一种烧结钕铁硼磁钢及其制备方法技术

技术编号:17563723 阅读:38 留言:0更新日期:2018-03-28 13:43
本发明专利技术公开了一种烧结钕铁硼磁钢,由以下成分组成:稀土元素R:27.5‑30.5wt%,Al:0.5‑1.0wt%,Pr:0.03‑0.06wt%;C:0.03‑0.06wt%,Cu:0.35‑0.5wt%,Nd:0.08‑0.12wt%,Ga:0.2‑0.4wt%,Pm:0.2‑0.5wt%,Co:0.6‑1.2wt%,B:0.75‑1.35wt%,Fe余量;所述稀土元素R为Ce、Ho、Sm、Dy、Tm的混合物,其混合的质量比为Ce∶Ho∶Sm∶Dy∶Tm=5∶4∶1∶0.3∶2。同时公开了其制备方法,制备方法易操作;添加Ho和Ce、Sm、Dy、Tm等稀土元素,替代部分昂贵的Nd和Pr,降低成本,Ho的添加能够有效改善烧结钕铁硼磁钢的耐腐蚀性,减少失重;Ce替代Nd此题的共晶温度下降,使得烧结回火温度下降,节约了成本,同时保持了较好的性能。

A kind of sintered NdFeB magnetic steel and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种烧结钕铁硼磁钢及其制备方法
本专利技术涉及烧结钕铁硼磁钢,特别是一种烧结钕铁硼磁钢及其制备方法。
技术介绍
烧结钕铁硼因其优越的磁性能,近些年已经开始应用在风力发电、新能源汽车等新能源领域,已成为推动新能源行业迅速发展的关键材料之一。而稀土元素在烧结钕铁硼永磁体中的质量占比约30%,目前随着我国稀土永磁体产业的不断扩大,我国的宝贵资源稀土储量越来越少,从而导致制造烧结钕铁硼的主要稀土金属,如镨、钕、镝等的价格越来越高,大大增加了烧结钕铁硼磁钢的生产成本,使得产业的发展受到了相当的制约。因此,在保持烧结钕铁硼磁钢性能的同时,选择价格低廉的稀土进行部分取代,具有非常重要的经济意义和社会效益。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种低成本的、产品性能好的且制备过程简便的烧结钕铁硼磁钢及其制备方法。为达到以上目的,本专利技术采用的技术方案为:由以下成分组成:稀土元素R:27.5-30.5wt%,Al:0.5-1.0wt%,Pr:0.03-0.06wt%,C:0.03-0.06wt%,Cu:0.35-0.5wt%,Nd:0.08-0.12wt%,Ga:0.2-0.4wt%,Pm:0.2-0.5wt%,Co:0.6-1.2wt%,B:0.75-1.35wt%,Fe余量;所述稀土元素R为Ce、Ho、Sm、Dy、Tm的混合物,其混合的质量比为Ce∶Ho∶Sm∶Dy∶Tm=5∶4∶1∶0.3∶2。上述烧结钕铁硼磁钢的制备方法,包括以下步骤:第一步:稀土元素的混合,先将Ce、Ho、Sm、Dy、Tm的原料块除去表面锈斑和杂质,再将它们破碎成最大长度、宽度和厚度均在40mm以下的小块,之后研磨成粉状态,以质量比为Ce∶Ho∶Sm∶Dy∶Tm=5∶4∶1∶0.2∶2的比例混合均匀,待用;第二步:配料,将除稀土元素R以外的各组分的原料块除去表面锈斑和杂质,之后破碎成最大长度、宽度和厚度均在40mm以下的小块,然后按照规定比例称重,待用;第三步:熔炼,将第二步得到的原料小块投入到真空熔炼炉中,抽至真空度低于5pa后进行加热熔炼,先加热至550-650℃熔炼8-15min,停止加热并充入惰性气体至熔炼炉中内压为0.05-0.08Mpa,加热至1400-1500℃熔炼10-15min;第四步:铸锭,将第三步得到的熔炼液体倒入深度为0.2-0.5mm的冷锭模中,冷却成型,得到钕铁硼合金薄片;第五步:制粉,将步骤四得到的钕铁硼合金薄片放入氢破炉,在0.1Mpa下吸氢饱和,在500-600℃下脱氢,得到粗粉;向粗粉中加入润滑剂,在气流磨中磨成平均粒度为2.6-3.4um的粉料;第六步:成型,在惰性气体的保护下,粉料在压机磁场强度大于1.5-1.7特斯拉的模具中成型得到钕铁硼磁钢毛坯,成型密度在3.5-4.0g/cm3;第七步:提高密度:将真空封装的钕铁硼磁钢毛坯放置于190-210MPa的压强下,用等静压对钕铁硼磁钢毛坯进一步提高密度;第八步:烧结与回火,将第七步得到的钕铁硼磁钢毛坯放置于惰性气体保护箱中,通惰性气体20min后移入真空烧结炉进行除气,然后升到1000-1020℃,保温3-4小时进行致密化烧结;烧结结束后充惰性气体,冷却到100℃后再次升温到850-900℃,保温1.5-2.5小时进行第一级回火,保温结束后惰性气体冷却至80-90℃,升温至470-500℃保温4.5-5.5小时进行第二级回火,保温结束后充惰性气体冷却至100℃以下出炉,即可得到烧结钕铁硼磁钢。上述惰性气体为氩气或氮气;所述润滑剂为钕铁硼烧结的专用润滑剂。其中,相对于Pr、Nd、Dy等昂贵稀土,Ho属于价格更为便宜的稀土金属。Ho取代部分金属Pr-Nd能够有效提高烧结钕铁硼永磁体的内禀矫顽力,可以有效地促进Nd2Fe14B主相晶粒的定向生长,使烧结钕铁硼永磁体致密化程度更高,从而提升性能。Ce是地球上含量最多的稀土元素也是价格最为低廉的元素,利用Ce部分取代Nd,并通过优化制备工艺制备出高性能Nd-Ce-Fe-B烧结永磁体具有非常重要的意义。Er的加入在一定程度上提升了钕铁硼的耐腐蚀性;Sm的加入提升了钕铁硼的磁性。采用稀土元素Ce∶Ho∶Sm∶Dy∶Tm=5∶4∶1∶0.3∶2的质量比为多次试验后总结出的最优配比,不仅提升钕铁硼磁钢的性能,还有效地降低了生产成本。本专利技术得到的一种烧结钕铁硼磁钢,其技术效果是在添加Ho和Ce、Sm、Dy、Tm等稀土元素,替代部分昂贵的Nd和Pr,降低成本,Ho的添加能够有效改善烧结钕铁硼磁钢的耐腐蚀性,减少失重;Ce替代Nd此题的共晶温度下降,使得烧结回火温度下降,节约了成本,同时保持了较好的性能。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。实施例1:本实施例提供的一种烧结钕铁硼磁钢是由以下成分组成的:稀土元素R:30wt%,Al:0.8wt%,Pr:0.04wt%,C:0.05wt%,Cu:0.5wt%,Nd:0.1wt%,Ga:0.3wt%,Pm:0.4wt%,Co:0.9wt%,B:0.95wt%,Fe余量;所述稀土元素R为Ce、Ho、Sm、Dy、Tm的混合物,其混合的质量比为Ce∶Ho∶Sm∶Dy∶Tm=5∶4∶1∶0.3∶2。上述烧结钕铁硼磁钢的制备方法,包括以下步骤:第一步:稀土元素的混合,先将Ce、Ho、Sm、Dy、Tm的原料块除去表面锈斑和杂质,再将它们破碎成最大长度、宽度和厚度均在40mm以下的小块,之后研磨成粉状态,以质量比为Ce∶Ho∶Sm∶Dy∶Tm=5∶4∶1∶0.2∶2的比例混合均匀,待用;第二步:配料,将除稀土元素R以外的各组分的原料块除去表面锈斑和杂质,之后破碎成最大长度、宽度和厚度均在40mm以下的小块,然后按照规定比例称重,待用;第三步:熔炼,将第二步得到的原料小块投入到真空熔炼炉中,抽至真空度低于5pa后进行加热熔炼,先加热至600℃熔炼10min,停止加热并充入惰性气体至熔炼炉中内压为0.06Mpa,加热至1450℃熔炼15min;第四步:铸锭,将第三步得到的熔炼液体倒入深度为0.4mm的冷锭模中,冷却成型,得到钕铁硼合金薄片;第五步:制粉,将步骤四得到的钕铁硼合金薄片放入氢破炉,在0.1Mpa下吸氢饱和,在550℃下脱氢,得到粗粉;向粗粉中加入润滑剂,在气流磨中磨成平均粒度为3.0um的粉料;第六步:成型,在惰性气体的保护下,粉料在压机磁场强度大于1.5特斯拉的模具中成型得到钕铁硼磁钢毛坯,成型密度在3.6g/cm3;第七步:提高密度:将真空封装的钕铁硼磁钢毛坯放置于200MPa的压强下,用等静压对钕铁硼磁钢毛坯进一步提高密度;第八步:烧结与回火,将第七步得到的钕铁硼磁钢毛坯放置于惰性气体保护箱中,通惰性气体20min后移入真空烧结炉进行除气,然后升到1000℃,保温3小时进行致密化烧结;烧结结束后充惰性气体,冷却到100℃后再次升温到850℃,保温2小时进行第一级回火,保温结束后惰性气体冷却至85℃,升温至480℃保温4.5小时进行第二级回火,保温结束后充惰性气体冷却至100℃以下出炉,即可得到烧结钕铁硼磁钢。上述惰性气体为氩气或氮气;所述润滑剂为钕铁硼烧结的专用润滑剂。所得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结钕铁硼磁钢,其特征在于:由以下成分组成:稀土元素R:27.5‑30.5wt%,Al:0.5‑1.0wt%,Pr:0.03‑0.06wt%;C:0.03‑0.06wt%,Cu:0.35‑0.5wt%,Nd:0.08‑0.12wt%,Ga:0.2‑0.4wt%,Pm:0.2‑0.5wt%,Co:0.6‑1.2wt%,B:0.75‑1.35wt%,Fe余量;所述稀土元素R为Ce、Ho、Sm、Dy、Tm的混合物,其混合的质量比为Ce∶Ho∶Sm∶Dy∶Tm=5∶4∶1∶0.3∶2。

【技术特征摘要】
1.一种烧结钕铁硼磁钢,其特征在于:由以下成分组成:稀土元素R:27.5-30.5wt%,Al:0.5-1.0wt%,Pr:0.03-0.06wt%;C:0.03-0.06wt%,Cu:0.35-0.5wt%,Nd:0.08-0.12wt%,Ga:0.2-0.4wt%,Pm:0.2-0.5wt%,Co:0.6-1.2wt%,B:0.75-1.35wt%,Fe余量;所述稀土元素R为Ce、Ho、Sm、Dy、Tm的混合物,其混合的质量比为Ce∶Ho∶Sm∶Dy∶Tm=5∶4∶1∶0.3∶2。2.一种如权利要求1所述的烧结钕铁硼磁钢的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步:稀土元素的混合,先将Ce、Ho、Sm、Dy、Tm的原料块除去表面锈斑和杂质,再将它们破碎成最大长度、宽度和厚度均在40mm以下的小块,之后研磨成粉状态,以质量比为Ce∶Ho∶Sm∶Dy∶Tm=5∶4∶1∶0.2∶2的比例混合均匀,待用;第二步:配料,将除稀土元素R以外的各组分的原料块除去表面锈斑和杂质,之后破碎成最大长度、宽度和厚度均在40mm以下的小块,然后按照规定比例称重,待用;第三步:熔炼,将第二步得到的原料小块投入到真空熔炼炉中,抽至真空度低于5pa后进行加热熔炼,先加热至550-650℃熔炼8-15min,停止加热并充入惰性气体至熔炼炉中内压为0.05-0.08Mpa,加热至14...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐嘉诚
申请(专利权)人:浙江中杭新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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