一种具有陶瓷防护层的锰铋永磁体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有陶瓷防护层的锰铋永磁体的制备方法，该方法制得的永磁材料具有优异、稳定的永磁性能，并且可以通过简单易行的制备方法获得；本发明专利技术能够保证磁体基体与Al2O3‑NiO复合陶瓷涂层之间的连接牢固，Al2O3‑NiO复合陶瓷涂层不易出现气泡和掉落，同时采用等离子喷涂技术制备Al2O3‑NiO复合陶瓷涂层从而可以实现磁体表面高质量防护。

Preparation of a Manganese Bismuth Permanent Magnet with Ceramic Protective Layer

The invention discloses a preparation method of a manganese bismuth permanent magnet with a ceramic protective layer. The permanent magnet material prepared by the method has excellent and stable permanent magnet performance and can be obtained by a simple and feasible preparation method. The invention can ensure the strong connection between the magnet matrix and the Al2O3_NiO composite ceramic coating, and the Al2O3_NiO composite ceramic coating. NiO composite ceramic coatings are not easy to appear bubbles and drops. At the same time, Al2O3 NiO composite ceramic coatings are prepared by plasma spraying technology, which can achieve high quality protection on the surface of magnets.

【技术实现步骤摘要】
一种具有陶瓷防护层的锰铋永磁体的制备方法
本专利技术涉及磁性材料制造领域，具体涉及一种具有陶瓷防护层的锰铋永磁体的制备方法。
技术介绍
稀土永磁材料是指稀土金属和过渡族金属形成的合金经一定的工艺制成的永磁材料。稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，它比九十世纪使用的磁钢的磁性能高100多倍，比铁氧体、铝镍钴性能优越得多，比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。由于稀土永磁材料的使用，不仅促进了永磁器件向小型化发展，提高了产品的性能，而且促使某些特殊器件的产生，所以稀土永磁材料一出现，立即引起极大重视，发展极为迅速。稀土永磁材料已在机械、电子、仪表和医疗等领域获得了广泛应用。低温相(LTP)MnBi合金具有高的磁各向异性(11.6×106erg/cc)、居里温度约为633K，在150K～550K的温度范围内具有正的矫顽力温度系数，因此MnBi合金被认为是具有广泛应用前景的高温永磁材料。MnBi的铁磁性能主要来源于其低温相。MnBi合金在常温下可以形成多个紧密联系的相，如低温相、高温相还有新相等等，这在很大程度上制约了MnBi合金的发展，给制备高纯度低温相含量的MnBi合金带来了极大的困难。由于磁体相合金，加工工艺为粉末冶金或烧结成型。结构疏松多孔，各相之间的电位差较大，容易在温润环境下构成原电池产生严重的晶间腐蚀，严重影响磁体的性能和寿命。目前，最为常见的磁体表面防护技术为电镀和化学镀，然而利用电镀和化学镀工艺在磁体基体表面制备防护层，表调处理和施镀过程都会使液体物质进入基材，以至于在后期的使用过程中防护层内部发生起泡，剥落等失效现象。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有陶瓷防护层的锰铋永磁体的制备方法，该方法制得的永磁材料具有优异、稳定的永磁性能，并且可以通过简单易行的制备方法获得；本专利技术能够保证磁体基体与Al2O3-NiO复合陶瓷涂层之间的连接牢固，Al2O3-NiO复合陶瓷涂层不易出现气泡和掉落，同时采用等离子喷涂技术制备Al2O3-NiO复合陶瓷涂层从而可以实现磁体表面高质量防护。为了实现上述目的，实现上述目的，本专利技术提供了一种具有陶瓷防护层的锰铋永磁体的制备方法，该永磁材料基体的成分化学式为Mn100-x-yBixCoy，其中x=42-45，y=1-3；该方法包括如下步骤：（1）按照上述成分化学式称取各元素进行配料；（2）将配料置于熔炼炉中，炉内抽真空至少达到5×10-3Pa；然后，通氦气至炉内压力为50-80kPa；升温至1300-1450℃熔化，搅拌、精炼后浇铸到水冷铜模中待用；（3）将得到的合金铸锭破碎，装入真空甩带机中的石英管内，石英管底端喷嘴直径为0.5-0.8mm，对真空甩带机的腔体抽真空后，向腔体内充入保护气体；接通真空甩带机电源，加热熔化石英管内的合金，同时，控制石英管底端喷嘴至铜辊表面距离为1-5mm，调整真空甩带机铜辊转速，使铜辊转速为55-65m/s，将母合金熔体喷射到转动的铜辊上，得到永磁材料薄带；将薄带置于真空管式炉中进行热处理，热处理条件为：在350℃-400℃温度范围内保温15-20小时，然后重新熔融后采用铜模铸造制得永磁材料基体；(4)对永磁材料基体进行预处理：对基体整形，喷砂处理去除基体表面的附着物，并采用高压干燥气体对粗化表面进行清洁；将经过预处理之后的永磁材料基体在真空环境下进行预热处理，预热温度为120-145℃，时间为12-15min；在预热后的永磁材料基体表面采用等离子喷涂制备一层15-25μm的Ti-Al合金层过渡层；在Ti-Al合金层过渡层表面采用等离子喷涂制备一层50-75μm的Al2O3-NiO复合陶瓷层，得到产品。优选的，在预热后的永磁材料基体表面采用等离子喷涂制备一层Ti-Al合金层过渡层的等离子喷涂参数为：喷涂电压为25-30V，喷涂电流为300-350A，主气流量为1500-2000L/h，送粉速率为150-180L/h，喷涂距离为50-75mm。优选的，在Ti-Al合金层过渡层表面采用等离子喷涂制备一层Al2O3-NiO复合陶瓷层的等离子喷涂参数为：喷涂电压为40-45V，喷涂电流为400-450A，主气流量为2000-2400L/h，送粉速率为220-250L/h，喷涂距离为50-75mm。本专利技术制备的永磁体具备以下优点：（1）该方法制得的永磁材料具有优异、稳定的永磁性能，并且可以通过简单易行的制备方法获得；（2）本专利技术能够保证磁体基体与Al2O3-NiO复合陶瓷涂层之间的连接牢固，Al2O3-NiO复合陶瓷涂层不易出现气泡和掉落，同时采用等离子喷涂技术制备Al2O3-NiO复合陶瓷涂层从而可以实现磁体表面高质量防护。具体实施方式实施例一本实施例永磁材料基体的成分化学式为Mn57Bi42Co1。按照上述成分化学式称取各元素进行配料；将配料置于熔炼炉中，炉内抽真空至少达到5×10-3Pa；然后，通氦气至炉内压力为50kPa；升温至1300℃熔化，搅拌、精炼后浇铸到水冷铜模中待用。将得到的合金铸锭破碎，装入真空甩带机中的石英管内，石英管底端喷嘴直径为0.5mm，对真空甩带机的腔体抽真空后，向腔体内充入保护气体；接通真空甩带机电源，加热熔化石英管内的合金，同时，控制石英管底端喷嘴至铜辊表面距离为1mm，调整真空甩带机铜辊转速，使铜辊转速为55m/s，将母合金熔体喷射到转动的铜辊上，得到永磁材料薄带；将薄带置于真空管式炉中进行热处理，热处理条件为：在350℃温度范围内保温15小时，然后重新熔融后采用铜模铸造制得永磁材料基体。对永磁材料基体进行预处理：对基体整形，喷砂处理去除基体表面的附着物，并采用高压干燥气体对粗化表面进行清洁；将经过预处理之后的永磁材料基体在真空环境下进行预热处理，预热温度为120℃，时间为12min；在预热后的永磁材料基体表面采用等离子喷涂制备一层15μm的Ti-Al合金层过渡层；在预热后的永磁材料基体表面采用等离子喷涂制备一层Ti-Al合金层过渡层的等离子喷涂参数为：喷涂电压为25-30V，喷涂电流为300A，主气流量为1500L/h，送粉速率为150L/h，喷涂距离为50mm。在Ti-Al合金层过渡层表面采用等离子喷涂制备一层50μm的Al2O3-NiO复合陶瓷层，得到产品。在Ti-Al合金层过渡层表面采用等离子喷涂制备一层Al2O3-NiO复合陶瓷层的等离子喷涂参数为：喷涂电压为40V，喷涂电流为400A，主气流量为2000L/h，送粉速率为220L/h，喷涂距离为50mm。实施例二本实施例永磁材料基体的成分化学式为Mn52Bi45Co3。按照上述成分化学式称取各元素进行配料；将配料置于熔炼炉中，炉内抽真空至少达到5×10-3Pa；然后，通氦气至炉内压力为80kPa；升温至1450℃熔化，搅拌、精炼后浇铸到水冷铜模中待用。将得到的合金铸锭破碎，装入真空甩带机中的石英管内，石英管底端喷嘴直径为0.8mm，对真空甩带机的腔体抽真空后，向腔体内充入保护气体；接通真空甩带机电源，加热熔化石英管内的合金，同时，控制石英管底端喷嘴至铜辊表面距离为1-5mm，调整真空甩带机铜辊转速，使铜辊转速为65m/s，将母合金熔体喷射到转动的铜辊上，得到永磁材料薄带；将薄带置于真空管式炉中进行热处理，热处理条件为：在400℃温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有陶瓷防护层的锰铋永磁体的制备方法，该永磁材料基体的成分化学式为Mn100‑x‑yBixCoy，其中x=42‑45，y=1‑3；该方法包括如下步骤：（1）按照上述成分化学式称取各元素进行配料；（2）将配料置于熔炼炉中，炉内抽真空至少达到5×10‑3Pa；然后，通氦气至炉内压力为50‑80kPa；升温至1300‑1450℃熔化，搅拌、精炼后浇铸到水冷铜模中待用；（3）将得到的合金铸锭破碎，装入真空甩带机中的石英管内，石英管底端喷嘴直径为0.5‑0.8mm，对真空甩带机的腔体抽真空后，向腔体内充入保护气体；接通真空甩带机电源，加热熔化石英管内的合金，同时，控制石英管底端喷嘴至铜辊表面距离为1‑5mm，调整真空甩带机铜辊转速，使铜辊转速为55‑65m/s，将母合金熔体喷射到转动的铜辊上，得到永磁材料薄带；将薄带置于真空管式炉中进行热处理，热处理条件为： 在350℃‑400℃温度范围内保温15‑20小时，然后重新熔融后采用铜模铸造制得永磁材料基体；(4) 对永磁材料基体进行预处理：对基体整形，喷砂处理去除基体表面的附着物，并采用高压干燥气体对粗化表面进行清洁；将经过预处理之后的永磁材料基体在真空环境下进行预热处理，预热温度为120‑145℃，时间为12‑15min；在预热后的永磁材料基体表面采用等离子喷涂制备一层15‑25μm的Ti‑Al合金层过渡层；在Ti‑Al合金层过渡层表面采用等离子喷涂制备一层50‑75μm的Al2O3‑NiO复合陶瓷层，得到产品。...

【技术特征摘要】
1.一种具有陶瓷防护层的锰铋永磁体的制备方法，该永磁材料基体的成分化学式为Mn100-x-yBixCoy，其中x=42-45，y=1-3；该方法包括如下步骤：（1）按照上述成分化学式称取各元素进行配料；（2）将配料置于熔炼炉中，炉内抽真空至少达到5×10-3Pa；然后，通氦气至炉内压力为50-80kPa；升温至1300-1450℃熔化，搅拌、精炼后浇铸到水冷铜模中待用；（3）将得到的合金铸锭破碎，装入真空甩带机中的石英管内，石英管底端喷嘴直径为0.5-0.8mm，对真空甩带机的腔体抽真空后，向腔体内充入保护气体；接通真空甩带机电源，加热熔化石英管内的合金，同时，控制石英管底端喷嘴至铜辊表面距离为1-5mm，调整真空甩带机铜辊转速，使铜辊转速为55-65m/s，将母合金熔体喷射到转动的铜辊上，得到永磁材料薄带；将薄带置于真空管式炉中进行热处理，热处理条件为：在350℃-400℃温度范围内保温15-20小时，然后重新熔融后采用铜模铸造制得永磁材料基体；(4)对永磁材料基体进行预处理：对基体整形，喷砂处理去除基...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州诺弘添恒材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32