[发明专利]通过添加金属提高钕铁硼永磁材料韧性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高钕铁硼永磁材料力学性能的方法，具体为一种通过添加金属提高钕铁硼永磁材料韧性的方法。

背景技术

烧结钕铁硼磁体作为重要的功能材料，已在电子计算机、电机、电动、医疗器械、办公自动化等诸多领域得到了广泛的应用。高性能钕铁硼的使用，不仅提高了磁性装置和器件的性能，亦为器件小型化、微型化的实现提供了充分的保证。但是烧结钕铁硼属于典型的粉末冶金制品，脆性大、断裂韧性差，易从晶界处引发沿晶断裂，这既给材料生产本身带来了问题，也给材料加工、应用带来了不少麻烦。

针对材料的这些不足，许多研究者做了大量工作并取得了一些成果，但绝大部分方案都集中在添加合金元素，对材料进行改性、改变原料比例等方向。这些方法虽然取得了一定效果(尤其可提高抗弯强度)，但对材料韧性提高幅度有限。在建筑领域，为了提高混凝土的抗拉强度，除了通过改善混凝土中各种原料的比例或者增加其它添加剂的方法外，另外采取的一种措施是添加金属短纤维，金属短纤维一般具有两端粗中间细的结构，这样一来，当混凝土凝固后，大量的金属短纤维能够增强混凝土的抗拉强度。为此我们也可以推知在加工钕铁硼永磁材料过程中，通过添加一定比例的金属纤维可以提高其成型后的力学性能，但是由于加工钕铁硼永磁材料是一个复杂的加工过程，任何一个细节的变化都会影响这种材料的磁特性，所以如何添加金属纤维和如何选择加工参数就成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决现有钕铁硼永磁材料力学性能差的问题而提供了一种通过添加金属提高钕铁硼永磁材料韧性的方法。

本发明是由以下技术方案实现的，一种通过添加金属提高钕铁硼永磁材料韧性的方法，按烧结钕铁硼材料配方配料，炼锭，气流磨制备成合金粉末，在气流磨后混料时加入金属增韧添加物，使二者相混合，共同成型并烧结使二者复合。金属增韧添加物的原料为工业纯铁、铁镍合金(坡莫合金)、铁钴合金等金属类软磁材料以及一些非晶态软磁合金材料。

具体方法是：按烧结钕铁硼材料配方配料，炼锭，气流磨制备成合金粉末；金属增韧添加物添加量为2-10％，将其与气流磨制粉后的钕铁硼合金粉末在混料时混合；混合粉料在1280-1440KA/m的磁场压机中取向，应用垂直钢磨压加冷等静压方式成型，生坯在10^-2～10^-3Pa真空条件下1333～1383K烧结3～5h后气淬冷却，于1073～1173k回火处理2～3h，于733～873k回火处理2～3h。最终制成陶瓷基类纤维增强复合材料。

本发明的关键在于增韧添加物的选定及添加比例，具体说明如下：

1增韧添加物的选择：

1.1选择标准：

a)有较高的饱和磁极化强度，使其对材料性能不会有大的影响；

b)韧性好，延展性好，能对钕铁硼材料本身起到复合增韧作用。

1.2材料选择：

从以上标准出发，我们最终材料的选择有以下一些：工业纯铁、铁镍合金(坡莫合金)、铁钴合金等金属类软磁材料以及一些非晶态软磁合金材料。

1.3增韧添加物形状的选择：

本发明中增韧添加物形状可为细丝状及切削丝状或纤维状：细丝状加工容易，切削丝状效果上更好一些。添加物尺度方面可选择两类：颗粒状(＜0.5mm)和短切纤维状(＞0.5mm)。其中脆性相对较大的增韧添加物可加工成颗粒状添加；韧性好、延展性好的增韧添加物可加工成短切纤维状添加物。

1.4添加比例及添加方法：列表说明如下：

1.5添加效果：

本发明技术特点为：通过纤维状或颗粒状的金属软磁材料-钕铁硼材料的复合，弥补了烧结钕铁硼由于抗热冲击能力差，在烧结气淬时易裂而难于生产大规格产品的缺陷，使得大规格烧结钕铁硼生产成为可能。

同时，通过复合使得所形成的复合烧结钕铁硼材料既具有普通烧结钕铁硼材料优异的磁特性，高强度、高硬度等特性，又有较好的断裂韧性，使得材料的抗变形、抗冲击强度得到增强，改善了材料力学性能，拓展了其使用范围，当然，考虑到对烧结钕铁硼性能不能影响太大，我们严格控制了金属添加物的添加比例，这样虽然难以根本解决烧结钕铁硼永磁材料脆性差的问题，但毕竟在性能基本不受影响的前提下有了明显的改善，使烧结钕铁硼这一新型功能材料的优势更加明显。

具体实施方式

实施例1