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【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種燒結釹鐵硼磁體,具體涉及一種晶界重構技術制備的結釹鐵硼磁體。
技術介紹
1、據統計,2020年全球高性能釹鐵硼材料在風力發電、新能源汽車、節能電梯、變頻空調和工業機器人等領域上應用超過70%,釹鐵硼永磁材料作為風力發電、新能源汽車等設備電機中的核心材料,隨著對電機高扭矩密度和高能量轉換效率的追求,超高磁性的釹鐵硼材料的市場需求不斷增加。目前不含稀土材料的釹鐵硼磁體主相居里溫度低,矯頑力低,一般不超過1200?ka/m,不能滿足電動汽車驅動系統、風力發電系統等的高溫應用要求。常常通過增加稀土元素tb和dy替代nd,提高磁體整體的矯頑力和高溫穩定性,但是過量稀土元素的添加導致生產成本增大,并且大量消耗戰略稀土資源。
2、雙合金永磁基體制備工藝是減少稀有元素tb的使用含量的有效手段,可以通過調節釹鐵硼磁體的微觀結構進而增強磁性能。基體材料的主成分會對擴散合金的擴散效果造成明顯的影響。目前在釹鐵硼磁鐵的制備過程中,為了提高磁體矯頑力,大量使用tb等稀有稀土元素,導致tb元素更傾向于集中在nd2fe14b相中,并且與鐵原子之間存在反鐵磁耦合,降低了磁體的剩磁性能。另外,目前采用單合金法制備磁體基體,大部分的tb元素會分布在nd2fe14b晶粒中,而不是晶粒表面,造成tb元素的利用效率低。
3、隨著對nd2fe14b不斷深入的研究,剩磁增強理論和矯頑力增強機制相繼被系統的提出,磁性能的變化機制的面紗逐漸被揭開。nd2fe14b磁體的性能得到了大幅度提升,成為目前唯一磁能積可以超過400?kj/m3的
技術實現思路
1、本專利技術的目的,是為了解決
技術介紹
中的問題,提供一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法。
2、本專利技術的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的:
3、一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法,包括以下步驟:
4、步驟s1合金成分配料:原料主要成分為釹元素nd、鐵元素fe、硼元素b按質量份數配制;
5、步驟s2熔煉:將步驟s1配好的原料和dy6fe13cu分開投入熔煉爐中并設置好溫度熔煉;
6、步驟s3晶粒粗破碎:將步驟s2熔煉冷卻得到的合金塊投入破碎機進行初步大粒徑合金塊粗破碎;
7、步驟s4晶粒細化:將步驟s3得到的粗破碎釹鐵硼合金粉料經過氫破和氣流磨進行晶粒細化過程;
8、步驟s5斜取向壓制成型:將步驟s4得到的細化晶粒經過混粉后進行斜取向壓制成型;
9、步驟s6高溫燒結:步驟s5得到的成型鑄片進行磁體燒結,燒結分三個階段進行。
10、作為優選,所述步驟s1中釹元素質量份數為15-35份,硼元素質量份數為0.5-1.5份,其他為鐵元素;在氣流磨與細粉復配過程中加入潤滑劑和防氧化劑,潤滑劑與防氧化劑的質量份數分別為0.25-1份。
11、采用本專利技術,優點在于多元素協同的高性能釹鐵硼擴散劑制備關鍵技術是不影響擴散劑前驅體居里溫度情況下有效提高tb金屬的擴散深度,提高利用效率的有效手段,通過設計成分及配比,通過適量的dy與低熔點金屬元素的復配工藝,降低了磁體晶界的熔點,優化了晶界結構,提高了磁體的滲透率、潤濕性和矯頑力,可以起到防氧化、提升氣流磨的效率,改善粉末力度分布、改善顆粒表面缺陷以及改善成型加工性能作用。
12、作為優選,所述步驟s2中熔煉爐為感應熔煉爐,熔煉過程為:按設計的成分配料,待到爐內真空度達到6×10-2pa后,即可停止真空系統,然后往爐內充入0.05?mpa?的氬氣。打開高頻感應電流開始加熱,待到合金融化完全后,在1400℃左右精煉3~?5分鐘。隨后啟動澆注系統,緩慢傾倒坩堝,將熔化的合金液傾倒在中間包內,通過中間包的開口,熔漿勻速的滴落在高速旋轉的銅輥上。實驗中將銅輥面的線速度控制在1.12?m/s?以獲得較快的冷卻速度。合金液經過銅輥的快速冷卻即可得到速凝鑄片,其厚度一般控制在0.28~?0.35?mm范圍。
13、采用本專利技術,優點在于感應熔煉爐的特點是沒有碳質電極和電弧下的高溫區,冶煉過程沒有增碳和吸入解離的氣體的反應發生;交變磁場的電磁攪拌作用能使金屬液的溫度和成分均勻,除去金屬中的氣體和夾雜物;電磁感應和電熱轉換的熱產生在金屬內部,可減少易揮發和易氧化元素的燒損;功率調節簡便,爐溫便于控制,容易實現真空或特殊氣氛下的熔煉過程。
14、作為優選,所述步驟s3晶粒粗破碎中,合金塊的粗破碎采用顎式破碎機進行粗破,所述步驟s1和步驟s2中的兩種原料分開粗破,并在后續細化處理中也分開處理。
15、作為優選,所述步驟s4中合金的氫破碎過程是利用合金在一定條件下吸氫或脫氫可逆的原理來工作。將粗破處理后的釹鐵硼鑄片置于氫破爐內,利用真空系統排掉爐膛內空氣;在常溫下通入一定量的高純氫氣,并在吸氫過程中補充氫氣;待鑄片吸氫飽和后,利用真空系統抽去多余氫氣,并對爐體進行加熱到530℃脫氫;脫氫完成后,關閉加熱系統對合金進行氬氣氣冷至室溫。利用氫破碎工藝可以將鑄片破碎成1?mm以下尺寸的顆粒,大部分是200μm左右。
16、作為優選,所述步驟s4中氫破碎之后進行氣流磨(jm)過程,將上一階段經過氫破碎的磁粉送入氣流磨機磨室中,通過空間呈一定角度分布的一組氣流噴嘴噴射出高速氣流帶動氫破后的磁粉加速,高動能的磁粉在噴嘴方向交匯點發生劇烈碰撞實現粉末破碎過程。破碎至一定粒度的磁粉通過調節分選輪轉速進行收集,而粒度較粗的磁粉無法通過分選輪繼續留在研磨室進行破碎。
17、采用本專利技術,優點在于氫破碎hd工藝是利用稀土合金和氫氣的相互作用達到破碎鑄錠合金的目的,其工藝過程是將具有新鮮表面的熔煉甩帶片裝入密閉容器,抽真空后充入高純氫氣,使氫氣壓為兩個大氣壓左右,數分鐘后就會聽到合金錠的爆裂聲并伴隨著溫度的升高。這個過程就成為“氫爆”?(hd),此過程是nd-fe-b合金發生氫化的結果;氣流磨是利用高壓氣流將攪拌后的粗粉吹起,氣流膨脹后帶動碰撞后的物料上升進入分級區,在分級區中由渦輪式分組輪分選出達到粒度的粉料,粉料的粒度大小,由分級輪轉速快慢來調整,分離出的粉料隨氣流帶出,進入旋風分離器實現分離,其余粗粉返回研磨區繼續研磨,直至達到粒度后被分出成為合適尺寸的細粉為止。為了獲取良好取向的磁體,要求粉末顆粒尺寸小(3-4μm)且尺寸分布集中,粉末顆粒呈球狀或近似球狀。
18、作為優選,所述步驟s5成型之前先采用三維圓錐混粉機,混粉2h后,將經過混粉之后的磁粉裝在粉罐里并安裝在壓機進料口處,通過電子秤進行自動定量取粉,然后將磁粉裝入合適的模具中,在2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法,其特征在于包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法,其特征在于:
3.根據權利要求1所述的一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法,其特征在于:
4.根據權利要求1所述的一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法,其特征在于:
5.根據權利要求1所述的一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法,其特征在于:
6.根據權利要求5所述的一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法,其特征在于:
7.根據權利要求1所述的一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法,其特征在于:
8.根據權利要求7所述的一種斜取向成型裝置,其特征在于:
9.根據權利要求1所述的一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法,其特征在于:
10.一種高性能燒結釹鐵硼磁體,其特征在于:
【技術特征摘要】
1.一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法,其特征在于包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法,其特征在于:
3.根據權利要求1所述的一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法,其特征在于:
4.根據權利要求1所述的一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法,其特征在于:
5.根據權利要求1所述的一種新能源汽車電機用的高性能燒結釹鐵硼...
【專利技術屬性】
技術研發人員:闕永生,周曉慶,鮑金勝,唐國才,鄔珊珊,羅書明,盧彬彬,閆向領,
申請(專利權)人:浙江鑫盛永磁科技股份有限公司,
類型:發明
國別省市:
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