一种钕铁硼磁铁及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种钕铁硼磁铁，涉及磁性材料领域，按质量分数计，包括如下组分，15～20%Nd、4～8%Pr、1～2%Tb、1～8%La、1～6%Ce、1～2%Co、0.1～0.2%Cu、0.5～1.5%Al、1～4%Ho、1～4%Dy、1～12%Gd、1～1.3%Ga、0.92～1%B，其余为Fe及不可避免的杂质。此处，通过添加1～6%Ce，不仅节省了成本，同时也避免了钕铁硼的最大磁性能积大幅度下降的问题，其次，本申请的生产工艺方便，且结合添加Ce的含量，有效地提高了钕铁硼磁铁的矫顽力。

A neodymium iron boron magnet and its production process

The invention discloses a neodymium iron boron magnet, which relates to the field of magnetic materials. According to the mass fraction, it includes the following components: 15-20% nd, 4-8% PR, 1-2% TB, 1-8% La, 1-6% Ce, 1-2% Co, 0.1-0.2% Cu, 0.5-1.5% Al, 1-4% Ho, 1-4% Dy, 1-12% Gd, 1-1.3% GA, 0.92-1% B, the rest are Fe and inevitable impurities. Here, by adding 1-6% Ce, not only the cost is saved, but also the problem that the maximum magnetic property of NdFeB is greatly reduced is avoided. Secondly, the production process of the application is convenient, and in combination with the content of CE, the coercivity of NdFeB magnet is effectively improved.

【技术实现步骤摘要】
一种钕铁硼磁铁及其生产工艺
本专利技术涉及磁材生产领域，特别涉及一种钕铁硼磁铁及其生产工艺。
技术介绍
钕磁铁也称为钕铁硼磁铁（NdFeBmagnet），是由钕、铁、硼（Nd2Fe14B）形成的四方晶系晶体。于1982年，住友特殊金属的佐川真人发现钕磁铁。这种磁铁的磁能积（BHmax）大于钐钴磁铁，是当时全世界磁能积最大的物质。后来，住友特殊金属成功发展粉末冶金法（powdermetallurgyprocess），通用汽车公司成功发展旋喷熔炼法（melt-spinningprocess），能够制备钕铁硼磁铁。这种磁铁是现今磁性仅次于绝对零度钬磁铁的永久磁铁，也是最常使用的稀土磁铁。另外，钕铁硼磁铁被广泛地应用于电子产品，例如硬盘、手机、耳机以及用电池供电的工具等。随着钕铁硼的应用领域越来越广，且用量每年都有所增大。而镨钕稀土元素由于价格普遍也都比较的昂贵。在保证正常钕铁硼磁铁的磁性能基础上，如何降低钕铁硼的生产成本一直成为行业中亟待解决的重要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钕铁硼磁铁，其在钕铁硼原料中添加了一定的铈，不仅节省了成本，同时，生产的钕铁硼的最大磁能积下降低幅度较小，另外，经过本申请的生产工艺操作之后，钕铁硼的磁性能还得到了较大地提升。本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钕铁硼磁铁，其特征在于：按质量分数计，包括如下组分，15～20%Nd、4～8%Pr、1～2%Tb、1～8%La、1～6%Ce、1～2%Co、0.1～0.2%Cu、0.5～1.5%Al、1～4%Ho、1～4%Dy、1～12%Gd、1～1.3%Ga、0.92～1%B，其余为Fe及不可避免的杂质。通过采用上述技术方案，由于Ce的价格要远比Nd和Pr低很多，且Ce能够与Fe和B形成Ce2Fe14B，其可以替代PrNd等元素，从而降低了钕铁硼生产的成本。将Ce的添加量控制在总量的1～6%，这样生产后的成品钕铁硼磁铁的Hcj和（BH）max下降率均小于1%。从而在降低钕铁硼的成本的同时，也有效地控制了其磁性能的下降。优选为，Ce的质量和NdPr的总质量比为1：12～16。通过采用上述技术方案，将Ce的质量和NdPr的总质量的比值控制在1：12～16，如实施例测试结果所示，钕铁硼的BHmax的下降率较小。一种钕铁硼磁铁的生产工艺，包括如下步骤，步骤一、根据组分需要先秤取配制好原材料，之后将原材料进行熔融精炼，得到熔融液；步骤二、将熔融液浇筑于水冷辊上进行甩带，从而得到甩带片；步骤三、将甩带片加入到氢破炉中进行氢破碎处理，得到氢碎粉；步骤四、将氢碎粉通过气流磨磨制成原料粉；步骤五、将原料粉于氮气保护的情况下压制成型，得到生坯；步骤六、将生坯通过等静压油压二次压制；步骤七、将等静压油压后的生坯置于烧结炉中进行烧结，之后进行两级时效，从而得到半成品；步骤八、待半成品进行机加工后，再进行充磁，从而得到成品钕铁硼磁铁。优选为，步骤一原材料在精炼的过程中，温度控制在1400～1500℃，保持时间为5～20min。优选为，步骤二中熔融液浇筑时的温度控制在1400～1450℃。优选为，步骤七中，烧结温度自常温先逐渐升高至700～900℃，保持20～30min，之后再升高至1500～1800℃，并保持4～6h。通过采用上述技术方案，烧结温度先升高至700～900℃，这个过程中由于Ce的活泼性比PrNd等其他稀土强,更容易产生液相使产品收缩均匀密度提高，从而使得磁体强度得到了提高。优选为，步骤七中，两级时效的一级时效温度为850～920℃，并保持1～3h，二级时效温度为500～650℃，并保持4～6h。通过采用上述技术方案，将烧结温度控制在1500～1800℃，以及将一级时效温度控制为850～920℃，二级时效温度控制为500～650℃，这样最终生产完成的钕铁硼磁铁不仅能够克服添加Ce所带来的不良影响，同时其矫顽力得到了明显的提升。优选为，待烧结完成后，将烧结炉抽真空，之后使生坯随烧结炉一同冷却至一级时效温度。由于常规情况下，为了能够提高了烧结后钕铁硼冷却的效率，行业中普遍是通氩气进行冷却的，但这个过程中由于生坯的温度下降迅速，从而使得最终的产品容易发生形变。而将烧结炉抽真空后，并使生坯的温度随烧结炉一同自然下降，这样有效地避免了产品发生形变的问题。优选为，步骤七中，在将生坯进行烧结前，先将生坯置于底部均匀洒满有刚玉粉的石墨盒内。通过采用上述技术方案，将生坯放置于石墨盒中，这样在烧结过程中，一方面能够有助于使生坯受热均匀，且也具备一定的保温效果，另一方面石墨盒也能够提供C元素，可用于除去生坯中多余的氧元素，这样有利于保证钕铁硼的磁性性能及机械强度。同时，由于烧结过程中Ce等金属容易熔出，这样等到冷却之后，磁块就会与石墨盒底部相粘结，从而在取下磁块的时候，磁块表面就容易出现瑕疵，进而增加了机械加工的工作量。而刚玉粉一方面能够使石墨盒底部变得光滑，另一方面也能够使得生坯和石墨盒底部存在一定的空隙，从而避免了最终磁块和石墨盒粘结的可能性。优选为，步骤四的原料粉粒度大小控制在D50:4.6～5.0μm，SMD：2.8～3.2μm。通过采用上述技术方案，其能够有效地弥补Ce对钕铁硼的Hcj所带来的不良影响。另外，如果将混合磨粉的粒度控制在D50小于4.6μm，SMD小于2.8μm后，对于钕铁硼的Hcj弥补并不大，但对于加工难度来说却进一步加重了，从而也就不利于提高经济效益。综上所述，本专利技术的有益技术效果为：1、通过向钕铁硼材料中添加1～6wt%Ce，这样不仅有效地降低了钕铁硼的生产成本，同时有效地控制了钕铁硼的磁性能下降；2、通过调整钕铁硼的烧结温度和时间以及两级时效温度和时间，这样不仅有效地克服了Ce对钕铁硼磁铁所带来的影响，同时也有效地提升了钕铁硼的矫顽力；3、烧结前，先将刚玉粉洒在石墨盒中，这样能够避免磁材与石墨盒底部发生粘结，有效地降低了磁材产生瑕疵的可能性。具体实施方式实施例一、一种钕铁硼磁铁的生产工艺，包括如下步骤：步骤一、按最终成品的各组分含量先配制钕铁硼磁铁的原料，之后将原料加入到熔炼炉中进行熔融，并控制温度在1400℃，保温20min，得到熔融液；步骤二、将熔融液浇筑于真空甩带炉内的水冷辊上进行甩带，从而得到甩带片；步骤三、将步骤二中的甩带片收集起来，加入到氢破炉中，并向氢破炉中通入氢气，之后边加热边进行氢破处理，得到氢碎粉；步骤四、将氢碎粉加入到气流磨装置中，待气流磨处理之后，得到D50:4.6～5.0μm和SMD：2.8～3.2μm的原料粉；步骤五、将原料粉于氮气环境下装入模具中进行压制成型，得到生坯；步骤六、将生坯装入袋中，并抽真空，之后通过等静压油压进行二次压制；步骤七、将压制后的生坯装入到底部洒满有刚玉粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钕铁硼磁铁，其特征在于：按质量分数计，包括如下组分，15～20%Nd、4～8%Pr、1～2%Tb、1～8%La、1～6%Ce、1～2%Co、0.1～0.2%Cu、0.5～1.5%Al、1～4%Ho、1～4%Dy、1～12%Gd、1～1.3%Ga、0.92～1%B，其余为Fe及不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种钕铁硼磁铁，其特征在于：按质量分数计，包括如下组分，15～20%Nd、4～8%Pr、1～2%Tb、1～8%La、1～6%Ce、1～2%Co、0.1～0.2%Cu、0.5～1.5%Al、1～4%Ho、1～4%Dy、1～12%Gd、1～1.3%Ga、0.92～1%B，其余为Fe及不可避免的杂质。


2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁铁，其特征在于：Ce的质量和NdPr的总质量比为1：12～16。


3.如权利要求1和2中任意一项权利要求所述的一种钕铁硼磁铁的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一、根据组分需要先秤取配制好原材料，之后将原材料进行熔融精炼，得到熔融液；
步骤二、将熔融液浇筑于水冷辊上进行甩带，从而得到甩带片；
步骤三、将甩带片加入到氢破炉中进行氢破碎处理，得到氢碎粉；
步骤四、将氢碎粉通过气流磨磨制成原料粉；
步骤五、将原料粉于氮气保护的情况下压制成型，得到生坯；
步骤六、将生坯通过等静压油压二次压制；
步骤七、将等静压油压后的生坯置于烧结炉中进行烧结，之后进行两级时效，从而得到半成品；
步骤八、待半成品进行机加工后，再进行充磁，从而得到成品钕铁硼磁铁。


4.根据权利要求3所述的一种钕铁硼磁铁的生...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵吉明，徐林云，
申请(专利权)人：宁波合力磁材技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33