[发明专利]耐高温直流电机瓦型磁钢的制备方法

说明书

本发明公开了耐高温直流电机瓦型磁钢的制备方法，按照钕铁硼主相→富钕相粉料→抗氧化剂→润滑剂→钕铁硼磁钢的顺序来制备，其中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。同时通过Co替换Fe后，Co原子择优占据了Nd2Fe14B化合物的8j1晶位，减小了负的交换作用，使3d‑3d金属原子交换作用加强。居里温度的提高，使磁体在较高温度下工作成为可能，而且可以降低温度系数α。另外通过添加Nb，可以使晶粒细化、均匀化、规则化，显著减小磁通的不可逆损失，改善烧结钕铁硼磁体在高温下的使用性能。

技术领域

本发明涉及钕铁硼磁钢，特别是耐高温直流电机瓦型磁钢的制备方法。

背景技术

目前，烧结NdFeB永磁材料因具有优异的磁性能而被广泛运用于直流电机领域。然而其居里温度较低，温度系数较大，耐高温性能不佳。随着电机领域对烧结钕铁硼磁钢要求的不断提升，对其耐温性能也提出了更高的要求。因此，急需要一款耐高温直流电机瓦型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耐高温直流电机瓦型磁钢的制备方法。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种耐高温直流电机瓦型磁钢的制备方法，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、20-30wt％Co、1-5wt％Nb、2-3wt％NdCu、5-8wt％Zr，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3040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Co，占据8j1晶位，减少了负的交换作用，Co替代Fe原子，形成Co-Fe键，促进了正交换作用，使得合金的居里温度提升，使得磁体的使用温度范围变广。通过添加Nb，有效扩大了烧结钕铁硼磁体的工作温度范围，也降低了较高温度下的磁通不可逆损失，提高了磁体的温度稳定性。

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。