一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法和应用。本发明专利技术公开的制备方法包括：将原料经熔炼、铸造、粉碎、成型、烧结和时效处理；铸造采用速凝铸片法；其中铜锟转速为2m/s～4m/s，冷却水温度为5℃～15℃；烧结钕铁硼磁体材料的原料包括：B，0.88％～0.93％；X，0.05％～0.45％，X为Zr和/或Ti；Ga，0.3％～0.7％；Y，28％～31％，Y为Pr和/或Nd；Z，0％～2％，Z为Dy和/或Tb；Cu，0.2％～1％；Co，0％～1％；Al，0％～1％；Fe，余量。该烧结钕铁硼磁体材料机械强度高，能够降低其在机加工时的不良率，从而减少其加工成本。从而减少其加工成本。从而减少其加工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着近年来新能源汽车在全世界范围的大力推广，锂电池、永磁同步电机等的需求量也随之日益剧增。在这之中，烧结钕铁硼磁体材料作为当之无愧的“磁王”，在永磁同步电机中扮演着十分重要的角色。
[0003]然而，烧结钕铁硼磁体材料的机械力学性能很差，在机加工时容易发生断裂，不良率较高，特别是对于微小产品的加工，成品率更低。因此，对烧结钕铁硼磁体材料的机械力学性能进行改善，提高其机械强度，能够有效降低烧结钕铁硼磁体材料在机加工时由于不良率高而导致的高昂的成本。
[0004]实际上，烧结钕铁硼磁体材料是一种本征脆性材料，其典型的微观组织结构为富钕晶界相包裹着四方主相。其中，四方相为典型的金属间化合物，晶体结构十分复杂，没有滑移系，因而缺乏塑性，但是强度和硬度均较高；而富钕相具有一定的塑性，但强度和硬度远低于脆性的四方相。正是这样的结构特点，使得钕铁硼在断裂时，裂纹将不可避免地沿着薄弱的富钕相扩展，使最终的断口表现为沿晶断裂，从而导致烧结钕铁硼磁体材料的机械强度很差。因此，如果能够使钕铁硼磁体材料在断裂时，裂纹在强度较高的四方相内部扩展，那么将很大程度上改善烧结钕铁硼磁体材料的机械强度。
[0005]然而，虽然目前已有大量关于提高烧结钕铁硼磁体材料机械强度的方法，但是都没能从本质上对烧结钕铁硼磁体材料脆性较高的原因进行改良。实际上，各种合金元素虽然能够在一定程度上使钕铁硼磁体材料的机械强度得到改善，但都难以使裂纹扩展的行为产生改变，也就难以从根本上提高烧结钕铁硼磁体材料的机械强度。
[0006]因此，开发出一种从根本上提高烧结钕铁硼磁体材料机械强度的方法，降低烧结钕铁硼磁体材料在机加工时的不良率，减少烧结钕铁硼磁体材料的加工成本成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术中烧结钕铁硼磁体材料机械强度低，在机加工时不良率高的问题，而提供了一种钕铁硼磁体材料及其制备方法和应用。本专利技术的烧结钕铁硼磁体材料机械强度高，能够降低烧结钕铁硼磁体材料在机加工时的不良率，从而减少烧结钕铁硼磁体材料的加工成本。
[0008]本专利技术主要是通过以下技术手段解决上述技术问题的。
[0009]本专利技术提供了一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，其包括以下步骤：将烧结钕铁硼磁体材料的原料混合物依次经熔炼、铸造、粉碎、成型、烧结和时效处理，制得烧结钕铁硼磁体材料；
[0010]其中，所述铸造采用速凝铸片法；所述速凝铸片法中，铜锟转速为2m/s～4m/s，冷
却水温度为5℃～15℃；
[0011]所述烧结钕铁硼磁体材料，其原料包括以下组分：
[0012]B，0.88％～0.93％；
[0013]X，0.05％～0.45％，所述X为Zr和Ti中的一种或两种；
[0014]Ga，0.3％～0.7％；
[0015]Y，28％～31％，所述Y为Pr和Nd中的一种或两种；
[0016]Z，0％～2％，所述Z为Dy和Tb中的一种或两种；
[0017]Cu，0.2％～1％；
[0018]Co，0％～1％；
[0019]Al，0％～1％；
[0020]Fe，余量；
[0021]其中，％是指各组分的质量占所述烧结钕铁硼磁体材料所有原料总质量的质量百分比；各组分的质量百分比之和为100％。
[0022]本专利技术中，所述速凝铸片法中，所述速凝片厚度较佳地为0.1mm～0.25mm；例如为0.1mm～0.2mm。
[0023]本专利技术中，所述速凝铸片法中，所述铜锟转速较佳地为2.5m/s～3.5m/s，例如2.5m/s。
[0024]本专利技术中，所述速凝铸片法中，所述冷却水温度较佳地为5℃～10℃，例如8℃。
[0025]本专利技术中，所述B的含量较佳地为0.9％～0.92％，例如0.91％～0.92％；％是指B的质量占所述烧结钕铁硼磁体材料所有原料总质量的质量百分比。
[0026]本专利技术中，所述X的含量较佳地为0.15％～0.35％，例如0.2％～0.35％；％是指X占所述烧结钕铁硼磁体材料原料总质量的质量百分比。
[0027]本专利技术中，所述Ga的含量较佳地为0.4％～0.6％，例如0.5％～0.6％；％是指Ga占所述烧结钕铁硼磁体材料所有原料总质量的质量百分比。
[0028]本专利技术中，所述Y的含量较佳地为29.8％～30.5％；％是指占Y所述烧结钕铁硼磁体材料所有原料总质量的质量百分比。优选地，Y为Nd。
[0029]本专利技术中，所述Co的含量较佳地为0.3％～0.5％；％是指Co占所述烧结钕铁硼磁体材料所有原料总质量的质量百分比。
[0030]本专利技术中，所述Cu的含量较佳地为0.5％～0.7％；％是指Cu占所述烧结钕铁硼磁体材料所有原料总质量的质量百分比。
[0031]本专利技术中，所述Al的含量较佳地为0～0.5％；％是指Al占所述烧结钕铁硼磁体材料所有原料总质量的质量百分比。
[0032]本专利技术中，所述Fe的含量为61.92％～70.57％；较佳地为65.93％～67.45％；％是指Fe占所述烧结钕铁硼磁体材料所有原料总质量的质量百分比。
[0033]本专利技术某一较佳实施例中，所述烧结钕铁硼磁体材料，其原料包括以下组分：0.91％的B、0.2％的Ti、0.5％的Ga、29.8％的Nd、0.5％的Co、0.5％的Cu、0.5％的Al和67.09％的Fe；其中％是指各组分的质量占所述烧结钕铁硼磁体材料原料总质量的质量百分比(各组分的质量百分比之和为100％)。
[0034]本专利技术某一较佳实施例中，所述烧结钕铁硼磁体材料，其原料包括以下组分：
0.92％的B、0.35％的Zr、0.6％的Ga、30.5％的Nd、0.3％的Co、0.7％的Cu和66.63％的Fe；其中％是指各组分的质量占所述烧结钕铁硼磁体材料原料总质量的质量百分比(各组分的质量百分比之和为100％)。
[0035]较佳地，所述烧结钕铁硼磁体材料的原料由以下组分组成：所述的B、所述的X、所述的Ga、所述的Y、所述的Z、所述的Cu、所述的Co、所述的Al和所述的Fe。
[0036]本专利技术中，所述熔炼的工艺可为本领域常规。
[0037]其中，所述熔炼的真空度例如为5
×
10
‑2Pa。
[0038]所述熔炼的温度例如在1550℃以下，例如1540℃。
[0039]本专利技术中，所述铸造的温度可为1390～1460℃，例如1410℃。
[0040]本专利技术中，所述粉碎的工艺可为本领域常规。
[0041]其中，所述粉碎一般包括氢破粉碎和气流磨粉碎。
[0042]所述氢破粉碎的工艺一般可为依次经吸氢、脱氢和冷却处理。
[0043]所述吸氢可在氢气压力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：将烧结钕铁硼磁体材料的原料混合物依次经熔炼、铸造、粉碎、成型、烧结和时效处理，制得烧结钕铁硼磁体材料；其中，所述铸造采用速凝铸片法；所述速凝铸片法中，铜锟转速为2m/s～4m/s，冷却水温度为5℃～15℃；所述烧结钕铁硼磁体材料，其原料包括以下组分：B，0.88％～0.93％；X，0.05％～0.45％，所述X为Zr和Ti中的一种或两种；Ga，0.3％～0.7％；Y，28％～31％，所述Y为Pr和Nd中的一种或两种；Z，0％～2％，所述Z为Dy和Tb中的一种或两种；Cu，0.2％～1％；Co，0％～1％；Al，0％～1％；Fe，余量；其中，％是指各组分的质量占所述烧结钕铁硼磁体材料所有原料总质量的质量百分比；各组分的质量百分比之和为100％。2.如权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，其特征在于，所述速凝铸片法中，速凝片厚度为0.1mm～0.25mm；和/或，所述速凝铸片法中，所述铜锟转速为2.5m/s～3.5m/s；和/或，所述速凝铸片法中，所述冷却水温度为5℃～10℃；和/或，所述熔炼的真空度为5
×
10
‑2Pa；和/或，所述熔炼的温度在1550℃以下；和/或，所述铸造的温度为1390～1460℃；和/或，所述粉碎包括氢破粉碎和气流磨粉碎；和/或，所述成型采用磁场成型法；和/或，所述烧结的真空度为5
×
10
‑3Pa；和/或，所述烧结的温度为1000～1100℃；和/或，所述烧结的时间为4～8h；和/或，所述时效处理包括二级时效处理。3.如权利要求2所述的烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，其特征在于，所述速凝铸片法中，所述速凝片厚度为0.1mm～0.2mm；和/或，所述速凝铸片法中，所述铜锟转速为2.5m/s；和/或，所述速凝铸片法中，所述冷却水温度为8℃；和/或，所述熔炼的温度为1540℃；和/或，所述铸造的温度为1410℃；和/或，所述氢破粉碎的工艺为依次经吸氢、脱氢和冷却处理；所述吸氢在氢气压力0.085MPa的条件下进行；所述脱氢在边抽真空边升温的条件下进行；所述脱氢的温度为480～520℃，例如500℃；
和/或，所述气流磨粉碎时的气体氛围为氧化气体含量在100ppm以下，所述氧化气体含量是指氧气和/或水分的含量；和/或，所述磁场成型法的强度为1.8～2.5T；和/或，所述烧结的温度为1080℃；和/或，所述烧结的时间为6h；和/或，所述二级时效处理，其中，第一级时效温度为880℃～920℃，例如880℃；第二级时效温度为440℃～520℃，例如490℃；所述第一级时效处理的时间为2～4h，例如3h；所述第二级时效处理的时间为1～4h，例如3h。4.如权利要求1所述的烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，其特征在于，所述B的含量为0.9％～0.92％，例如0.91％～0.92％；和/或，所述X的含量为0.15％～0.35％，例如0.2％～0.35％；和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾健，黄欣，施尧，师大伟，黄清芳，
申请(专利权)人：厦门钨业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：