一种低成本制备N38M型烧结钕铁硼磁材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种低成本制备N38M型烧结钕铁硼磁材料的方法，其具体步骤为：S1：准备质量分数为78~82%的38M废料、0.08~0.12%的抗氧化剂、0.08~0.12%的汽油，余量为混合金属新料；S2：熔炼混合金属新料，得条带合金；S3：将条带合金氢破碎处理，得粗破碎粉；将粗破碎粉和38M废料气流磨破碎，得到磁微粉；S4：磁微粉压型成坯；S5：在氮气保护下将毛坯真空烧结；本发明专利技术的磁性材料具有磁性能高的优点；另外，本发明专利技术的制备方法具有低成本制备N38M型烧结钕铁硼磁材料的优点。

A low cost method to prepare n38m sintered NdFeB magnetic material

【技术实现步骤摘要】
一种低成本制备N38M型烧结钕铁硼磁材料的方法
本专利技术涉及磁性材料及其生产的
，更具体地说，它涉及一种低成本制备N38M型烧结钕铁硼磁材料的方法。
技术介绍
作为第三代稀土永磁的代表，烧结Nd-Fe-B磁体是一种采用粉末冶金方法制备的多相材料，具有优异的磁性能：理论磁能积(BH)max高达512KJ/m3(64MGOe)，饱和磁极化强度Js约为1.6T，磁晶各向异性场HA约为7.3T，居里温度Tc＝312℃。Nd2F14B相是烧结Nd-F-B永磁材料的主相，决定了磁体的内禀磁性能。但是这只是烧结Nd-Fe-B永磁材料的理论磁性能；在实际的生产过程中由于在烧结工艺中存在较大的磁能损失，其实际的磁性能并没有那么高。目前体现永磁材料磁性能的性能参数主要为剩磁Br、内禀矫顽力Hcj、磁能积(BH)max。为了进一步提高实际生产中制备得到的永磁材料的磁性能，会在制备永磁材料的原料转中添加重稀土元素，如镝、铽等，以获得更高的内禀矫顽力和磁积能。授权公告号为CN104979062B的专利技术专利公开了一种烧结镨铁硼永磁体材料及其生产方法，制备原料中添加了镝、铽、钴、铜、铝、镓、铌和锆等其中一种或几种，制备得到的永磁体材料的剩磁Br为12.8-14kGs，内禀矫顽力Hcj为14-18kOe。目前烧结钕铁硼磁材料的牌号主要有以下几类：N30～N52；30H～50H；30SH～50SH；28UH～40UH；30EH～35EH等，其市场的需求量是比较大的，由于烧结钕铁硼磁材料较好的磁性能，可广泛用于国防、通讯、风能发电、混合动力汽车以及医疗设备等领域。N38M型永磁材料作为一种重要的磁材料，制备N38M型钕铁硼磁材料的原料中的稀土金属原料在使用过程中被逐渐被消耗，其不可再生，因此随着市场需求的增大，稀土金属的剩余量减少，随之而来的是生产成本变高。而在制备型永磁材料永磁体材料的过程中，往往会在氢破碎等工艺之后出现部分废料，但是又不能直接用于N38M型永磁材料的制备，往往会弃去，造成较大的经济损失。因此提供一种利用38M废料生产成本低的N38M型永磁材料的制备工艺是十分必要的。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种低成本制备N38M型烧结钕铁硼磁材料的方法，其具有通过废料的合理利用，在低成本的情况下制备出符合标准的N38M型烧结钕铁硼磁材料的优点。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种低成本制备N38M型烧结钕铁硼磁材料的方法，包括以下步骤：S1：准备质量分数为78～82％的38M废料、0.08～0.12％的抗氧化剂、0.08～0.12％的汽油，余量为混合金属新料；S2：在真空条件下熔炼上述的混合金属新料，调整铜辊转速，得到条带合金；S3：将上述条带合金进行氢破碎处理，得到粗破碎粉末；然后将粗破碎粉末置于氮气的保护下，添加38M废料之后在气流磨中制备微粉，此处添加抗氧化剂和汽油，控制分选轮的转速以及氧含量，使得到的磁微粉的平均粒度控制在2.5～3.5um；S4：在充满氮气的容器中混合微粉，然后将混好的磁微粉在惰性气体的保护下压型成毛坯；S5：在氮气气氛保护下将压制好的毛坯放入真空烧结炉中进行烧结，首先在1065～1105℃下烧结5～5.5h，随后在880～920℃下烧结2～3h，随后在480～520℃下烧结5～6h，最后冷却至80～100℃，出炉即可；所述38M废料的具体成分为：镨钕合金28.5～29.5％，钆铁2～2.5％，硼4.9～5.6％，铜0.18～0.23％，铝0.5～0.8％，锆0.15～0.2％，钴0.4～0.5％，金属铈2.5～3.5％，铁为余量；所述混合金属新料包含以下质量百分比的原料：镨钕合金27～31％；金属铈2.5～3.3％；钆铁1.74～2.14％；硼4.74～5.74％；铜0.16～0.22％；铝0.53～0.93％；锆0.16～0.22％；钴0.41～0.55％；合金铁0.092～0.1％；铁55.2～63.2％。通过采用上述技术方案，在常规的制备Nd-Fe-B永磁体的过程中，在其最初始的原料中添加镝、钆、锆等金属。金属过渡元素(铁、钴、镍等)等的磁性原子间的交换作用能强、居里温度Tc高、饱和磁化强度Ms高，但各向异性场HA和矫顽力H较低；而金属稀土元素，原子交换作用能弱，居里温度Tc普遍低于室温温度。排在钆之前的镨、钕等轻稀土金属与过渡金属铁混合后制备得到的材料饱和磁化强度高，但是矫顽力低；但是排在钆之后的镝(重稀土金属)与过渡金属混合后制备得到的材料的矫顽力高，但是饱和磁化强度低。因此将钆、镨、钕等金属与铁按照一定的比例混合，来制备得到矫顽力以及剩磁较大的磁材料。其次，磁性材料的制备原料从本质上来讲是多种合金材料的混合，多相合金制备磁性材料使得磁性材料的内禀矫顽力、剩磁等磁性能有所提高。而在制备磁材料的原料中加入38M废料，首先将制备磁性材料的过程中废料的重复利用，使得生产成本降低；其次，将不同的合金原料之间混合后，多种合金原料之间相互影响，初始的混合金属新料主要提供磁性，保证原料较好的磁性能，而添加的废料合金一方面在补充磁性材料的同时主要起到烧结助剂的作用，另一方面使得制出的磁性材料的矫顽力和剩磁更高，氧含量更少，耐腐烛性能也更好。进一步地，所述抗氧化剂为油酸。通过采用上述技术方案，将油酸添加到气流磨的时候，油酸与破碎粉末颗粒之间相互碰撞，使得破碎粉末颗粒的表面包覆一层厚度约为5～8mm的抗氧化剂薄膜，具有以下作用：首先，防止破碎粉末颗粒与空气之间接触后被氧化；其次，减弱破碎粉末颗粒之间的静磁作用，减少破碎粉末颗粒之间的团聚，起分散作用；同时，增加粗破碎粉末颗粒的流动性与移动性，有一定的润滑作用；最后，有利于破碎粉末颗粒在磁场中的取向，提高取向度，使得最终磁材料的性能有所提高；除此以外，油酸在烧结的时候会全部挥发，不会残留在磁材料内，避免增碳。进一步地，所述步骤S2中的熔炼温度为1350～1500℃，熔炼时铜辊转速为45～65m/s。通过采用上述技术方案，在这样的铜辊转速下，得到的条带合金具有片状柱状晶结构，阻止了晶在铸片中α-Fe的过多产生，富钕相均匀分布，合金晶粒细小，在氧爆和气流磨制粉后，可形成单晶粉末且有富钕相均匀包围，使粉粒定向排列最佳，从而提髙磁性材料的剩磁；除此以外，富钕相均匀分布有利于在较低烧结温度下得到高密度、高矫顽力的磁性材料。进一步地，所述步骤S2中得到的条带合金的厚度为0.25～0.5mm。通过采用上述技术方案，在这样的厚度之下，首先条带合金具有片状柱状晶结构，其富钕相均匀分布，在条带合金较薄的情况下，有利于后期的氢破碎工艺：氢气能够顺利沿富钕相进入条带合金中，使得条带合金膨胀爆裂，使得氢破工艺进行得更加顺利。进一步地，所述步骤S3中的控制混合金属新料的分选轮转速为3500～5000rad/min，氧含量为50～100ppm；控制38M废料的分选轮转速为3500～4500rad/min，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本制备N38M型烧结钕铁硼磁材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：准备质量分数为78~82%的38M废料、0.08~0.12%的抗氧化剂、0.08~0.12%的汽油，余量为混合金属新料；/nS2：在真空条件下熔炼上述的混合金属新料，调整铜辊转速，得到条带合金；/nS3：将上述条带合金进行氢破碎处理，得到粗破碎粉末；然后将粗破碎粉末置于氮气的保护下，添加38M废料之后在气流磨中制备微粉，此处添加抗氧化剂和汽油，控制分选轮的转速以及氧含量，使得到的磁微粉的平均粒度控制在2.5~3.5 um；/nS4：在充满氮气的容器中混合微粉，然后将混好的磁微粉在惰性气体的保护下压型成毛坯；/nS5：在氮气气氛保护下将压制好的毛坯放入真空烧结炉中进行烧结，首先在1065~1105℃下烧结5~5.5 h，随后在880~920℃下烧结2~3 h，随后在480~520℃下烧结5~6 h，最后冷却至80~100℃，出炉即可；/n所述38M废料的具体成分为：镨钕合金28.5~29.5%，钆铁2~2.5%，硼4.9~5.6%，铜0.18~0.23%，铝0.5~0.8%，锆0.15~0.2%，钴0.4~0.5%，金属铈2.5~3.5%，铁为余量；/n所述混合金属新料包含以下质量百分比的原料：镨钕合金 27~31%；金属铈 2.5~3.3%；钆铁 1.74~2.14%；硼4.74~5.74%；铜 0.16~0.22%；铝 0.53~0.93%；锆 0.16~0.22%；钴0.41~0.55%；合金铁 0.092~0.1%；铁 55.2~63.2%。/n...

【技术特征摘要】
1.一种低成本制备N38M型烧结钕铁硼磁材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：准备质量分数为78~82%的38M废料、0.08~0.12%的抗氧化剂、0.08~0.12%的汽油，余量为混合金属新料；
S2：在真空条件下熔炼上述的混合金属新料，调整铜辊转速，得到条带合金；
S3：将上述条带合金进行氢破碎处理，得到粗破碎粉末；然后将粗破碎粉末置于氮气的保护下，添加38M废料之后在气流磨中制备微粉，此处添加抗氧化剂和汽油，控制分选轮的转速以及氧含量，使得到的磁微粉的平均粒度控制在2.5~3.5um；
S4：在充满氮气的容器中混合微粉，然后将混好的磁微粉在惰性气体的保护下压型成毛坯；
S5：在氮气气氛保护下将压制好的毛坯放入真空烧结炉中进行烧结，首先在1065~1105℃下烧结5~5.5h，随后在880~920℃下烧结2~3h，随后在480~520℃下烧结5~6h，最后冷却至80~100℃，出炉即可；
所述38M废料的具体成分为：镨钕合金28.5~29.5%，钆铁2~2.5%，硼4.9~5.6%，铜0.18~0.23%，铝0.5~0.8%，锆0.15~0.2%，钴0.4~0.5%，金属铈2.5~3.5%，铁为余量；
所述混合金属新料包含以下质量百分比的原料：镨钕合金27~31%；金属铈2.5~3.3%；钆铁1.74~2.14%；硼4.74~5.74%；铜0.16~0.22%；铝0.53~0.93%；锆0.16~0.22%；钴0.41~0.55%；合金铁0.092~0.1%；铁55.2~63.2%。

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建贞，胡建新，胡泽君，
申请(专利权)人：慈溪市恒韵照明有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33