一种高性能钕铁硼磁体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能钕铁硼磁体及其制备方法，包括如下步骤：制备钕铁硼粗粉；将钕铁硼粗粉放置在制粉装置中，在气流磨研磨室内经过一次研磨后进入球磨装置中进行二次研磨，得到钕铁硼细粉；钕铁硼细粉经过压制成型、烧结热处理后制得致密的高性能钕铁硼磁体。本发明专利技术通过将气流磨工艺和球磨工艺相结合，充分利用了气流磨工艺的高效率制粉和球磨工艺制得粉末形貌优异的优势，制备出粉末细小且形貌更规则的钕铁硼细粉，通过压制成型、烧结热处理后获得高性能的钕铁硼磁体。本发明专利技术制得的磁体显微结构优异，并且可以在不使用或少使用重稀土Dy或Tb的成分基础上，获得优异的磁性能，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能钕铁硼磁体及其制备方法
本专利技术属于稀土永磁材料
，特别涉及一种高性能钕铁硼磁体及其制备方法。
技术介绍
作为二十世纪六十年代问世的新型金属功能材料，稀土永磁材料已经广泛应用于电机行业、医疗器械、风力发电、电动汽车、航空航天等诸多领域。随着现代工业的不断发展，永磁材料应用更加广泛，它在家庭应用中的平均使用量已成为衡量现代国民生活水平的标准。随着现代科学技术与信息产业的集成化、微型化、智能化的发展，更加要求永磁材料具有超高综合性能。作为第三代稀土永磁材料，烧结钕铁硼材料因其极高的磁性能而被称为“磁王”。它是1983年由Sagawa等人发现的，由稀土元素RE(Nd，Pr等)、过渡金属TM(Fe，Co等)和B元素按一定的成分比例经熔炼后组成的合金，然后采用粉末冶金的方法压制成型，经烧结得到的一种高性能磁性材料。随着烧结钕铁硼材料的应用越来越广泛，特别是汽车电机等高温领域的应用，要求钕铁硼材料具有高的矫顽力以满足持续高温应用；同时，随着产品集成化、微型化的需求，要求钕铁硼材料具有高的磁能积以减小产品的尺寸。因此，制备高综合性能(高矫顽力、高磁能积)的钕铁硼磁体成为了行业内材料发展的趋势。高性能钕铁硼磁体应具有高的剩磁、矫顽力和磁能积。磁体的磁性能取决于内禀磁性和微结构。通常提高钕铁硼材料的矫顽力的方法主要有两个：①往钕铁硼合金中添加重稀土元素Dy或Tb。但是，一方面Dy、Tb与Fe成反铁磁性耦合作用，会降低材料的剩磁和磁能积；另一方面Dy、Tb在地壳中含量低，属于不可再生资源。②降低粉末粒度，细化晶粒。通过获得优异的微结构是获得高性能的重要条件。高磁性能磁体的晶粒微结构应当是：主相晶粒结构均匀，无杂质，无缺陷。主相晶粒之间被富Nd相薄层间隔，隔断交换耦合相互作用。晶粒形状为球状或椭球状，边界完整、光滑，不存在尖锐的角、棱和突起，以降低有效退磁因子。获得这种结构的关键就在于要求钕铁硼粉末制备过程中均匀细小、形貌规则、无凸起和棱角。但是往往在生产过程中，常用的气流磨工艺制备的细粉不均匀，颗粒间粒度相差大，且棱角多，大大降低了磁体的性能。因此，获得形貌规则且粒度细小的钕铁硼粉末是制备高性能磁体的关键所在。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种高性能钕铁硼磁体及其制备方法，通过改善制粉装置中粉末的粒度和形貌，提高钕铁硼永磁材料的性能。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高性能钕铁硼磁体的制备方法，包括如下步骤：(1)制备钕铁硼粗粉；(2)将钕铁硼粗粉放置在制粉装置的气流磨研磨室内，通过喷口向气流磨研磨室内通入高压气体进行一次研磨；(3)在气流磨研磨室内钕铁硼粗粉经过一次研磨后粒径变小，并随着高压气体进入球磨装置中进行二次研磨，经过二次研磨得到的钕铁硼细粉从球磨装置中排出并进入分选轮，最后在分选轮的出料口收集得到钕铁硼细粉；(4)钕铁硼细粉在磁场下取向并压制成型，然后进行等静压得到钕铁硼生坯；(5)所述钕铁硼生坯经过烧结热处理后制得致密的高性能钕铁硼磁体。进一步方案，步骤(1)中，所述钕铁硼粗粉采用熔炼速凝、氢爆工艺制备得到；所述钕铁硼粗粉的平均粒径为0.1～5mm。进一步方案，步骤(4)中，所述磁场的强度为1～4T，所述等静压的压力为100～300Mpa；所述钕铁硼生坯的密度为3.5～5g/cm3。进一步方案，步骤(5)中，所述烧结热处理是在真空烧结炉中进行的，包括高温烧结和两级热处理；高温烧结的温度为1050～1150℃，时间为3～5h；两级热处理的条件分别为850～950℃、3～5h和460～540℃、3～5h。本专利技术的第二个目的是提供上述所述的制备方法制得的高性能钕铁硼磁体。本专利技术的第三个目的是提供一种用于制备上述所述的高性能钕铁硼磁体的制粉装置。所述制粉装置包括气流磨研磨室，安装在气流磨研磨室上方的分选轮，以及安装在气流磨研磨室和分选轮之间的球磨装置；所述球磨装置包括球磨筒体和用于驱动球磨筒体转动的外接电机；所述球磨筒体的周侧开设有供钕铁硼粉末通过的细孔；所述球磨筒体内放置有用于研磨物料的钢球。所述球磨装置整体沿轴转动速度为50～200rpm。进一步方案，所述气流磨研磨室的底部开设有底喷口，所述气流磨研磨室的两侧开设有侧喷口。通过底喷口和两侧的侧喷口输入高压气体从而进行气流磨，高压气体的压力为0.45～0.65MPa；所述分选轮转速为4000～6000rpm。进一步方案，所述球磨筒体的两端通过磁流体和气流磨研磨室连接，其中一端的磁流体与外接电机相连。通过外接电机与磁流体的配合实现球磨筒体旋转的目的。进一步方案，所述钢球为高硬度耐磨球体。可根据需要选用不同大小的钢球进行球磨，钢球的直径为1～5mm。进一步方案，所述细孔的孔经为1～10μm。可通过更换不同型号的球磨筒体以改变细孔大小。本专利技术的原理为：本专利技术利用气流磨工艺和球磨工艺相结合的特点，在传统气流磨研磨室和分选轮中间设有球磨装置，球磨装置包括球磨筒体和用于驱动球磨筒体转动的外接电机，在球磨筒体的周侧开设供钕铁硼粉末通过的细孔。在气流磨研磨室内，初次研磨后的钕铁硼粉末随着高压气体的气流进入球磨装置中进行二次研磨，经过二次研磨得到的钕铁硼细粉从球磨装置中排出并进入分选轮，最后在分选轮的出料口收集得到钕铁硼细粉。本专利技术充分利用了气流磨工艺的高效率制粉和球磨工艺制得粉末形貌优异的优势，制备出粉末细小且形貌更规则的钕铁硼细粉，进而通过后续的压制成型、烧结热处理后获得高性能的钕铁硼磁体。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术制得的钕铁硼细粉比传统气流磨工艺制得的细粉更加细小，形貌更加规则。(2)本专利技术制得的粉末后续烧结过程中，烧结温度区间更宽，磁体具有更高的磁性能。(3)本专利技术制得的磁体显微结构优异，并且可以在不使用或少使用重稀土Dy或Tb的成分基础上，获得优异的磁性能，降低生产成本。附图说明图1为本专利技术制粉装置的结构示意图；附图标记：1-气流磨研磨室，2-底喷口，3、4-侧喷口，5-球磨筒体，6-细孔，7、8-磁流体，9-钢球，10-外接电机，11-分选轮。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作更进一步的说明。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/n(1)制备钕铁硼粗粉；/n(2)将钕铁硼粗粉放置在制粉装置的气流磨研磨室内，通过喷口向气流磨研磨室内通入高压气体进行一次研磨；/n(3)在气流磨研磨室内钕铁硼粗粉经过一次研磨后粒径变小，并随着高压气体进入球磨装置中进行二次研磨，经过二次研磨得到的钕铁硼细粉从球磨装置中排出并进入分选轮，最后在分选轮的出料口收集得到钕铁硼细粉；/n(4)钕铁硼细粉在磁场下取向并压制成型，然后进行等静压得到钕铁硼生坯；/n(5)所述钕铁硼生坯经过烧结热处理后制得致密的高性能钕铁硼磁体。/n

【技术特征摘要】
1.一种高性能钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)制备钕铁硼粗粉；
(2)将钕铁硼粗粉放置在制粉装置的气流磨研磨室内，通过喷口向气流磨研磨室内通入高压气体进行一次研磨；
(3)在气流磨研磨室内钕铁硼粗粉经过一次研磨后粒径变小，并随着高压气体进入球磨装置中进行二次研磨，经过二次研磨得到的钕铁硼细粉从球磨装置中排出并进入分选轮，最后在分选轮的出料口收集得到钕铁硼细粉；
(4)钕铁硼细粉在磁场下取向并压制成型，然后进行等静压得到钕铁硼生坯；
(5)所述钕铁硼生坯经过烧结热处理后制得致密的高性能钕铁硼磁体。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述钕铁硼粗粉采用熔炼速凝、氢爆工艺制备得到；所述钕铁硼粗粉的平均粒经为0.1～5mm。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述磁场的强度为1～4T，所述等静压的压力为100～300Mpa；所述钕铁硼生坯的密度为3.5～5g/cm3。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，所述烧结热处理是在真空烧结炉中进行的，包括高温烧结和两级...

【专利技术属性】
技术研发人员：查善顺，刘友好，黄秀莲，陈静武，衣晓飞，熊永飞，
申请(专利权)人：安徽大地熊新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34