磁铁
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适于大规模生产可配制出系列牌号的磁体生产技术
 
 

    钕铁硼磁铁作为第三代稀土永磁材料,钕铁硼具有原材料丰富、价格低廉以及高剩磁Br和高磁能积(BH)m的特点,在许多技术领域中已成为重要的组元,如计算机技术、信息技术、航空航天技术、交通运输(汽车)技术等,尤其是混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)用的各种电机对钕铁硼的需求量较大。然而三元系烧结钕铁硼的矫顽力Hcu.偏低,温度稳定性差的缺点限制了它的应用。

    目前企业广泛采用且行之有效的方法是直接添加重稀土Dy或Tb替代部分Nd以提高磁体的磁晶各向异性场Ha来提高磁体矫顽力。由于重稀土元素的原子磁矩与铁的原子磁矩是反铁磁性耦合,在矫顽力随重稀土添加量增加而提高的同时,磁体的剩磁也会急剧降低。另一方面,重稀土Dy或Tb的价格昂贵,因此制备既具有高矫顽力又不含Tb少含Dy的钕铁硼磁体成为亟待解决的问题。

    为解决这一问题,人们进行了广泛深入的研究。NdFeB磁体的矫顽力属于形核机制,反磁化畴一般容易在晶界区域形核,因此提高矫顽力的重点在于改善晶界相结构与性能。近期发展的双相工艺就是通过直接添加液相来改变晶界相的成分与性能。该方法分别配制富重稀土的辅相和高能积的主相,将两种合金粉末按照配比混合后成型。然而,采用该工艺制备的磁体均勻性较差,原因在于含有重稀土的富稀土相是作为液相使用,两种粉末难以达到理想均勻的混合状态。2009年日本的DSLi等人采用还原扩散方法将Dy2O3或DyF3与CaH2混合粉末涂覆在磁体的表面,然后将磁体真空加热至1073〜1273K,保温0.5〜池。结果是让Dy扩散至晶界相,在不降低剩磁的情况下,提高矫顽力40%。然而,该方法适用的磁体尺寸仅有3.0X3.0X2.8mm3,无法满足工业生产需求。

    据恒志信网消息:国内最新研制成功一种
无Tb少Dy的高矫顽力磁体及制备方法,通过主相晶粒表层和晶界相重组,改善其结构与性能。测试结果表明,与传统技术制备的同等性能烧结NdFeB永磁体相比,采用技术制备的磁体可使重稀土的添加量由原来占稀土总量的16%〜降至6%〜14%,同时还添加一定量的Ho、Er等使Dy的用量减少到5%〜12%,提高了稀土资源的利用率和磁体的性价比。
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    无Tb少Dy的高矫顽力磁体的制备方法包括如下工艺步骤:
    步骤1:按照钕铁硼合金质量百分比的组成分子式(Nciicichxhrex)aFe100_a_b_cBbTMc(wt.%)和NdaFe100_a_b_cBbTMc(wt•%)分别配制原料,其中0%^χ^24%,29%^a彡30%,0.彡1.5%,0.5%^c彡2%,所需稀土原料可以直接采用含Ho、Er、Dy比例确定的混合稀土,TM为Ga,Co,Cu,Nb,Al元素中的一种或几种;
    步骤2:将步骤1配好的原料分别熔炼。首先将原材料放入中频感应熔炼速凝炉坩埚内,在真空度达到10’a以上时送电预热,待真空度重新达到10’a以上后停止抽真空并充入高纯Ar,使炉内Ar气压达到-0.04〜-0.08Mpa后进行熔炼。随后将钢液浇注到线速度为1.5〜3m/s的水冷铜辊上,获得平均厚度范围在0.15〜0.5mm的速凝薄带;
    步骤3:所制得的速凝薄带分别装入氢化炉中进行粗破碎。在保护气氛下将防氧化润滑剂与粗破碎磁粉按照3〜7ml/kg的比例混合,防止在随后的气流磨过程中细粉团聚和氧化。其中防氧化润滑剂中醇类汽油占85%-96%,基础合成油占4%-15%。所采用的醇可以是甲醇或乙醇,所采用基础复合油的黏度指数大于90,如聚a-烯烃或酯类油等。气流磨风选轮的转速度控制在3000r/min〜4000r/min,成分为NdaFe1(1(1_a_b_。BbTM。(wt.%)的磁粉粒度控制在3〜5μπι,成分为(Nd1Q(1_xHREx)aFei(1(1_a_b_。BbTM。(Wt•%)的磁粉粒度控制在0.07〜2•5μπι;
    步骤4:按照合金设计成分,以不同比例分别称取步骤3制备的磁粉并在混料机中将磁粉充分混合。
    步骤5:在惰性气体保护气氛下,将混合磁粉在磁场强度为1.5〜2Τ的磁场中取向成型,再进行冷等静压,制成毛坯;
    步骤6:将成型后的毛坯放入高真空的烧结炉中进行烧结,烧结过程中在400°C〜800°C保温0.5〜10小时进行脱氢,在烧结温度1020°C〜1080°C保温1〜4小时后水冷或空冷,然后分别在750°C〜950°C和450°C〜600°C进行1〜4小时的回火处理。

    
与现有技术相比优点在于:使用混合稀土进行配料,减少了采用经进一步分离、提纯的稀土所增加成本。在保持磁体性能前提下,可使重稀土的添加量由原来占稀土总量的16%〜M%降至6%〜14%,同时还添加一定量的Ho、Er等使Dy的用量减少到5%〜12%;其次采用只需熔炼两种成分速凝带,便可配制出系列牌号的磁体,具有较高的成分可调自由度,可极大的降低生产成本,适于工业大规模生产。
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发布人:亿豪杰磁铁 发布时间:2018年3月9日 此新闻已被浏览 2731
 
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