一種高耐腐蝕性電機用燒結釹鐵硼磁體的製備方法與流程
2023-06-02 21:00:06
本發明屬於稀土永磁材料技術領域，具體涉及一種高耐腐蝕性電機用燒結釹鐵硼磁體的製備方法。
背景技術：
1983年，日本住友金屬公司首次發明了釹鐵硼永磁體，由於它具有高的剩磁，高的矯頑力及高的磁能積，且具有良好的動態回復特性，在高新技術產業領域得到廣泛的應用。目前，釹鐵硼永磁的應用已涉及到國民經濟的各個領域，已成為電力、新能源汽車、生物醫學等領域的核心功能材料，近年來在汽車電機、風力發電機、伺服電機、直線電機等領域均獲得非常大的應用突破。
雖然燒結釹鐵硼具有諸多的優點，但由於稀土元素非常活潑，金屬活潑性僅次於鹼金屬，所以所有的釹鐵硼產品都需要進行電鍍或者塗層防護，如果沒電鍍或塗層，材料的抗腐蝕能力很差，極易氧化。
但是雖然有電鍍層或塗層防護，但是在電機安裝或者使用過程中，難免會對電鍍層或塗層造成一定的傷害，而且就算電鍍層或塗層沒有傷害，但是這樣電鍍層和塗層本身也有壽命，也存在一定的孔隙，如果燒結釹鐵硼磁體本身的耐腐蝕不得以提高的話，對於10-20年長時間室外惡劣工況使用的電機，其可靠性不言而喻，是無法得到保障的。
技術實現要素：
針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在於設計提供一種高耐腐蝕性電機用燒結釹鐵硼磁體的製備方法。
所述的一種高耐腐蝕性電機用燒結釹鐵硼磁體的製備方法，其特徵在於由以下工藝步驟製備而成：
1）製備含微量金屬元素的釹鐵硼鑄片，將該釹鐵硼鑄片進行飽和氫碎至粉末狀，得粗粉，待氫碎脫氫冷卻至35℃並保持10-30分鐘後，導入50-200ppm的氧氣，氧含量穩定後且不出現下降時，將粗粉取出；
2）在粗粉混合過程中加入佔粗粉重量0.1-1%的潤滑劑，攪拌混合0.5-2小時；
3）粗粉攪拌混合後，用流化床氣流磨對粗粉進一步磨粉，氣流磨時補入10-200ppm的氧，製得細粉；
4）往步驟3）製得的細粉中加入防氧化劑；
5）並採用取向成型壓機在1.8T的磁場下，進行密封取向成型，成型時注意控制生坯的溫升，即成型前粉料的溫度和成型後生坯的溫度的差異；
6）對成型後的生坯採用冷等靜壓設備進行180-220MPa等靜壓；
7）剝開生坯的外包裝，裝入燒結盆中，採用真空燒結爐，在1000-1100℃燒結2-5h，再經過800-1000℃回火1-2小時和450-650℃回火2-5h，即製得產品。
所述的一種高耐腐蝕性電機用燒結釹鐵硼磁體的製備方法，其特徵在於步驟1）中微量金屬元素的佔釹鐵硼鑄片的質量百分含量為0.5-5%。
所述的一種高耐腐蝕性電機用燒結釹鐵硼磁體的製備方法，其特徵在於步驟1）中微量金屬元素為Co、Zr、Al、Cu、Ga、Ni、Ti中的任兩種多兩種以上的組合。該微量元素的添加，可用來改善主相的耐腐蝕性。
所述的一種高耐腐蝕性電機用燒結釹鐵硼磁體的製備方法，其特徵在於步驟2）中潤滑劑為YSH6高分子聚合物潤滑劑。
所述的一種高耐腐蝕性電機用燒結釹鐵硼磁體的製備方法，其特徵在於步驟3）中細粉的粒徑為2.7-3.3um。
所述的一種高耐腐蝕性電機用燒結釹鐵硼磁體的製備方法，其特徵在於步驟4）中防氧化劑的加入量為佔細粉總重量的0.1-1%，所述防氧化劑為YSH1低分子聚合物防氧化劑。
所述的一種高耐腐蝕性電機用燒結釹鐵硼磁體的製備方法，其特徵在於步驟5）中成型後生坯的溫度比成型前粉料的溫度上升差異不超過3℃。
本發明通過微量金屬元素添加使得釹鐵硼主相的耐腐蝕性得到大幅提高，以及通過在氫碎工序及氣流磨工序補入一定量的氧氣，使得富釹相連續光滑地分布在主相邊界，並且邊界非常穩定，提高燒結釹鐵硼富釹相和晶界的溫度性及耐腐蝕性，本發明磁體的製備全部使用原有設備，不需要新的投入，操作簡單，適用於工業化生產。
具體實施方式
以下結合具體實施例來進一步說明本發明。
實施例1
一種高耐腐蝕性電機用燒結釹鐵硼磁體的製備方法，由以下工藝步驟製備而成：1）製備含2%微量金屬元素的釹鐵硼鑄片，2%微量金屬元素由Co1.1%、Al0.2%、Zr0.1%、Cu0.2%、Ga0.2%、Ni0.1%、Ti0.1%組成，將該釹鐵硼鑄片進行飽和氫碎至粉末狀，得粗粉，待氫碎脫氫冷卻至35℃並保持10-30分鐘後，導入150ppm的氧氣，氧含量穩定後且不出現下降時，將粗粉取出；2）在粗粉混合過程中加入佔粗粉重量0.5%的YSH6高分子聚合物潤滑劑，攪拌混合0.5-2小時；3）粗粉攪拌混合後，用流化床氣流磨對粗粉進一步磨粉，氣流磨時補入50ppm的氧，製得粒徑為2.7-3.3um的細粉；4）往步驟3）製得的細粉中加入YSH1低分子聚合物防氧化劑，防氧化劑的加入量為佔細粉總重量的0.8%；5）並採用取向成型壓機在1.8T的磁場下，進行密封取向成型，成型時注意控制生坯的溫升，即成型前粉料的溫度和成型後生坯的溫度的差異小於3℃；6）對成型後的生坯採用冷等靜壓設備進行200MPa等靜壓；7）剝開生坯的外包裝，裝入燒結盆中，採用真空燒結爐，在1000-1100℃燒結2-5h，再經過800-1000℃回火1-2小時和450-650℃回火2-5h，即製得產品。該產品在無鍍層條件下，使用HAST試驗箱，在2atm，100%RH， 120℃條件下，進行連續168小時試驗，試驗後對磁體表面進行清洗，將鏽跡除掉，試驗後相較於試驗前燒結釹鐵硼磁體樣品的失重小於1.5mg/cm2的，完全滿足了各類電機在室外惡劣工況的長時間正常運轉。
實施例2
一種高耐腐蝕性電機用燒結釹鐵硼磁體的製備方法，由以下工藝步驟製備而成：1）製備含1%微量金屬元素的釹鐵硼鑄片，1%微量金屬元素由Co0.5%、Al0.2%、Ga0.1%、Cu0.2%組成，將該釹鐵硼鑄片進行飽和氫碎至粉末狀，得粗粉，待氫碎脫氫冷卻至35℃並保持10-30分鐘後，導入180ppm的氧氣，氧含量穩定後且不出現下降時，將粗粉取出；2）在粗粉混合過程中加入佔粗粉重量0.3%的YSH6高分子聚合物潤滑劑，攪拌混合0.5-2小時；3）粗粉攪拌混合後，用流化床氣流磨對粗粉進一步磨粉，氣流磨時補入60ppm的氧，製得粒徑為2.7-3.3um的細粉；4）往步驟3）製得的細粉中加入YSH1低分子聚合物防氧化劑，防氧化劑的加入量為佔細粉總重量的0.7%；5）並採用取向成型壓機在1.8T的磁場下，進行密封取向成型，成型時注意控制生坯的溫升，即成型前粉料的溫度和成型後生坯的溫度的差異小於3℃；6）對成型後的生坯採用冷等靜壓設備進行200MPa等靜壓；7）剝開生坯的外包裝，裝入燒結盆中，採用真空燒結爐，在1000-1100℃燒結2-5h，再經過800-1000℃回火1-2小時和450-650℃回火2-5h，即製得產品。該產品在無鍍層條件下，使用HAST試驗箱，在2atm，100%RH， 120℃條件下，進行連續168小時試驗，試驗後對磁體表面進行清洗，將鏽跡除掉，試驗後相較於試驗前燒結釹鐵硼磁體樣品的失重小於2mg/cm2的，完全滿足了各類電機在室外惡劣工況的長時間正常運轉。
實施例3
一種高耐腐蝕性電機用燒結釹鐵硼磁體的製備方法，由以下工藝步驟製備而成：1）製備含3%微量金屬元素的釹鐵硼鑄片，3%微量金屬元素由Co2%、Al0.5%、Zr0.1%、Cu0.2%、Ga0.2%組成，將該釹鐵硼鑄片進行飽和氫碎至粉末狀，得粗粉，待氫碎脫氫冷卻至35℃並保持10-30分鐘後，導入150ppm的氧氣，氧含量穩定後且不出現下降時，將粗粉取出；2）在粗粉混合過程中加入佔粗粉重量0.4%的YSH6高分子聚合物潤滑劑，攪拌混合0.5-2小時；3）粗粉攪拌混合後，用流化床氣流磨對粗粉進一步磨粉，氣流磨時補入50ppm的氧，製得粒徑為2.7-3.3um的細粉；4）往步驟3）製得的細粉中加入YSH1低分子聚合物防氧化劑，防氧化劑的加入量為佔細粉總重量的0.6%；5）並採用取向成型壓機在1.8T的磁場下，進行密封取向成型，成型時注意控制生坯的溫升，即成型前粉料的溫度和成型後生坯的溫度的差異小於3℃；6）對成型後的生坯採用冷等靜壓設備進行200MPa等靜壓；7）剝開生坯的外包裝，裝入燒結盆中，採用真空燒結爐，在1000-1100℃燒結2-5h，再經過800-1000℃回火1-2小時和450-650℃回火2-5h，即製得產品。該產品在無鍍層條件下，使用HAST試驗箱，在2atm，100%RH， 120℃條件下，進行連續168小時試驗，試驗後對磁體表面進行清洗，將鏽跡除掉，試驗後相較於試驗前燒結釹鐵硼磁體樣品的失重小於1mg/cm2的，完全滿足了各類電機在室外惡劣工況的長時間正常運轉。