[发明专利]一种永磁电机用永磁材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及永磁材料技术领域，具体涉及一种永磁电机用永磁材料及其制备方法。

背景技术

所谓永磁体的耐热性是特指其磁性能不因温度的升高而劣化。在接近机器发热源的设备上使用钕铁硼磁体，要求随使用温度升高而磁性能不恶化，即剩磁Br不恶化，但在磁体使用温度达200℃附近的场合，则只有使用Sm-Co磁体，通常烧结钕铁硼类磁体不能在这样的高温下使用，其居里温度只有320℃左右，且温度系数较大。随着稀土磁体应用范围的不断扩大，如汽车启动电机、马达类产品及集成化CO-ROM对烧结钕铁硼需求范围的扩大，在目前小型化设备下，对高温下磁体的性能提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种永磁电机用永磁材料及其制备方法，该永磁材料配方合理，具有较高的剩余磁极化强度、高密度和高磁能积，制备工艺简单，操作方便，有效提高了永磁电机的机械性能，延长了永磁电机的使用寿命。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种永磁电机用永磁材料，所述永磁材料含有如下重量百分比的成分：Pr-Nd 25.64～30.85％，B 0.85～1.57％，Ga 0.6～1.2％，Sn 0.2～0.6％，Si 0.2～0.8％，P 0.2～0.6％，Nd 12～18%，Y 1～4%，La 4.2～6.5%，Ce 6.2～8.0%，Pd 0.12～0.20%，Sm 0.3～0.6%，B 1～5%，Co 0.36～0.65%，Mn 0.01～0.04%，Mo 0.01～0.04%，重稀土元素0.42～0.68%，余量为Fe和不可避免的杂质。

优选地，所述永磁材料含有如下重量百分比的成分：Pr-Nd 28.54％，B 1.27％，Ga 0.8％，Sn 0.3％，Si 0.5％，P 0.3％，Nd 15%，Y 2%，La 5.4%，Ce 6.7%，Pd 0.15%，Sm 0.5%，B 2%，Co 0.46%，Mn 0.02%，Mo 0.03%，重稀土元素0.48%，余量为Fe和不可避免的杂质。

优选地，所述重稀土元素包括Er、Ho、Lu，Lu的添加量为Ho的5～10%。

上述永磁电机用永磁材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）混料：将上述各元素按照重量百分比混合配制成混料；

（2）合金熔炼：将混料投入高频感应炉中，在真空状态1100～1200℃的条件下熔炼，然后升温至1300～1350℃保温精炼10～20min，待温度降低至1200～1250℃时，浇入模具中，得到合金坯料；

（3）磁粉制备：将合金坯料在惰性环境下经过无磨料超高压水刀，破碎为尺寸小于10mm的破碎料，去离子水多次淋洗后进行氢破碎和球磨，得到磁粉；

（4）取向成型：将磁粉通入强度1.5～2.0T的均衡磁场中取向，并压制成型，再通入200～250MPa高压下冷等静压，得到毛胚；

（5）热变形成型：将毛坯放入模具中，在惰性气氛中加热到800～900℃，施加50～80MPa的压力，使毛坯产生50～80%的变形，得到热变形磁体；

（6）时效处理，将变形磁体在820～850℃保温8～10小时，再以3～5℃/min程序降温至380℃，保温3～5小时，风冷至室温，得到该永磁材料。

优选地，所述步骤（2）真空状态的真空度为0.05～0.08Pa。

优选地，所述步骤（2）模具选自水冷铜模。

优选地，所述步骤（3）超高压水刀的压力为200～300MPa，切割水选用硫酸钾低温冷冻饱和溶液。

优选地，所述步骤（6）风冷压力为10～20MPa，风冷降温速率为20～30℃/min。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的永磁电机用永磁材料，配方合理，具有较高的剩余磁极化强度、高密度和高磁能积，制备工艺简单，操作方便，有效提高了永磁电机的机械性能，延长了永磁电机的使用寿命。

（2）本发明的永磁电机用永磁材料，以Pr-Nd合金为主要成分，镨钕合金是生产高性能钕铁硼永磁材料的主要原料，成本占比小，在通过添加B、Ga、Sn、Si、P、Nd、Y、La、Ce、Pd、Sm、B、Co、Mn、Mo、Fe、重稀土元素等多种金属和非金属元素，经过熔炼、磁粉制备、取向成型、热变形成型、时效处理工艺，可以将铁基永磁粉末颗粒彼此隔开，不仅能够有效抑制晶粒长大粗化，净化晶界，还能大幅提高材料的致密度，制备出高性能的永磁材料，在不添加多余重金属元素的条件下，获得性价比更高的材料。