一種具有優異矯頑力的Fe基塊體永磁合金及其製備方法
2023-04-22 19:08:46
專利名稱：一種具有優異矯頑力的Fe基塊體永磁合金及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種具有優異矯頑力的!^e基塊體永磁合金及其製備方法，屬磁性合金材料及加工工藝技術領域。
背景技術：
隨著電子、信息產業的迅猛發展，磁性材料對人類社會的進步所起到的作用也越來越大。其中永磁材料是用量大、用途也很廣泛的一種磁性材料，而稀土永磁材料是目前磁性能最好、發展最快的永磁材料之一。目前永磁材料的主要製備方法是將非晶化的薄帶進行晶化處理，然後粘結或是燒結成型，這使得工藝複雜，成本高。而隨著大塊非晶合金的製備成功，這給永磁材料的製備提供了一個新思路。上世紀90年代，日本的Inoue等人系統研究製備出了多個金屬體系直徑為 lmnT30mm的棒狀大塊非晶合金。美國加州理工學院的Johnson等人發現了迄今為止非晶形成能力最好的^-Ti-Cu-Ni-Be合金系，其非晶形成能力已接近傳統氧化物玻璃，得到的棒狀大塊非晶合金的直徑最大可達到十多釐米。多組元大塊非晶合金的發現由於其簡單的製備工藝，優異的性能(如高強度、抗腐蝕、磁性等)，使它具有很好的應用前景。2002年， 日本的張偉等人在對(Fe，Co)-(Nd，Dy)-B用非晶晶化的方法製備出了直徑為0. 5mm的棒狀 Fe67Coa4Nd11Dy0^B20塊體永磁合金。隨後，羅馬尼亞的Marinescu等人也用同樣的方法得到了直徑為0. 6mm的!^66ColtlNd3Dy1B2tl塊體永磁材料。但是迄今為止，用這種方法製備得到的塊體永磁材料的矯頑力一般較低，只有20(T300kA/m。我們通過成分調節，用銅模吸鑄法及常規熱處理工藝製備得到一種具有優異矯頑力的狗基塊體永磁合金。而且與傳統的永磁材料的製備方法相比，用吸鑄和熱處理的方法製備塊體永磁材料，可以節約成本，簡化工藝，並且容易製備形狀複雜的永磁材料。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有優異矯頑力的！^基塊體永磁合金。本發明的另一目的是提供一種具有優異矯頑力的狗基塊體永磁合金的製備方法。本發明的目的是通過以下技術手段來實現的。—種具有優異矯頑力的狗基塊體永磁合金，其特徵在於該合金的成分以原子百分含量計為
Fe55 『 75%Nd5 ^ 15%Nb1 ^ 7%B18 ^ 30%
上述狗基塊體永磁合金的製備方法，其特徵在於該方法具有以下工藝步驟 a. 將工業純金屬原料!^、而、恥以及FeB合金，以原子百分含量計為Fe 55 75%、Nd 5 15%、Nbl 7%、B 18 30%進行配料，然後用真空非自耗電弧爐在氬氣保護下進行熔煉，熔煉電流密度為100 220A/cm2，將合金反覆熔煉3 5次，製得母合金；
b.重熔母合金後採用銅模負壓吸鑄法澆注，製得狗基塊體非晶合金；
c.將上述大塊非晶合金在580 850°C，真空度為3X 10 — 3 5X 10 — 3I^a條件下進行真空退火處理，退火時間為10 35分鐘，製得具有優異矯頑力的！^基塊體永磁合金。本發明中所用的原料為純金屬i^、Nd、Nb以及!^eB中間合金。本發明合金具有較好的非晶形成能力，在室溫下表現為優良的軟磁性能。經過適當的真空處理後合金由軟磁性轉變為硬磁性。圖1為本發明的合金在室溫下的磁滯回線圖，圖中比較了鑄態和經過真空退火後樣品的磁性能。可以看出，本發明的狗基合金在鑄態時為軟磁性能，經過真空退火後，合金由軟磁性變為硬磁性，飽和磁化強度Ms=61Am2/kg， 矯頑力 jH。=819kA/m。本發明的特點是1)特殊的合金配方；2)使用非常簡單的工藝方法，得到具有良好優異矯頑力的狗基塊體永磁合金。本發明的合金具有優異的矯頑力，可以廣泛用於信息、通訊、計算機等領域的磁性器件。這種具有硬磁性的狗基塊體永磁合金由於其簡便的工藝，可以克服現有磁性材料加工工藝複雜、元件尺寸受限制的問題，使其應用領域進一步擴大。
圖1為本發明的具有優異矯頑力的!^e基塊體永磁合金在室溫下的磁滯回線圖。
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
本實施例的具有硬磁性的Fe基塊體合金的成分(原子百分含量)為Fe 63%、Nd 7%、 Nb6、B 24%0製備過程和步驟如下將工業純金屬原料!^ejcUNb以及FeB合金按本實施例的狗基塊體合金成分配製20克，然後用真空非自耗電弧爐在氬氣保護下進行熔煉，熔煉電流密度為150A/cm2，將合金反覆熔煉4次，製得母合金；重熔母合金後採用銅模負壓吸鑄法澆注，得到尺寸為ImmX IOmmXSOmm的塊體非晶合金。將上述大塊非晶合金在690°C，真空度為4X10_3!^條件下，進行真空退火，退火時間為20分鐘，最後製得本發明的具有優異矯頑力的狗基塊體永磁合金。本實施例中所製得的鐵基塊體永磁合金在室溫下的磁性能，見附圖1。圖中比較了鑄態和經過真空退火後樣品的磁性能。可以看出，本發明的狗基合金在鑄態時為軟磁性能，經過真空退火後，合金由軟磁性變為硬磁性，飽和磁化強度Ms=61Am2/kg，矯頑力 」Η。=8191 Α/πι。
權利要求
1.一種具有優異矯頑力的i^e基塊體永磁合金，其特徵在於該合金的成分以原子百分含量計為Fe 55 75% Nd 5 15% Nb 1 7% B 18 30%。
2.一種用於權利要求1所述的具有優異矯頑力的Fe基塊體永磁合金的製備方法，其特徵在於該方法具有以下工藝步驟a.將工業純金屬原料!^ejcUNb以及FeB合金，以原子百分含量計為Fe55 75%、Nd 5 15%、Nbl 7%、B 18 30%進行配料，然後用真空非自耗電弧爐在氬氣保護下進行熔煉，熔煉電流密度為100 220A/cm2，將合金反覆熔煉3 5次，製得母合金；b.重熔母合金後採用銅模負壓吸鑄法澆注，製得狗基塊體非晶合金；c.將上述大塊非晶合金在580 850°C，真空度為3X 10 —3 5 X 10 — 3Pa條件下進行真空退火處理，退火時間為10 35分鐘，製得具有優異矯頑力的！^基塊體永磁合金。
全文摘要
本發明涉及一種具有優異矯頑力的Fe基塊體永磁合金及其製備方法。本發明的Fe基塊體永磁合金成分(原子百分含量)為Fe55～75%、Nd5～15%、Nb1～7%、B18～30%。其製備過程如下(1)將工業純金屬原料Fe、Nd、Nb以及FeB合金按上述配方進行配料，然後用真空非自耗電弧爐在氬氣保護下進行熔煉，將合金反覆熔煉3～5次，製得母合金；(2)重熔母合金後採用銅模負壓吸鑄法澆注，製得Fe基大塊非晶合金。(3)將上述大塊非晶合金在580～850℃，真空度為3～5×10－3Pa條件下進行真空退火處理，退火時間為10～35分鐘，製得具有優異矯頑力的Fe基塊體永磁合金。本發明的Fe基合金在鑄態時為軟磁性能，經過真空退火後，合金由軟磁性變為硬磁性，飽和磁化強度Ms=61Am2/kg，矯頑力jHc=819kA/m。
文檔編號H01F1/057GK102290183SQ20111011331
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月4日 優先權日2011年5月4日
發明者徐暉, 滿華, 譚曉華 申請人:上海大學