[发明专利]驱动电机用多主相高矫顽力钕铁硼永磁材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性材料领域，尤其涉及驱动电机用高矫顽力钕铁硼永磁材料及其制造方法。

背景技术

钕铁硼永磁材料是航空航天装备、海洋工程装备、节能与新能源汽车、先进轨道交通装备和电力装备等领域的关键材料。预测未来10-15年内难以被其他永磁材料所代替，改善和调控钕铁硼永磁材料的组织结构，提高其磁性能仍然是人们不断努力的方向。钕铁硼永磁材料应用领域增长速度最快的是用于电机制备。驱动电机作为新能源汽车的核心部件，使得用于驱动电机的高矫顽力钕铁硼永磁材料具有广阔的应用前景；同时，驱动电机性能的提高迫使高矫顽力钕铁硼永磁材料的性能改善，以满足驱动电机生产企业对磁体性能的要求。

目前，高矫顽力烧结钕铁硼永磁材料的制备仍然需要添加一定量的重稀土元素，减少重稀土元素的用量对于降低高矫顽力钕铁硼永磁材料的成本具有重要意义。新的制备技术（晶界扩散、超细磁粉、重稀土化合物掺杂和双合金）已能够实现剩磁不降低的情况下提高磁体的矫顽力。然而，这些制备技术在烧结钕铁硼磁体的规模化生产中存在明显弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新能源汽车驱动电机用多主相高矫顽力钕铁硼永磁材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：驱动电机用多主相高矫顽力钕铁硼永磁材料的制备方法，其特征在于经过以下步骤制备而成：

（1）配料熔炼：采用的组分按重量百分比组成：镨钕合金20~32%，镝0~10%，铽 0~10%，硼0.95~1.0%，铜0~0.2％，铝0~1％，钴1~3％，铌0~1％，锆0~0.1％，镓0~0.3%，余量为铁和材料中少量不可避免的杂质；根据组分之间的重量百分比设计高重稀土含量和无重稀土元素添加的两种或两种以上配方，配方中的微量元素硼、铜、铝、钴、铌、锆、镓的含量相同，高重稀土含量的主相合金的总稀土百分比含量是依据表达式(Nd_1-x-y-zPr_xDy_yTb_z)₂Fe₁₄B表达的主相合金的总稀土百分比含量来设计的，表达式中，0≤x+y+z≤1，无重稀土元素的主相合金的总稀土含量较高；其中，根据两种或两种以上配方分别配料，然后分别通过真空熔炼形成熔融的合金液，以2~4m/s的速度浇铸到铜辊表面冷却形成平均厚度为0.2~0.5mm的速凝片；

（2）制粉混粉：将步骤（1）所得速凝片进行氢破碎，制成平均粒度为100~200μm的粗粉，加入抗氧化剂进行气流磨制粉，制得平均粒度为3~5μm的磁粉；将两种或两种以上配方所得磁粉按比例进行称量混合，混料总量为2~100kg，混料时间为4~10h；

（3）成型：将步骤（2）所得混合磁粉在全自动成型压机中自动定量称取，取向压制成坯块，进行真空封装、等静压、剥油，然后将坯块运至烧结炉手套箱内剥掉内膜，准备烧结（4）烧结时效：将烧结炉手套箱内坯块运至真空烧结炉中烧结，烧结工艺为300~400℃下保温0.5h，850~950℃下保温1~3h，烧结温度为1050~1100℃，保温3~5h后冷却；将烧结后的坯块进行二级时效处理，时效工艺为：一级时效温度850~950℃、保温3~5h，二级时效温度480~560℃、保温3~5h。

进一步，步骤（2）中，将两种或两种以上配方所得磁粉按比例进行称量混合，混料总量为4~50kg，混料时间为6~8h。

进一步，步骤（4）中，烧结温度1070~1085℃、保温3.5~4.5h，一级时效温度890~910℃、保温3.5~4.5h，二级时效温度490~530℃、保温3.5~4.5h。

本发明上述步骤（3）中将坯块运至烧结炉手套箱内剥掉内膜，对其中“内膜”的解释：混合磁粉在压制成坯块后，需要用薄塑料把坯块密封包装，然后再用真空封装袋把坯块真空封装，内膜就是指的薄塑料。

本发明相对于现有技术的优点和有益效果：

1．通过合理的主相合金成分设计技术，设计出高重稀土含量的主相合金；高重稀土含量的主相合金是表达式(Nd_1-x-y-zPr_xDy_yTb_z)₂Fe₁₄B（0≤x+y+z≤1）表达的主相合金，使得重稀土元素尽可能多地留在主相晶粒内，提高磁体的各向异性场；