System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法及应用技术_技高网

一种烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法及应用技术

技术编号:41311719 阅读:8 留言:0更新日期:2024-05-13 14:54
本发明专利技术提供了一种烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法及应用,涉及永磁材料技术领域。具体而言,以质量百分比计,所述烧结型钕铈铁硼永磁材料的通式为(PrNd)aCebFebalBcCudAleZrfTigCoh,a~h分别存在特定的取值区间;筛分并得到钕铈铁硼永磁材料中的磁性能不合格的坯料,将所述坯料依次进行二次真空一级回火处理和二次真空二级回火处理,得到磁性能复原的钕铈铁硼永磁材料,两次二次回火处理均存在特定的温度和保温范围。本发明专利技术针对于高丰度钕铈铁硼永磁材料中基于冷等静压工序的水介质被污染的、磁性能不合格的低性能坯料进行了修复,在材料成本和性能改进方面存在显著效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及永磁材料,具体而言,涉及一种烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法及应用


技术介绍

1、烧结型钕铈铁硼是第三代稀土永磁材料;作为目前人类专利技术的室温磁性能最高的稀土永磁材料,已经被广泛应用于新一代信息技术产业、智能制造、航空航天装备、风力发电、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、生物医药及高性能医疗器械等众多高科技领域。由于地壳中丰度最高的稀土元素是铈(ce),因此通常情况下,在永磁材料中ce占据稀土总量(prnd金属和ce的总量)的30wt.%以上时就可以被称为“高丰度稀土永磁材料”,或者“钕铈铁硼稀土永磁材料”。

2、烧结高丰度稀土永磁材料的毛坯通常由以下工艺制备得到:首先是按照配方要求配备prnd金属、ce、fe与b等原料,通过真空感应熔炼并得到速凝片;然后将速凝片吸氢破碎,再加热脱氢;将得到的氢破粉进行气流磨制备气流磨粉;再将气流磨粉经过磁场下的取向成型后,退磁得到压坯,然后进行真空包装;将真空包装后的压坯进行冷等静压;将“冷等静压坯”在低氧环境下被剥除包装袋,而后进行真空烧结、真空一级回火和真空二级回火,进而得到高丰度稀土永磁材料毛坯。

3、对于上述涉及的冷等静压技术(cold isostatic pressing,cip)是指在常温下通常用橡胶或塑料作包套模具材料,以液体为压力介质使得粉体材料成型,为进一步烧结、煅造或热等静压等工序提供坯体的技术手段。近年来,随着人们对环境保护意识的不断提高,环保问题已经成为了烧结钕铈铁硼企业发展面临的严峻挑战,所以在制备烧结钕铈铁硼的冷等静压工序,所使用的压力介质也已经由120#变压器油变更成了水。这种替换存在两个优点:一是环保,消除了120#变压器油使用后变为废油的处理问题;二是避免了质量风险,因为基于水介质生产的、被水浸入的冷等静压坯在低氧环境下的剥料工序无法被发现存在异常,再经过后续的真空烧结、真空一级回火和真空二级回火以后,毛坯会明显炸裂,这样就完全避免了将被介质水污染的毛坯交付时的质量问题。相比较而言,基于油介质生产的、被油浸入的“冷等静压坯”在低氧环境下的剥料工序也不能发现异常,再经过真空烧结、真空一级回火和真空二级回火以后,毛坯跟没有被油浸入的正常质量的稀土永磁材料毛坯相比没有任何外观区别,更不会出现水基介质所带来的毛坯炸裂现象,但是,其性能(包括磁性能、力学性能)可能不合格,所以就会流转并混于交付成品中,在商业或后续生产方面存在一系列恶劣后果。

4、如上所述,被水浸入的冷等静压坯在低氧环境下的剥料工序并不能被发现存在异常,所以会跟正常的冷等静压坯一并流转并进行后续的烧结工序;同时,为了减少稀土元素在高温、持续抽真空条件下的挥发(ce比nd更易挥发),优化钕铈铁硼的磁性能,将坯料放入石墨料盒,加石墨盖后入炉,进行真空烧结;但由于存在被水浸入的冷等静压坯,石墨盒(或是任意的封闭反应容器内)存在局部温场的紊乱和氧气气氛的失调,由此导致该石墨盒中未被水浸入的冷等静压坯与正常的冷等静压坯相比,其微观组织结构达不到其应然的状态;尽管剩磁(br)基本没有变化,但是磁感应矫顽力(hcb)、内禀矫顽力(hcj)和方形度(hk/hcj)会变差,导致磁性能不合格;尤其是方形度会低于95%,基于国家标准gb/t 13560-2017中明确要求n牌号烧结钕铁硼永磁材料的方形度要≥95%,因此即使想降档销售,也做不到。

5、绝大多数情况下,本领域技术人员会把上述不合格毛坯重新依次进行颚式破碎、中破碎等机械破碎得到毫米级粒径的颗粒,掺入到速凝带中进行后续的加工成毛坯的工艺。但是,这样将产生一系列不可避免的问题:一是会直接恶化产品的氧含量;二是掺入量的多少会直接影响产品的磁性能,带来产品性能不合格的风险;三是会影响毛坯的收缩率和加工余量,延误产品交期;四是会加大向气流磨粉中引入粗颗粒的风险,增加烧坯隐裂纹出现的概率;五是会恶化气流磨设备分选轮的磨损,降低生产效率等等。为保证永磁材料质量,也可以将其直接出售给废料回收厂家,但这也会造成较高的成本负担。

6、综上所述,针对由与被水侵浸入的冷等静压坯共处一个石墨盒造成,因局部温场的紊乱和氧气气氛的失调,而得到的导致钕铁硼毛坯磁性能不合格的问题,现有技术还无法直接将其复原成磁性能合格的钕铈铁硼毛坯产品。有鉴于此,特提出本专利技术。


技术实现思路

1、本专利技术的第一目的在于提供一种烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法,针对于高丰度钕铈铁硼永磁材料,用于弥补现行工艺中针对被水浸入的冷等静压坯因局部温场的紊乱和氧气气氛的失调而得到的磁性能不合格的钕铈铁硼毛坯无法得到有效复原的技术空白。

2、本专利技术的第二目的在于提供所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法所得到的复原型钕铈铁硼永磁材料。

3、本专利技术的第三目的在于提供一种烧结型钕铈铁硼永磁材料的制备方法。

4、为了实现本专利技术的上述目的,特采用以下技术方案:

5、一种烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法,以质量百分比计,所述烧结型钕铈铁硼永磁材料的通式为(prnd)acebfebalbccudalezrftigcoh,且分子式的prnd中pr与nd的质量比为25%:75%;

6、16.8≤a≤21.9,10.9≤b≤15.7,0.93≤c≤0.95,0.47≤d≤0.49,0.59≤e≤0.61,0.19≤f≤0.21,0.23≤g≤0.25,0.29≤h≤0.31;以质量百分比之和为100%计,bal为余量;且32.5≤a+b≤32.8;

7、筛分并得到所述烧结型钕铈铁硼永磁材料中的磁性能不合格的坯料,将所述坯料依次进行二次真空一级回火处理和二次真空二级回火处理,得到磁性能复原的钕铈铁硼永磁材料;

8、所述二次真空一级回火处理的温度为860℃~880℃,热处理时间为3.5h~4.5h;

9、所述二次真空二级回火处理的温度为620℃~640℃,热处理时间为3.5h~4.5h。

10、一种烧结型钕铈铁硼永磁材料,根据所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法所制备得到。

11、一种烧结型钕铈铁硼永磁材料的制备方法,包括所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法。

12、与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:

13、本专利技术通过一种简单便捷的工艺即可实现:针对“被污染”的磁性能不合格的基于正常的“冷等静压坯”制备的已经过真空烧结、真空一级回火和真空二级回火的钕铈铁硼毛坯的复原。针对本专利技术特定通式的烧结型钕铈铁硼永磁材料,无论是进行多次烧结或是单次回火都无法使其性能复原。

14、在本专利技术中除去特定的工艺流程外,还着重创新性地改变了cu和al的含量(分别为0.47wt.%~0.49wt.%和0.59wt.%~0.61wt.%),对于这两种元素的范围限定,经实验验证时无法是超出这个范围或是低于这个范围,本专利技术均无法实现磁性能的复原。只有协同发挥cu本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法,其特征在于,以质量百分比计,所述烧结型钕铈铁硼永磁材料的通式为(PrNd)aCebFebalBcCudAleZrfTigCoh,且分子式的PrNd中Pr与Nd的质量比为25%:75%;

2.根据权利要求1所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法,其特征在于,所述烧结型钕铁硼永磁材料的制备方法中包括成型和回火;其中,所述成型包括冷等静压,所述回火包括真空一级回火和真空二级回火。

3.根据权利要求1所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法,其特征在于,所述磁性能不合格的坯料的筛分方法包括:检查装有所述烧结型钕铁硼永磁材料的容器,当所述容器内出现炸裂的坯料时,所述容器内非炸裂的其他全部坯料为所述磁性能不合格的坯料;

4.根据权利要求1所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法,其特征在于,所述磁性能复原的钕铈铁硼永磁材料的磁性能包括:内禀矫顽力HcJ≥12.8kOe,方形度Hk/HcJ≥97%,最大磁能积(BH)max≥33MGOe。

5.如权利要求1~4任一项所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法所制备得到的烧结型钕铈铁硼永磁材料。

6.一种烧结型钕铈铁硼永磁材料的制备方法,其特征在于,包括如权利要求1~4任一项所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法。

7.根据权利要求6所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:

8.根据权利要求6所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的制备方法,其特征在于,所述原料包括:PrNd合金,以及Ce、Fe、B、Cu、Al、Zr、Ti、Co的对应单质;

9.根据权利要求6所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的制备方法,其特征在于,所述冷等静压的压力≥180MPa,所述冷等静压的保压时间≥30s。

10.根据权利要求6所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的制备方法,其特征在于,所述真空烧结处理的温度为1040℃~1060℃,热处理时间为4h~6h;

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【技术特征摘要】

1.一种烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法,其特征在于,以质量百分比计,所述烧结型钕铈铁硼永磁材料的通式为(prnd)acebfebalbccudalezrftigcoh,且分子式的prnd中pr与nd的质量比为25%:75%;

2.根据权利要求1所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法,其特征在于,所述烧结型钕铁硼永磁材料的制备方法中包括成型和回火;其中,所述成型包括冷等静压,所述回火包括真空一级回火和真空二级回火。

3.根据权利要求1所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法,其特征在于,所述磁性能不合格的坯料的筛分方法包括:检查装有所述烧结型钕铁硼永磁材料的容器,当所述容器内出现炸裂的坯料时,所述容器内非炸裂的其他全部坯料为所述磁性能不合格的坯料;

4.根据权利要求1所述的烧结型钕铈铁硼永磁材料的磁性能复原方法,其特征在于,所述磁性能复原的钕铈铁硼永磁材料的磁性能包括:内禀矫顽力hcj≥12.8koe,方形度hk/hcj≥97%...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙威黄书林曹玉杰张鹏杰
申请(专利权)人:矿冶科技集团有限公司
类型:发明
国别省市:

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