極異方環狀燒結鐵氧體轉子磁石及其製備方法
2023-06-13 06:49:46
極異方環狀燒結鐵氧體轉子磁石及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種極異方環狀燒結鐵氧體轉子磁石及其製備方法，該磁石包括本體和防腐蝕塗層，其中該磁石的本體採用以下原子分子式的永磁材料為主要原料：(DyxNd1-x)a(Fe1-y-zMnyCrz)100-a-b-cBbPc，其中x＝0.25-0.3，y＝0.2-0.3，z＝0.05-0.06，a＝32-35，b＝4-5，c＝0.5-1，該方法包括如下步驟：(1)製作永磁粉末，(2)配料，(3)制坯，(4)燒結，(5)表面處理。本方法製備的磁石，通過添加用鏑來取代釹，以及調整主材料中的各個金屬元素配比來提高材料的磁性能；通過在燒結前添加燒結輔助劑碳酸鈣、氧化鎂和氧化鉍，來改善燒結後的微觀特性，提高了磁石的去向性能；通過添加Cr來提高材料的耐腐蝕性，最後通過表面改性處理在磁環表面形成緻密氧化釓處理進一步提高磁環的耐腐蝕性和磁性能，使得本發明的磁石更適合用於潮溼的環境使用。
【專利說明】極異方環狀燒結鐵氧體轉子磁石及其製備方法
所屬【技術領域】
[0001]本發明涉一種極異方環狀燒結鐵氧體轉子磁石及其製備方法。
【背景技術】
[0002]在磁性材料中，磁化曲線隨晶軸方向的不同而有所差別，即磁性隨晶軸方向顯示各向異性，這個現象稱為磁晶各向異性。其中磁晶各向異性常數大的材料也常稱為具有極異方性，適合作永磁材料。隨著現代科學技術與信息產業向集成化、小型化、超小型化、輕量化、智能化的方向發展，具有超高磁能密度的極異方燒結稀土燒結鐵氧體逐漸在這些領域中佔有越來越重要的地位。它有力地促進了現代科學技術與信息產業地發展，為新型產業的出現提供了新材料的保證。
[0003]極異方燒結稀土燒結鐵氧體被廣泛應用於直流電機的轉子中。近年來這類燒結鐵氧體的研究和新產品的開發，無論在高能積、高矯頑力、熱穩定性和可靠性、以及耐蝕性鍍層等方面都取得了較大的成績，但是還滿足不了發展的需求。磁體的剩磁性能雖得到了大幅提高，但矯頑力和理論值還相差甚遠，尚有很大提升空間，並且磁體均勻性和耐蝕性都有待進一步提升。
【發明內容】
[0004]本發明提供極異方環狀燒結鐵氧體轉子磁石及其製備方法，本發明的磁石具有良好磁性能和耐腐蝕性能。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供的一種極異方環狀燒結鐵氧體轉子磁石及其製備方法，該磁石包括本體和防腐蝕塗層，其中該磁石的本體採用以下原子分子式的永磁材料為主要原料:(DyxNd1Ja(Fe卜^MnyCO1HBbPc，其中 X = 0.25-0.3, y = 0.2-0.3，ζ =0.05-0.06，a = 32-35，b = 4-5，c = 0.5-1，該方法包括如下步驟:
[0006](I)製作永磁粉末
[0007]按配比稱取原料，將稱取後的原料混合後氬氣氣氛下於入真空電磁感應爐中進行熔化，具體熔化過程如下:以釹和鐵原子比為1:1的方式進行真空熔解，然後按配料組成加入鏑鐵合金、錳鉻鐵合金、磷鐵合金及硼砂再進行熔解，最後加入按配比計算的餘量的鐵，反覆熔煉4-6次後,後急冷得到合金鑄錠；
[0008]將上述鑄錠帶經過加入氫碎爐的反應釜抽真空後，衝入氫氣進行氫破碎脫氫處理冷卻至室溫後，取出置於氣流磨中，製成粒徑為10-20 μ m的磁粉；
[0009](2)配料
[0010]按一下重量份配料:
[0011]上述磁粉90-100
碳酸鈣 1-2
氧化鎂 0.5-1
氧化鉍 1-1.5;
[0012]將上述配料置於球磨機內研磨時間為10_12h，球料比為10-15: I。得到混合料；
[0013]⑶制坯
[0014]在氬氣保護氛圍，在氬氣氛中，將上述混合料在環狀轉子磁石模具中壓實，同時在
2.0-2.5T的磁場下進行取向，製得密度為4.1-4.15g/cm3的毛還；
[0015](4)燒結
[0016]將成型毛坯在氬氣保護下放入燒結爐進行燒結，先以5-10°C /min升溫至700-750°C，保溫3-5h，然後以10_15°C /min升溫至1130_1230°C燒結4_6h，經過兩級回火處理，第一級回火處理溫度為800-850°C，時間為2-4h，第二級回火處理溫度為500_550°C，時間為4-7h，降至室溫，獲得磁石本體；
[0017](5)表面處理
[0018]用Gd的氟化物與乙二醇混合，按1: 10-1: 15重量比例混合，配成漿液，均勻塗覆在上述磁石本體表面，烘乾，得到產品，其中Gd氟化物的塗層厚度為10-50μπι。
[0019]本方法製備的磁石，通過添加用鏑來取代釹，以及調整主材料中的各個金屬元素配比來提高材料的磁性能；通過在燒結前添加燒結輔助劑碳酸鈣、氧化鎂和氧化鉍，來改善燒結後的微觀特性，提高了磁石的取向性能；通過添加Cr來提高材料的耐腐蝕性，最後通過表面改性處理在磁環表面形成緻密氧化釓處理進一步提高磁環的耐腐蝕性和磁性能，使得本發明的磁石更適合用於潮溼的環境使用。
【具體實施方式】
[0020]實施例一
[0021]本實施例的磁石的本體採用以下原子分子式的永磁材料為主要原料:(Dya25Ndci 75
)32 (Fe0.75Mn0.2。『0.05) 73.5B4P0.5。
[0022]按配比稱取原料，將稱取後的原料混合後氬氣氣氛下於入真空電磁感應爐中進行熔化，具體熔化過程如下:以釹和鐵原子比為1:1的方式進行真空熔解，然後按配料組成加入鏑鐵合金、錳鉻鐵合金、磷鐵合金及硼砂再進行熔解，最後加入按配比計算的餘量的鐵，反覆熔煉4次後,後急冷得到合金鑄錠。
[0023]將上述鑄錠帶經過加入氫碎爐的反應釜抽真空後，衝入氫氣進行氫破碎脫氫處理冷卻至室溫後，取出置於氣流磨中，製成粒徑為10-20 μ m的磁粉。
[0024]按一下重量份配料:
[0025]上述磁粉90
碳酸鈣 I
氧化鎂 0.5
氧化秘 I。
[0026]將上述配料置於球磨機內研磨時間為10_12h，球料比為10-15: I。得到混合料。
[0027]在氬氣保護氛圍，在氬氣氛中，將上述混合料在環狀轉子磁石模具中壓實，同時在
2.0T的磁場下進行取向，製得密度為4.lg/cm3的毛坯。
[0028]將成型毛坯在氬氣保護下放入燒結爐進行燒結，先以10°C /mmin升溫至700°C，保溫5h，然後以10°C /min升溫至1130°C燒結6h，經過兩級回火處理，第一級回火處理溫度為800°C，時間為4h，第二級回火處理溫度為500°C，時間為7h，降至室溫，獲得磁石本體。
[0029]用Gd的氟化物與乙二醇混合，按1: 10重量比例混合，配成漿液，均勻塗覆在上述磁石本體表面，烘乾，得到產品，其中Gd氟化物的塗層厚度為10 μ m。
[0030]實施例二
[0031]本實施例的磁石的本體採用以下原子分子式的永磁材料為主要原料:(Dyci 3Ndci 7)35 (Fe。.74^110.3^0.06) 59B5P1。
[0032]按配比稱取 原料，將稱取後的原料混合後氬氣氣氛下於入真空電磁感應爐中進行熔化，具體熔化過程如下:以 釹和鐵原子比為1:1的方式進行真空熔解，然後按配料組成加入鏑鐵合金、錳鉻鐵合金、磷鐵合金及硼砂再進行熔解，最後加入按配比計算的餘量的鐵，反覆熔煉6次後,後急冷得到合金鑄錠。
[0033]將上述鑄錠帶經過加入氫碎爐的反應釜抽真空後，衝入氫氣進行氫破碎脫氫處理冷卻至室溫後，取出置於氣流磨中，製成粒徑為10-20 μ m的磁粉。
[0034]按一下重量份配料:
[0035]
上述磁粉100
碳酸鈣 2
氧化鎂 I
氧化鉍 1.5。
[0036]將上述配料置於球磨機內研磨時間為10h，球料比為15: I。得到混合料。
[0037]在氬氣保護氛圍，在氬氣氛中，將上述混合料在環狀轉子磁石模具中壓實，同時在
2.5T的磁場下進行取向，製得密度為4.15g/cm3的毛坯。
[0038]將成型毛坯在氬氣保護下放入燒結爐進行燒結，先以10°C /min升溫至750°C，保溫3h，然後以15°C /min升溫至1230°C燒結4h，經過兩級回火處理，第一級回火處理溫度為850°C，時間為2h，第二級回火處理溫度為550°C，時間為4h，降至室溫，獲得磁石本體。[0039]用Gd的氟化物與乙二醇混合，按1: 15重量比例混合，配成漿液，均勻塗覆在上述磁石本體表面，烘乾，得到產品，其中Gd氟化物的塗層厚度為50 μ m。
[0040]比較例
[0041]比較例採用的永磁材料化學式為:NdaFebBeCud，其中Nd的含量a:28wt% ；Fe的含量b:69wt% ；B的含量c:1.0wt% ;Cu含量:2wt%。將原料金屬按配比在感應爐中熔化，熔化後在1550°C精煉30分鐘，然後冷卻澆鑄成一定重量和形狀的合金錠。隨後，將合金錠加入到甩帶爐中，在惰性氣氛(如氬氣)保護下於1350°C?1450°C的溫度下的甩帶爐中感應加熱重熔，得到合金熔液。將該合金熔液經坩鍋底部噴嘴的小孔噴射到高速旋轉的水冷銅輥或鑰輥表面瞬間凝固，形成非晶或微晶金屬合金薄帶。將得到的合金薄帶置於破碎機中，在氬氣的保護下，經過破碎，並過40目篩；將篩分後的粉末再在氬氣保護下，經600°C?700°C條件下熱處理10分鐘，即可得到最終的磁粉。利用實施例相同的磁石模具，將中混合均勻的粉末在1.7T的磁場下取向成型，再經過冷等靜壓，將成型壓坯置於真空燒結爐中，在1075 °C燒結保溫3小時，在890 °C —級回火保溫2小時，在560 °C 二級回火保溫3小時，獲得燒結轉子磁石。
[0042]對相同形狀和尺寸的實施例1-2及比較例的磁石進行磁性能測試，測試條件為:條件1:氣溫25°C的室內環境下測試；條件2:將磁體置於氣溫為25°C、相對溼度為65%的環境下放置300h後進行測試，測量最大磁能積(BH)max和矯頑力。測試結果顯示:在測試條件I下，實施例1-2的磁石磁能積比比較例磁石的磁能積提高15-20% ;實施例1-2的在條件2的最大磁能積相對條件I僅下降不到5 %，而比較例在條件2的最大磁能積相對條件I下降超過20%。
【權利要求】
1.一種極異方環狀燒結鐵氧體轉子磁石及其製備方法，該磁石包括本體和防腐蝕塗層，其中該磁石的本體採用以下原子分子式的永磁材料為主要原料=(DyxNdh)a(Fe卜y_zMnyCrz) 100_a_b_cBbPc,其中 x = 0.25-0.3, y = 0.2-0.3, ζ = 0.05-0.06, a = 32-35, b=4-5, c = 0.5-1,該防腐蝕塗層由氧化禮組成。
2.一種極異方環狀燒結鐵氧體轉子磁石的製備方法，該方法包括如下步驟: (1)製作永磁粉末 按如下原子配比稱取原料:(DyxNdh)a(FemMnyCrz)1HBbPe,其中 x = 0.25-0.3，y=0.2-0.3，ζ = 0.05-0.06, a = 32-35，b = 4-5，c = 0.5-1，將稱取後的原料混合後氬氣氣氛下於入真空電磁感應爐中進行熔化，具體熔化過程如下:以釹和鐵原子比為1:1的方式進行真空熔解，然後按配料組成加入鏑鐵合金、錳鉻鐵合金、磷鐵合金及硼砂再進行熔解，最後加入按配比計算的餘量的鐵，反覆熔煉4-6次後，後急冷得到合金鑄錠； 將上述鑄錠帶經過加入氫碎爐的反應釜抽真空後，衝入氫氣進行氫破碎脫氫處理冷卻至室溫後，取出置於氣流磨中，製成粒徑為10-20 μ m的磁粉； (2)配料 按一下重量份配料:
上述磁粉90-100
碳酸鈣 1-2
氧化鎂 0.5-1
氧化鉍 1-1.5;` 將上述配料置於球磨機內研磨時間為10-12h，球料比為10-15: I。得到混合料； (3)制坯 在氬氣保護氛圍，在氬氣氛中，將上述混合料在環狀轉子磁石模具中壓實，同時在2.0-2.5T的磁場下進行取向，製得密度為4.1-4.15g/cm3的毛還； (4)燒結 將成型毛坯在氬氣保護下放入燒結爐進行燒結，先以5-10°C /min升溫至700-750°C，保溫3-5h，然後以10-15°C /min升溫至1130_1230°C燒結4_6h，經過兩級回火處理，第一級回火處理溫度為800-850°C，時間為2-4h，第二級回火處理溫度為500_550°C，時間為4_7h，降至室溫，獲得磁石本體； (5)表面處理 用Gd的氟化物與乙二醇混合，按1: 10-1: 15重量比例混合，配成漿液，均勻塗覆在上述磁石本體表面，烘乾，得到產品，其中Gd氟化物的塗層厚度為10-50μπι。
【文檔編號】H01F41/02GK103489556SQ201310436393
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】周連明, 周園園 申請人:南通保來利軸承有限公司