW烧结2小时，随炉自然冷却，即得。本专利技术的积极有益效果：本专利技术在三元钕铁硼磁体的基础上，经过大量研究，添加适量Pr代替部分Nd，提高主相矫顽力；添加适量Cu、Al代替部分Fe；添加适量的Ni提高磁体的抗腐蚀能力；添加一定量的Mn能有效抑制磁体在烧结过程中晶粒的长大。添加一定量的F，可吸收烧结过程中残存的少量O，与Ho共同形成局限在磁体三角晶界处的Ho-O-F，其少量存在可以在烧结过程中提高晶粒均匀性，有效抑制主相晶粒的异向生长，从而保证了磁体的剩磁和矫顽力；在这个基础上，稍多量Ho-O-F的形成又能结合相当量的氧，大大减少了氧化腐蚀和吸氢粉化的现象，提高了磁体的耐腐蚀性。另外，本专利技术将成分优化与分段微波烧结工艺结合，有效地提高了化学成分、微观组织和磁学性能的均匀性，并使富钕边界相的厚度极小，也就是晶间腐蚀发生的空间极小，也显著地抑制了晶间腐蚀的进度，提高了产品质量。附图说明图1为本专利技术实施例1所得钕铁硼磁体的断口二次电子像。图2为本专利技术实施例2所得钕铁硼磁体的断口二次电子像。图3为本专利技术实施例3所得钕铁硼磁体的断口二次电子像。图4为本专利技术实施例4所得钕铁硼磁体的断口二次电子像。图5为本专利技术实施例5所得钕铁硼磁体的断口二次电子像。具体实施方式以下以具体实施例来说明本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不限于此：实施例1一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体，由以下质量百分比的成分组成：Pr12％、Nd20％、Ho4％、F0.6％、Ni1.8％、Mn0.15％、Cu0.12％、Al0.1％、B0.95％，余量为Fe。制备方法如下：(1)备料铸锭：按照所述比例配备原料，加入熔炼炉中，抽真空，并在0.05MPa氩气保护下进行熔炼，待铁全溶入合金液后，静置3分钟，浇铸成锭；当原材料中存在偶然杂质，或者在制备过程中引入痕量的杂质时，不影响本专利技术的完成；F以配比中所需的金属氟化物的形式添加；(2)氢碎制粉：将所得铸锭进行氢破碎，至180～240μm的合金粉末，再进行脱氢处理；然后，将所得合金粉末置于气流磨中，进行研磨至1～2μm；(3)成型：将研磨好的金属粉末充分混合后，置于磁场中垂直取向，并压制成型；(4)微波烧结：将成型坯件进行微波分段烧结，氩气环境保护，首先在6KW烧结1.5小时，再在4KW烧结2小时，然后在4KW烧结2小时，随炉自然冷却，即得。实施例2一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体，由以下质量百分比的成分组成：Pr10％、Nd21％、Ho5％、F0.5％、Ni2.0％、Mn0.1％、Cu0.35％、Al0.1％、B1.2％，余量为Fe。制备方法与实施例1相同。实施例3设计一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体，由以下质量百分比的成分组成：Pr15％、Nd18％、Ho3％、F0.8％、Ni0.5％、Mn0.2％、Cu0.1％、Al0.5％、B0.6％，余量为Fe。制备方法与实施例1相同。实施例4设计一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体，由以下质量百分比的成分组成：Pr10％、Nd18％、Ho3％、F0.5％、Ni0.5％、Mn0.1％、Cu0.1％、Al0.1％、B0.6％，余量为Fe。制备方法与实施例1相同。实施例5设计一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体，由以下质量百分比的成分组成：Pr15％、Nd21％、Ho5％、F0.8％、Ni2.0％、Mn0.2％、Cu0.35％、Al0.5％、B1.2％，余量为Fe。制备方法与实施例1相同。本专利技术对实施例1～5所得烧结钕铁硼磁体的断口进行二次电子像检测，见图1～5，结果表明：本专利技术磁体晶粒分布均匀，无异常长大结晶，无氧化团聚物，形状规则、致密，富钕边界相狭窄，尤其是实施例1，晶粒分布非常均匀，达到5～10μm，表面形状极其规则、致密，富钕边界相非常狭窄，也就是晶间腐蚀空间极小。并对实施例1～5所得烧结钕铁硼磁体进行高压加速实验(PCT)，以测试各磁体的腐蚀速度，测得在125℃、100％RH、0.25MPa条件下的结果如表1，该数据表明，所得各磁体在高温高压条件下均无明显腐蚀现象，耐蚀性良好，尤其是实施例1，在24小时内完全没有腐蚀发生，在200h小时内的腐蚀也可以忽略不计，这大大拓宽了钕铁硼磁体的应用范围。高压加速实验是一种常用的评测钕铁硼磁体在高温潮湿环境中耐蚀性的方法[FilipO,El-AzizAM，Herman本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Pr 10~15%、Nd 18~21%、Ho 3~5%、F 0.5~0.8%、Ni 0.5~2.0%、Mn 0.1~0.2%、Cu 0.1~0.35%、Al 0.1~0.5%、B 0.6~1.2%，余量为Fe。

【技术特征摘要】
2015.02.15 CN 20151008168091.一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Pr12%、Nd20%、Ho4%、F0.6%、Ni1.8%、Mn0.15%、Cu0.12%、Al0.1%、B0.95%，余量为Fe。2.一种权利要求1所述耐腐蚀烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）备料铸锭：按照所述质量百分比配备原料，加入熔炼炉中，抽真空，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺琦军，
申请(专利权)人：宁波招宝磁业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33