[发明专利]混合励磁同步电机磁钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钕铁硼磁钢，特别是混合励磁同步电机磁钢的制备方法。

背景技术

永磁电机具有突出优点：无励磁损耗，效率高等。但励磁磁场难以调节已经成为限制其在大功率和高可靠性场合应用和推广的瓶颈。混合励磁同步电机兼具永磁电机高效率和电励磁电机励磁可调的优点，已引起国内外学者的广泛关注，而目前电机所需要的磁钢研究仍处于起步阶段，因此，急需要一款混合励磁同步电机磁钢以应对市场的需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种混合励磁同步电机磁钢的制备方法。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种混合励磁同步电机磁钢的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、制备钕铁硼主相粉料，按照以重量百分比计的12-14wt％PrNd、6-7wt％B，余量为Fe和不可避免的金属杂质的配比，装入真空感应炉中，加热温度为1500-1650℃，制得主相铸片，然后将制得的主相铸片放入氢碎炉中氢破碎，最后经过氢破碎后的主相经气流磨制得粒度为2.8-3μm的主相粉料；

步骤二、制备富钕相粉料，按照以重量百分比计的11-13wt％PrNd、1-5wt％Co、1-5wt％Nb、2-3wt％Cu、0.5-0.8wt％Ga、1-2wt％Mo、0.2-0.5wt％Gd、0.5-0.8wt％Er、0.2-0.3wt％Ni、0.1-0.3wt％Ti，余量为Fe和不可避免的金属杂质的配比，装入真空感应炉中，加热温度为1800-1850℃，制备富钕相铸片，然后将制得的富钕相铸片放入氢碎炉中氢破碎，最后经过氢破碎后的富钕相经气流磨制得粒度为1.0-2.0μm的富钕相粉料；

步骤三、制备抗氧化剂，按照以重量份计的50-70份石油醚，20-30份聚环氧乙烷烷基醚、10-15份亚磷酸酯类以及1-5份稀土硝酸盐的配比，混合均匀，静置24h后取上清液；

步骤四、制备润滑剂，按照以重量份计的30-40份硬脂酸钙，1-5份石墨烯，1-2份乳化剂、2-8份氧化乙烯/氧化丙烯共聚物、50-80份溶剂的配比搅拌均匀，并在80℃水浴中加热6h后即得；

步骤五、制备钕铁硼磁钢，按照以重量份计的80-90份主相、5-20份富钕相、1-2份抗氧化剂、0.5-2份润滑剂，放入混料机中混合2小时，在恒定磁场环境中用模具压制成毛坯，再将毛坯在500℃真空条件下预烧2小时，让变成气体的抗氧化剂、润滑剂排出，然后充氩气保护在1200℃烧结4小时，接着一级回火至800℃保温2小时后，再二级回火至400℃保温2小时即可得到钕铁硼磁钢。

所述抗氧化剂中的亚磷酸酯类为三乙基亚磷酸酯、三异癸基亚磷酸酯、三苯基亚磷酸酯中的一种或几种。

所述润滑剂中的溶剂为松节油或者二甲基甲酰胺。

在本专利中，为了避免富钕相被提前氧化而导致矫顽力降低，故将钕铁硼主相粉末和富钕相粉料分开制备，从而既能保持高剩磁，又能保持高矫顽力。

在钕铁硼粉末中通过添加Cu粉后，Cu主要以NdCu2的形式存在于富钕相中，在热变形温度下，Cu粉将扩散到液态的富钕相中，并通过形成低熔点的富Nd-Cu相，提高磁体的流变性能，使磁体的微观结构优化，提升了磁性能。

通过添加少量Ga，被Ga取代的Fe原子进入富钕相形成Nd-Fe-Ga-B相，弥补了引进非磁性原子Ga所引起的磁性能降低；此外GaNd在烧结时是液相，能起到助烧结作用，使磁体致密化，减少了主相颗粒间的直接接触，有效降低了磁性颗粒间的磁耦合，提升了磁体矫顽力。

在制备过程使用的抗氧化剂，石油醚和聚环氧乙烷烷基醚以及亚磷酸酯类之间具有协同作用，同时在稀土硝酸盐的催化下，能够促进抗氧化剂发挥功效。

在制备过程使用的润滑剂，硬脂酸钙和石墨烯作为无机润滑剂，氧化乙烯/氧化丙烯共聚物作为有机润滑剂，可以互相促进，只需要小剂量的润滑剂，就能达到润滑作用。

本发明得到的一种混合励磁同步电机磁钢的制备方法，其技术效果是通过Cu粉的添加，降低了合金回火温度，节约成本；Cu与富钕相形成NdCu2沿晶界分布，优化了磁体微观结构，提高了磁体的磁性能。通过添加少量Ga元素，优化烧结Nd-Fe-B系的成分，可极大地改善其磁性能，特别是矫顽力。

另外本专利申请中为了避免富钕相被提前氧化而导致矫顽力降低，故将钕铁硼主相粉末和富钕相粉料分开制备，从而既能保持高剩磁，又能保持高矫顽力。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。