[发明专利]一种高磁性因子烧结钕铁硼的制备方法

说明书

一种高磁性因子烧结钕铁硼的制备方法，它包括：将原材料按比例配料，后采用中频真空速凝甩带炉制备合金薄片；将合金薄片在氢破碎炉中进行氢化处理，制备出粒度为180～270目的粗颗粒；氢化后的粗粉由气流磨磨至平均粒度为2.0～3.5μm的细粉末；在氩气保护下，采用气流混合机将上述粉料与纳米混合添加剂混合均匀，其中纳米混合添加剂采用真空电弧熔炼+快速—原位包装等离子体电弧法制备；将混后的粉料在氮气保护下经2.0～3.0T磁场取向成型、等静压；在充满氮气的封闭手套箱内将钕铁硼生坯装入真空烧结炉中，并在5～10MPa氩气压力下进行压力烧结，最后进行两次时效处理，制得性能达到国标中相应的钕铁硼磁体。该方法成本低、节能环保、材料利用率高。

技术领域

本发明涉及钕铁硼永磁材料制备技术领域，具体地说直接添加多种金属组成的合金纳米添加剂生成晶界相的一种高磁性因子烧结钕铁硼的制备方法，尤其是制备超高矫顽力磁体的方法。

背景技术

目前，包括电子产品、变频空调、节能电梯、风力发电、传统汽车、新能源汽车、智能机器人、低速大扭矩永磁电机等许多领域不仅要求磁体具有高的内禀矫顽力Hcj，同时还要求保持较高的最大磁能积(BH)max，即具有高的磁性因子M（M=（BH）max（MGOe）+Hcj（kOe））。通过对烧结钕铁硼常规工艺的全面优化，结合新型晶界扩散工艺的采用，北京钢铁研究院与北京中科三环公司已分别研制出磁性因子为71.77与75.6的高性能烧结钕铁硼磁体。

为了提高烧结钕铁硼磁体综合磁性能（磁性因子），既满足高端应用的需求，又有利于稀土的高效利用。晶界扩散技术——添加重稀土单质或化合物（氧化镝、氟化镝）以及一些金属元素（Al、Cu、Co等）的微米、纳米粉末；细化晶粒、双合金或多合金化法及掺杂稀土氢化物（氢化镝）等方法，以实现重稀土等元素直接进入主相和晶界相间的外延硬化层中既增加磁体内禀矫顽力，又使磁体的磁能积不减少或增加，从而获得具有高磁性因子的永磁体。

纳米材料的制备工艺技术已经经过数十年的发展，然而纳米材料的应用技术领域尚存在着极大的发展空间。虽然纳米材料对磁性材料微结构影响机制尚处于初步研究阶段，但已经取得了一定的成果，已经应用在烧结钕铁硼永磁体制备领域，尤其对高矫顽力烧结钕铁硼永磁体的制备产生了深远的影响。岳明、张久兴、严密等人在纳米材料掺杂制备高性能烧结钕铁硼磁体领域均进行了深入的研究，并取得了一定的进展。但其纳米掺杂制备高性能烧结钕铁硼磁体的方法均为单一纳米元素的掺杂，性能提高具有一定的局限性；而对于多元素纳米掺杂技术，各种纳米粉体之间、纳米粉体与微米磁粉之间的掺杂工艺比较繁琐，多次掺杂过程中纳米粉体很容易氧化，传统烧结过程中晶粒很容易长大，且最终混合粉体的均匀性较差，直接导致烧结磁体的性能与一致性变差，难以实现纳米改性的目的。

鉴于以上缺陷，本发明研制出一种多元素纳米掺杂制备高磁性因子烧结钕铁硼磁体的新方法，该方法对纳米粉体与钕铁硼磁体的制备均进行了革新与优化，并对成型生坯实施了压力烧结，在磁体剩磁降幅很小的同时，使内禀矫顽力大幅提高（25%）。通过该方法制备的高磁性因子磁体在磁导系数Pc=－B/H≥2.0 时，最高工作温度可以超过230℃，可以满足节能环保领域的混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)等高端永磁电机的应用需求。

发明内容

本发明的目的是针对纳米掺杂制备烧结钕铁硼的技术发展现状提供一种工艺简单、稀土利用率高、节能环保、低成本的高磁性因子烧结钕铁硼的制备方法。

本发明的技术方案是：直接向常规钕铁硼合金粉体中添加多种纳米添加剂制备高磁性因子烧结钕铁硼的一种方法，具体步骤包括：

一种高磁性因子烧结钕铁硼的制备方法，其特征包括以下步骤：