一種納米晶釹鐵硼粘結磁體的成型方法

2023-09-15 03:14:35 2

專利名稱：一種納米晶釹鐵硼粘結磁體的成型方法
技術領域：
本發明涉及一種納米晶釹鐵硼粘結磁體的成型方法，屬金屬粉末加壓成型工藝技術領域。
背景技術：
納米晶雙相釹鐵硼是由具有納米晶粒尺寸的軟磁相a-Fe與硬磁相Nd2Fe14B組成。當兩相的晶粒尺寸在幾個到幾十個納米時，顆粒間將會發生強烈的交換耦合作用而導致剩磁增強，這種以「交換彈性耦合」組成的納米複合材料是獲得高磁能積的新途徑，理論預計它的最大磁能積可高達1MJ/m3，遠高於目前磁能積最高的燒結NdFeB磁體，被廣泛的應用到汽車工業、小型和大型儀表或裝置、音響、行動電話、耳機、光碟驅動器等。納米晶複合永磁材料包含很多體系，硬磁相可以是Nd2Fe14B、Sm2Fe17Nx、SmCo5或鐵氧體等，軟磁相可以是α-Fe、Fe3B、FeCo合金等。納米晶磁粉的製作方法也較多，有快淬法、機械合金化法、HDDR、和薄膜技術等。
將納米晶雙相釹鐵硼粉末和2～5％的粘結劑混合，在一定壓力下成型，可製造出各種各樣的粘結納米晶釹鐵硼磁環、磁瓦片等，具有優異得性能和良好得性價比，其用途十分廣泛，如計算機硬碟驅動器的音圈電機，打字機、DVD、CD中的主軸電機，手機的振動電機，車載用的磁性傳感器，飛機控制儀的陀螺組件等等。能很好得滿足磁性材料及器件得小型化、智能化以及高性能化，因此，在信息、汽車、音響系統等到廣泛得使用。
現有的納米晶釹鐵硼磁體的成型工藝有三種方法，即壓製成型、注射成型、擠壓成型。它們存在一個共同的問題是成型時需要用較多的粘結劑，而且成型製得的磁體密度較小，粘結磁體的磁性能較差。當採用壓製成型時，典型的成型工藝如下以Nd85(FeCoZr)84.5Cr0.5B6.5為例，通過熔體快淬的方法製備非晶帶，晶化處理獲得納米晶；將納米晶粉末和粘結劑混合(納米晶粉末粒度範圍為80～200目，粘結劑為樹脂粘結劑，加入量為2～5wt％)，在一定的壓力(200～400Mpa)下進行壓製成型，然後在150℃下固化一個小時，最後獲得納米晶粘結磁體。由於該工藝中在造粒時加入了較多的非磁性的樹脂粘結劑2.9wt％，同時，模壓成型的方法因模具強度的限制而限制了壓力不能太高，製得磁體的密度較低，性能較差。其各項性能參數為粘結磁體的密度為6.037g/cm3，剩磁Br＝5.96T(特斯拉)，內稟矯頑力jHc＝610KA/m，最大儲能積(BH)max＝58.02KJ/m3，曲線的方形度為25％。

發明內容
本發明的目的是提供一種納米晶釹鐵硼粘結磁體的成型方法。本發明的另一目的是提高納米晶釹鐵硼粘結磁體的密度和磁學性能。
本發明的目的是通過下述技術方案實施的。
一種納米晶釹鐵硼粘結磁體的成型方法，該方法的特徵在於具有以下工藝步驟a.將釹鐵硼原料通過熔體快淬方法獲得非晶磁體，經晶化處理獲得納米晶釹鐵硼磁體粉末；b.用上述納米晶釹鐵硼磁體粉末與0.2～1.0wt％粘結劑均勻混合得釹鐵硼混合物，納米晶釹鐵硼粉末粒度範圍為80～200目；c.將上述混合物裝在橡膠套管內，在室溫下經500～800Mpa壓力的等靜壓處理0.5～2min，從橡膠套管內取出混合物，然後在130～200℃下固化1～2h，即可得到高密度高磁學性能的納米晶釹鐵硼磁體。
本發明的納米晶釹鐵硼磁體粉末也可以這樣製得以NdFeB要求的化學計量配方進行配料，通過真空感應熔煉法製得合金鑄錠，經過熔體快淬方法獲得非晶磁體，再經晶化處理獲得納米晶釹鐵硼磁體粉末。
本發明的特點是將對用快淬法準備的Nd2Fe14B/α-Fe納米晶雙相粉末進行等靜壓成型。由於等靜壓成型時液體壓力在各個方向很均勻，生成納米晶釹鐵硼磁體很緻密，且密度均勻，因此，本發明的方法提高了納米晶釹鐵硼磁體密度和磁學性能。本發明的另一特點是粘結劑的加入量為0.2～1.0wt％，遠低於常規壓製成型方法粘結劑的加入量(2～5wt％)。用本發明方法所製得的納米晶釹鐵硼磁體與常規的壓製成型方法所製得的磁體相比，可以提高磁體的密度、最大磁能積、剩磁Br、內稟矯頑力和曲線的方形度。
具體實施例方式
現將本發明的實施例具體敘述於後。
實施例1本實施例中以Nd8.5(FeCoZr)84.5Cr0.5B6.5化學計量配方的基礎準備好原料，通過熔體快淬方法獲得非晶磁體，經晶化處理獲得納米晶釹鐵硼磁體粉末；用上述納米晶釹鐵硼磁體粉末與0.5wt％粘結劑均勻混合得釹鐵硼混合物，納米晶釹鐵硼粉末粒度範圍為100目。將上述混合物裝在橡膠套管內，在室溫下經650Mpa壓力的等靜壓處理1min，從橡膠套管內取出混合物，然後在150℃下固化1h，即可得到高密度高磁學性能的納米晶釹鐵硼磁體。
製得的納米晶釹鐵硼磁體的密度及磁學性能明顯地提高。其磁體密度由6.037g/cm3提高至6.78g/cm3，剩磁Br由5.96T(特斯拉)提高至0.747T(特斯拉)，內稟矯頑力jHe由原來的610KA/m提高至712KA/m，最大磁能積(BH)max由原來的58.02KJ/m3提高至72KJ/m3，曲線的方形度由25％提高至30％。
實施例2本實施例中以Nd8.5(FeCoZr)84.5Cr0.5B6.5化學計量配方的基礎準備好原料，通過熔體快淬方法獲得非晶磁體，經晶化處理獲得納米晶磁體粉末，粉末的粒度為120目；用上述納米晶釹鐵硼磁體粉末與0.2wt％粘結劑均勻混合得釹鐵硼混合物；將上述混合物裝在橡膠套管內，在室溫下經600Mpa壓力的等靜壓處理1min，從橡膠套管內取出混合物，然後在160℃下固化1.5h，即可得到高密度高磁學性能的納米晶釹鐵硼磁體。製得的納米晶釹鐵硼磁體的密度及磁學性能明顯地提高。其磁體密度為6.56g/cm3，剩磁Br為0.651T(特斯拉)，內稟矯頑力jHe為632KA/m，最大磁能積(BH)max為69KJ/m3，曲線的方形度為29％。
實施例3本實施例中以Nd8.5(FeCoZr)84.5Cr0.5B6.5化學計量配方的基礎準備好原料，通過熔體快淬方法獲得非晶磁體，經晶化處理獲得納米晶磁體粉末，粉末的粒度為140目；用上述納米晶釹鐵硼磁體粉末與0.7wt％粘結劑均勻混合得釹鐵硼混合物；將上述混合物裝在橡膠套管內，在室溫下經750Mpa壓力的等靜壓處理1min，從橡膠套管內取出混合物，然後在180℃下固化1h，即可得到高密度高磁學性能的納米晶釹鐵硼磁體。製得的納米晶釹鐵硼磁體的密度及磁學性能明顯地提高。其磁體密度為7.10g/cm3，剩磁Br為0.691T(特斯拉)，內稟矯頑力jHe為640KA/m，最大磁能積(BH)max為75KJ/m3，曲線的方形度為33％。
實施例4本實施例中以Nd8.5(FeCoZr)84.5Cr0.5B6.5化學計量配方的基礎準備好原料，通過熔體快淬方法獲得非晶磁體，經晶化處理獲得納米晶磁體粉末，粉末的粒度為160目；用上述納米晶釹鐵硼磁體粉末與0.9wt％粘結劑均勻混合得釹鐵硼混合物；將上述混合物裝在橡膠套管內，在室溫下經550Mpa壓力的等靜壓處理1min，從橡膠套管內取出混合物，然後在170℃下固化1h，即可得到高密度高磁學性能的納米晶釹鐵硼磁體。製得的納米晶釹鐵硼磁體的密度及磁學性能明顯地提高。其磁體密度為6.53g/cm3，剩磁Br為0.659T(特斯拉)，內稟矯頑力jHe為629KA/m，最大磁能積(BH)max為68KJ/m3，曲線的方形度為27％。
權利要求
1.一種納米晶釹鐵硼粘結磁體的成型方法，該方法的特徵在於具有以下工藝步驟a.將釹鐵硼原料通過熔體快淬方法獲得非晶磁體，經晶化處理獲得納米晶釹鐵硼磁體粉末；b.用上述納米晶釹鐵硼磁體粉末與0.2～1.0wt％粘結劑均勻混合得釹鐵硼混合物，納米晶釹鐵硼粉末粒度範圍為80～200目；c.將上述混合物裝在橡膠套管內，在室溫下經500～800Mpa壓力的等靜壓處理0.5～2min，從橡膠套管內取出混合物，然後在130～200℃下固化1～2h，即可得到高密度高磁學性能的納米晶釹鐵硼磁體。
2.如權利要求1所述的納米晶釹鐵硼粘結磁體的成型方法，其特徵在於所述的納米晶釹鐵硼粉末粒度範圍為120～160目。
3.如權利要求1所述的納米晶釹鐵硼粘結磁體的成型方法，其特徵在於所述的粘結劑為樹脂粘結劑。
4.如權利要求1所述的納米晶釹鐵硼粘結磁體的成型方法，其特徵在於所述的壓力為600～700Mpa。
全文摘要
本發明涉及一種納米晶釹鐵硼粘結磁體的成型方法。本發明方法的特點是採用等靜壓成型方法，將納米晶釹鐵硼磁體粉末與0.2～1.0wt％粘結劑均勻混合後裝在橡膠套管內，經500～800Mpa壓力的等靜壓處理，然後在130～200℃下固化，即可生成高密度高磁學性能的納米晶釹鐵硼磁體。本發明方法的粘結劑的加入量遠低於常規壓製成型方法粘結劑的加入量。用本發明方法可以提高納米晶釹鐵硼磁體的最大磁能積、剩磁、內稟矯頑力等磁學性能。
文檔編號H01F41/02GK1792510SQ20051011192
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月23日 優先權日2005年12月23日
發明者侯雪玲, 李士濤, 孔俊峰, 倪建森, 徐暉, 周邦新, 沈紹義 申請人:上海大學