[发明专利]纳米增韧钕铁硼磁性材料及制备方法

说明书

技术领域

发明涉及一种直接添加纳米添加剂生成晶界相的钕铁硼生产技术领域，尤其是高矫顽力与高加工性能的纳米增韧钕铁硼磁性材料及制备方法。

背景技术

钕铁硼磁性材料，作为稀土永磁材料发展的最新结果，由于其优异的磁性能而被称为“磁王”。钕铁硼磁性材料是钕、硼、铁等的合金。又称磁钢。钕铁硼具有极高的磁能积和矫顽力，同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。

钕铁硼中含有大量的稀土元素钕、铁及硼，其特性硬而脆。不足之处在于居里温度点低，温度特性差，且易于粉化腐蚀，因此需要进一步研发增韧型磁体才能有更广泛的应用前景。

目前，国家已经把稀土产能从每年12万吨压缩到9万吨，而且有逐年降低趋势，因此降低稀土用量尤其是高端磁体的重稀土用量已成为行业当前研究的关键课题，本领域的科研人员一直在致力于大量科学实验，以便研究出一种无重稀土或者低重稀土制备高性能钕铁硼的一种新技术。

在钕铁硼生产制造中常规添加各种参杂元素，比如：Al、Cu、Co、重稀土等产品矫顽力上升，但是剩磁下降幅度很大。同时重稀土价格高昂，因此从企业发展和节约能源来说，降低重稀土使用同时提高矫顽力，制备良好加工性能的钕铁硼是发展的重点。

发明内容

本发明的目的是提供一种既能将低稀土用量女能增强磁性并延长磁性寿命的纳米增韧钕铁硼磁性材料及制备方法。

本发明的目的是这样实现的：本发明的纳米增韧钕铁硼磁性材料，它由以下的组份和重量百分比组成：Pr-Nd或Nd为30～33% , B为1.03～1.08% , Al为0.005～0.8% ，Cu为0.001～0.08% ,Nb为0.001～0.08% ，Co为0.001～0.08% ,Ga为0.001～0.08%，余量为金属Fe。

本发明还包括如下所述优选的组份和重量百分比为：Pr-Nd或Nd为30～33% , B为1.03～1.06% , Al为0.005～0.4% ，Cu为0.001～0.04% ,Nb为0.001～0.04% ，Co为0.001～0.04% ,Ga为0.001～0.05%，余量为金属Fe。 

本发明还包括：在所述的组份和重量百分比基础上：还加入有Mn、Ti、Zr、Ni或/和Mo的一种或两种以上任意比例的混合，其占总重量百分比为0.005～0.1%。 

本发明所述纳米增韧钕铁硼磁性材料的制备方法，其特征是：

①先采用SC-HD工艺制备钕铁硼主相，其中Pr-Nd或Nd为30-33% , B为1.03-1.08%，余量为金属Fe；真空为3.0×10^-1Pa下熔炼成厚度在0.25-0.35mm之间的薄片，该薄片在氢碎炉的反应釜内常温吸氢2.5-4小时后加热至550～650℃脱氢6～7小时，制备出粒度为60～80目的粗颗粒备用；

②所述的粗颗粒由QLM-400型气流磨在0.8MPa工作压力下磨至平均粒度为3.0～4.0μm的细粉末；然后，在氩气保护氛围中，采用喷气式法向细粉末中复合添加纳米添加剂，并在混料机中均匀混合1～3小时，而实现纳米添加剂均匀吸附于钕铁硼主相周围的混合粉末；

③所述混合粉末在2.0～2.5T的取向场中压制成50～100×50～100×50～100mm规格的生坯，该生坯再经冷等静压机使块体更加致密；经冷等静压机的生坯通过真空烧结炉在1050-1100℃及5.0×10^-3Pa真空度下烧结，使其中的纳米成分相互之间及与钕铁硼主相之间形成晶界相而成为成品；

所述的纳米添加剂包括：Al占制成总量的0.005～0.8% ，Cu占制成总量的0.001～0.08% ,Nb占制成总量的0.001～0.08% ，Co占制成总量的0.001～0.08% ,Ga占制成总量的0.001～0.08%。

本发明所述的纳米添加剂是采用电弧法制备的粒径为5-80nm的纳米材料。

所述 SC-HD属本专业技术领域，其中， Strip Casting 工艺（简称SC工艺）通过控制初晶铁析出的溶解铸造法，即带铸法；HD （Hydrogen decrepition）工艺是：氢爆碎工艺。

本发明采用纳米添加改性的主体作用是：在500-800°时起到化学反应形成保护层。

主要元素作用：