一种烧结用Nd-Fe-B系稀土永磁合金粉末及烧结工艺制造技术

本发明专利技术提供一种烧结用Nd-Fe-B系稀土永磁合金粉末及烧结工艺，所述合金粉末具有以原子百分含量计，Nd 15.0-18.0、B 5.0-6.0、Al 0.2-0.3、Co 7.0-10.0、Nb 0.5-0.8、Zr 0.1-0.3、Cu 0.2-0.4、Dy 3.0-5.0，余量为Fe和不可避免的杂质的组成，所述烧结工艺是将粉末在磁场中进行生坯压制，随后进行烧结，烧结后再进行时效处理。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种烧结用Nd-Fe-B系稀土永磁合金粉末及烧结工艺，所述合金粉末具有以原子百分含量计，Nd?15.0-18.0、B?5.0-6.0、Al?0.2-0.3、Co?7.0-10.0、Nb?0.5-0.8、Zr?0.1-0.3、Cu?0.2-0.4、Dy?3.0-5.0，余量为Fe和不可避免的杂质的组成，所述烧结工艺是将粉末在磁场中进行生坯压制，随后进行烧结，烧结后再进行时效处理。【专利说明】—种烧结用Nd-Fe-B系稀土永磁合金粉末及烧结工艺
本专利技术涉及稀土永磁材料的
，特别是提供一种烧结用Nd-Fe-B系稀土永磁合金粉末及烧结工艺。
技术介绍
永磁材料作为现代工业与科学技术中应用最为广泛的一种功能材料，主要包括铝镍钴永磁材料、铁氧体永磁材料、稀土永磁材料和其他的永磁材料等。其中稀土类永磁材料是稀土金属和过渡金属形成的合金经过一定的工艺制成，是目前综合性能最好的一类永磁材料。而烧结钕铁硼永磁材料作为稀土永磁材料的代表，是以钕(Nd)、铁(Fe)、硼(B)为基本原料，根据需要添加少量其他合金元素，应用粉末冶金技术制造的一种铁基永磁材料。由于其主要是由铁和价格相对低廉、资源相对丰富的钕、硼三种元素组合而成，可相对廉价制备得到，同时还具有非常优异的磁性能，具有极高的性价比，因此被广泛使用于电子设备、复合动力汽车用马达及发电机等各个领域。然而现有的烧结钕铁硼永磁材料也存在一定的问题，首先是其居里温度比较低，通常小于300°C，这使得它的工作使用温度受到极大的限制，从而在很大程度上制约了其更为广泛的应用；再者其是典型的硬脆材料，加工性能较差，常常由于需要将产品加工成特定形状而导致材料的破坏和磁性能的恶化。
技术实现思路
本专利技术的目的即在于提供一种新型的用于制备烧结Nd-Fe-B系稀土永磁材料的磁性粉末，本专利技术通过适当的合金元素选取及最佳的添加量，以及与之相匹配的制备工艺，获得了性能优异的烧结用钕铁硼永磁材料粉末。本专利技术中的烧结用Nd-Fe-B系稀土永磁合金粉末具体制备方法如下:一)双合金备料:合金一由兀素Nd、Fe、B、Al、Co、Nb、Zr、Cu所组成，合金二由兀素Dy、Fe、B、Al、Co、Nb、Zr、Cu所组成，其中除稀土元素外，其余元素的含量与所述Nd_Fe_B系稀土永磁合金相同，以满足Nd-Fe-B系稀土永磁合金的组分为条件调配合金一和合金二的比例，所Nd-Fe-B系稀土永磁合金的组分为:以原子百分含量计，Ndl5.0-18.0、B5.0-6.0、A10.2-0.3、Co7.0-10.0、Nb0.5-0.8、Zr0.1-0.3、Cu0.2-0.4、Dy3.0-5.0，余量为 Fe 和不可避免的杂质。二)合金一粉末的制备:1)熔炼，将配备好的合金一原料放入真空感应熔炼炉中，将熔炼炉抽真空至15-20Pa并加温熔炼直至温度升温至1000-1050°C时开始充入氩气至压强为0.1-0.3MPa，随后升温至1200-1250°C精炼5-10分钟，保温静置1_2分钟；2)烧注,采用甩带烧注的方法,冷却棍直径为500mm,控制冷却速度在2.7m/s_3m/s，得到厚度为0.2-0.4mm的铸片；3)机械破碎，将铸片通过机械破碎得到粒径为100-200 μ m的粗粉；4)氢爆，在氢气流量为l_2L/min的条件下将机械破碎得到的粗粉加热到800-820 °C，保温5-10min后，增大氢气流量至3_4L/min并保持，吸氢2_3h，随后排氢并充入氩气，在氩气压力达到0.8-lMPa时开始抽真空脱氢，至真空度2-4Pa时，脱氢结束；5)磨碎，采用气流磨磨碎，具体是添加0.12-0.15wt%的硬脂酸锌,在氮气气氛中破碎至平均粒径为5-10 μ m,得到细粉。三)合金二粉末的制备:1)熔炼，将配备好的合金二原料放入真空感应熔炼炉中，将熔炼炉抽真空至15-20Pa并加温熔炼直至温度升温至1200-1250°C时开始充入氩气至压强为0.3-0.5MPa，随后升温至1400-1450°C精炼3-5分钟，保温静置0.5-1分钟；2)烧注,采用甩带烧注的方法,冷却棍直径为500mm,控制冷却速度在2.7m/s_3m/s，得到厚度为0.2-0.4mm的铸片；3)机械破碎，将铸片通过机械破碎得到粒径为100-200 μ m的粗粉；4)氢爆，在氢气流量为l_2L/min的条件下将机械破碎得到的粗粉加热到820-850 °C，保温5-10min后，增大氢气流量至3_4L/min并保持，吸氢4_5h，随后排氢并充入氩气，在氩气压力达到0.8-lMPa时开始抽真空脱氢，至真空度2-4Pa时，脱氢结束；5)再吸氢处理，在室温条件下再次以3_5L/min的流量通入氢气，并保持0.5_lh ；6)磨碎，采用气流磨磨碎，具体是添加0.08-0.lwt%的硬脂酸锌，在氩气气氛中破碎至平均粒径为1-3 μ m，得到细粉。四)双合金混合:将磨碎好的细粉在氩气气氛下混合均匀得到本专利技术的烧结用钕铁硼永磁材料粉末。优选的，所述合金粉末以原子百分含量计，Ndl7.0、B5.5、A10.25、Co9、Nb0.6、Zr0.2、Cu0.3、Dy4.0，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术烧结用钕铁硼永磁材料粉末的烧结工艺具体为，将烧结用钕铁硼永磁材料粉末在磁场中进行生坯压制，随后进行烧结，烧结后再进行时效处理。作为优选的，将烧结用钕铁硼永磁材料粉末在1600kA/m的磁场中，采用200MPa的垂直压力将粉体压制15min成型，烧结条件为在0.5X 10_3Pa的真空条件下，以40°C /min的升温速率升温至温度580°C，压力70MPa，烧结时间为13min，充入常温氩气快速冷却至室温后进行时效，时效是将烧结合金在560°C，保温3h。本专利技术的优点在于:(1)合理设计了合金的成分，通过轻、重稀土的合理配比，以及其他合金元素的适度添加，获得了具有最优磁性能稀土永磁合金粉末；(2)采取了双合金制备工艺，有效的避免了重稀土元素添加导致的性能下降；(3)采用了合适的、针对双合金不同的熔炼、粉碎等工艺获得了具有优异烧结性能的粉末；(4)采用了先进的等离子体放电烧结工艺制备得到了高性能的稀土永磁合金。【具体实施方式】实施例1-4，以及对比例1-9:一)双合金备料:合金一由兀素Nd、Fe、B、Al、Co、Nb、Zr、Cu所组成，合金二由兀素Dy、Fe、B、Al、Co、Nb、Zr、Cu所组成，其中除稀土元素外，其余元素的含量与所述Nd_Fe_B系稀土永磁合金相同(具体参见表1)，以满足所述Nd-Fe-B系稀土永磁合金的组分为条件调配合金一和合金二的比例。二)合金一粉末的制备:1)熔炼，将配备好的合金一原料放入真空感应熔炼炉中，将熔炼炉抽真空至18Pa并加温熔炼直至温度升温至1050°C时开始充入氩气至压强为0.2MPa，随后升温至1200°C精炼10分钟，保温静置2分钟；2)浇注，采用甩带浇注的方法，冷却辊直径为500mm，控制冷却速度在2.8m/s，得到厚度为0.3mm的铸片；3)机械破碎，将铸片通过机械破碎得到粒径为100-200 μ m的粗粉；4)氢爆，在氢气流量为lL/min的条件下将机械破碎得到的粗粉加热到820°C，保温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结用Nd‑Fe‑B系稀土永磁合金粉末，其特征在于由以下步骤制备得到：一）双合金备料：合金一由元素Nd、Fe、B、Al、Co、Nb、Zr、Cu所组成，合金二由元素Dy、Fe、B、Al、Co、Nb、Zr、Cu所组成，其中除稀土元素外，其余元素的含量与所述Nd‑Fe‑B系稀土永磁合金相同，以满足Nd‑Fe‑B系稀土永磁合金的组分为条件调配合金一和合金二的比例，所Nd‑Fe‑B系稀土永磁合金的组分为：以原子百分含量计，Nd15.0‑18.0、B5.0‑6.0、Al0.2‑0.3、Co7.0‑10.0、Nb0.5‑0.8、Zr0.1‑0.3、Cu0.2‑0.4、Dy3.0‑5.0，余量为Fe和不可避免的杂质。二）合金一粉末的制备：1）熔炼，将配备好的合金一原料放入真空感应熔炼炉中，将熔炼炉抽真空至15‑20Pa并加温熔炼直至温度升温至1000‑1050℃时开始充入氩气至压强为0.1‑0.3MPa，随后升温至1200‑1250℃精炼5‑10分钟，保温静置1‑2分钟；2）浇注，采用甩带浇注的方法，冷却辊直径为500mm，控制冷却速度在2.7m/s‑3m/s，得到厚度为0.2‑0.4mm的铸片；3）机械破碎，将铸片通过机械破碎得到粒径为100‑200μm的粗粉；4）氢爆，在氢气流量为1‑2L/min的条件下将机械破碎得到的粗粉加热到800‑820℃，保温5‑10min后，增大氢气流量至3‑4L/min并保持，吸氢2‑3h，随后排氢并充入氩气，在氩气压力达到0.8‑1MPa时开始抽真空脱氢，至真空度2‑4Pa时，脱氢结束；5）磨碎，采用气流磨磨碎，具体是添加0.12‑0.15wt%的硬脂酸锌，在氮气气氛中破碎至平均粒径为5‑10μm，得到细粉。三）合金二粉末的制备：1）熔炼，将配备好的合金二原料放入真空感应熔炼炉中，将熔炼炉抽真空至15‑20Pa并加温熔炼直至温度升温至1200‑1250℃时开始充入氩气至压强为0.3‑0.5MPa，随后升温至1400‑1450℃精炼3‑5分钟，保温静置0.5‑1分钟；2）浇注，采用甩带浇注的方法，冷却辊直径为500mm，控制冷却速度在2.7m/s‑3m/s，得到厚度为0.2‑0.4mm的铸片；3）机械破碎，将铸片通过机械破碎得到粒径为100‑200μm的粗粉；4）氢爆，在氢气流量为1‑2L/min的条件下将机械破碎得到的粗粉加热到820‑850℃，保温5‑10min后，增大氢气流量至3‑4L/min并保持，吸氢4‑5h，随后排氢并充入氩气， 在氩气压力达到0.8‑1MPa时开始抽真空脱氢，至真空度2‑4Pa时，脱氢结束；5）再吸氢处理，在室温条件下再次以3‑5L/min的流量通入氢气，并保持0.5‑1h；6）磨碎，采用气流磨磨碎，具体是添加0.08‑0.1wt%的硬脂酸锌，在氩气气氛中破碎至平均粒径为1‑3μm，得到细粉。四）双合金混合：将磨碎好的细粉在氩气气氛下混合均匀得到本专利技术的烧结用钕铁硼永磁材料粉末。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：易鹏鹏，汪维杰，卓开平，汪志通，包捷，王燕玲，卓金飞，卓桂丽，陈喜芬，卓开岳，李永敢，
申请(专利权)人：宁波松科磁材有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33