【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于釹鐵硼磁體，涉及一種釹鐵硼磁體及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、燒結(jié)釹鐵硼磁體由于其優(yōu)異的磁性能而被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、電子通訊、清潔能源、工業(yè)機器人以及航空航天等諸多領(lǐng)域，由于其需求日益擴大，對磁體性能，如剩磁、矯頑力性能的要求也越來越高。
2、目前，在制備燒結(jié)釹鐵硼磁體過程中，由于釹鐵硼磁粉化學(xué)性質(zhì)活潑以及流動性較差，需要添加抗氧劑、潤滑劑等有機添加劑，同時需要通入氮氣等惰性氣體，會引入一定含量的雜質(zhì)元素，如碳、氮和氧。常規(guī)的制備工藝過程中，雜質(zhì)元素極易與活潑的富釹相結(jié)合，從而降低磁體的矯頑力。
3、基于以上研究，需要一種釹鐵硼磁體的制備方法，來解決既要降低磁體中的雜質(zhì)元素，又面臨因制備工藝原因不得不引入雜質(zhì)元素的矛盾問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種釹鐵硼磁體及其制備方法與應(yīng)用，所述制備方法通過不完全脫氫工藝同時控制磁體中的氫含量，降低晶界相的自由能，避免后續(xù)工序中雜質(zhì)元素和富稀土相的結(jié)合，從而降低磁體中的雜質(zhì)元素含量，避免雜質(zhì)元素對磁體性能的劣化，同時所述制備方法配合多段燒結(jié)工藝，避免由于不完全脫氫工藝導(dǎo)致磁體在燒結(jié)中形成裂紋的問題，配合包覆工藝來保護磁體，避免磁體在后續(xù)處理過程中再吸附雜質(zhì)的問題。
2、為達到此專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種釹鐵硼磁體的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
4、s1：將磁體原料制備釹鐵硼甩帶片，然后
5、所述氫破處理包括依次進行的吸氫和脫氫步驟，所述脫氫的溫度為250～350℃；
6、s2：將步驟s1所述粗粉包覆有機添加劑，得到包覆料；
7、s3：將步驟s2所述包覆料進行研磨、成型、燒結(jié)處理和時效處理，得到所述釹鐵硼磁體，其中，所述燒結(jié)處理包括在至少兩個溫度階段內(nèi)進行燒結(jié)。
8、當(dāng)燒結(jié)釹鐵硼磁體需要獲得較高剩磁時，原料配方中需降低稀土元素的含量，即磁體中的稀土含量比普通磁體的稀土含量低，才能夠獲得高剩磁磁體。但是本專利技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，隨著磁體的剩磁逼近釹鐵硼的極限，磁體在每個工序的制造過程中對環(huán)境的變化更為敏感，因為磁體沒有多余的富稀土相來分擔(dān)由于環(huán)境帶來的碳氮氧對富稀土相的消耗，從而會造成磁性能的惡化。因此，在高剩磁磁體制備過程中，引入的雜質(zhì)元素如碳、氮、氧對磁性能惡化的影響更為顯著。
9、本專利技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)稀土含量降低以后，釹鐵硼磁體中的富稀土相的比例也會隨著降低，因此經(jīng)過熔煉、氫破、研磨后獲得的釹鐵硼磁體粉末中富稀土相含量比較低，隨著研磨制粉過程中粉末碰撞產(chǎn)生的能量會使氮氣和富稀土相反應(yīng)，生成稀土氮化物而消耗富稀土相，同時添加的潤滑劑、抗氧劑等有機添加劑也會在燒結(jié)時，由于未及時揮發(fā)導(dǎo)致雜質(zhì)元素和富稀土相發(fā)生反應(yīng)，惡化磁性能，因此如何降低高剩磁磁體中的雜質(zhì)元素的含量是本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題。
10、針對上述問題，本專利技術(shù)在氫破過程中先吸氫然后再進行脫氫，且脫氫的溫度控制在較低的250～350℃，進行不完全脫氫，限定粗粉中具有一定量氫含量，目的是通過控制粗粉富稀土相中的氫含量，降低晶界相的自由能，從而有效避免后續(xù)工序中雜質(zhì)元素和富稀土相的結(jié)合，降低磁體中的雜質(zhì)元素含量，進一步避免雜質(zhì)元素對磁性能的劣化。
11、但是當(dāng)不完全脫氫時，粗粉中殘留一定含量的氫，后續(xù)若采用常規(guī)燒結(jié)工藝，由于氫在較高溫度環(huán)境下進行短時間集中逃逸，容易導(dǎo)致燒結(jié)后的磁體產(chǎn)生裂紋，因此，本專利技術(shù)進一步為了解決由于不完全脫氫工藝導(dǎo)致燒結(jié)時磁體開裂的問題，采用了在至少兩個溫度階段內(nèi)進行的多段燒結(jié)工藝，使氫能夠緩慢的逸出，避免磁體裂紋的產(chǎn)生。
12、此外，雖然粗粉中保留了一定含量的氫，晶界相的能量較低，但是粗粉在后續(xù)研磨、成型等工藝中，還會存在吸附雜質(zhì)等問題，導(dǎo)致磁體中的雜質(zhì)元素含量增多，因此，本專利技術(shù)將粗粉還進行了包覆處理，在粗粉的外表面形成均勻的防護膜來保護粗粉。
13、步驟s1所述脫氫的溫度為250～350℃，例如可以是250℃、270℃、290℃、310℃、330℃或350℃，進一步優(yōu)選地，步驟s1所述脫氫的溫度為290～310℃℃，例如可以是290℃、292℃、295℃、300℃、305℃或310℃，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
14、本專利技術(shù)為了在粗粉中保留特定含量的氫，采用特定的脫氫溫度，優(yōu)選為290～310℃，來保證粗粉含有合適的氫含量。
15、優(yōu)選地，步驟s1所述脫氫的時間為5～60min，例如可以是5min、15min、25min、35min、45min、55min或60min，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
16、優(yōu)選地，步驟s1所述吸氫的時間為40～120min，例如可以是40min、60min、80min、100min或120min，且所述吸氫在氫氣壓力為0.2～0.4mpa條件下進行，例如可以是0.2mpa、0.3mpa或0.4mpa，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
17、本專利技術(shù)還可以通過控制吸氫的時間，來控制吸氫的量，從而控制脫氫后粗粉中的氫含量。
18、優(yōu)選地，步驟s1所述粗粉中，氫含量為1500～2000ppm，例如可以是1500ppm、1700ppm、1900ppm或2000ppm，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
19、優(yōu)選地，步驟s2所述包覆有機添加劑的方法包括噴霧方法。
20、優(yōu)選地，所述噴霧方法包括將有機添加劑通過加壓氣體冷噴霧在所述粗粉的表面，氣體限定為氬氣。
21、本專利技術(shù)所述包覆的方式為噴霧包覆，利用高壓氣體攜帶有機添加劑，使有機添加劑均勻包覆在粗粉的表面，相較于將有機添加劑蒸發(fā)進行包覆的方法，能夠不需要額外加熱以蒸發(fā)有機添加劑，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率，同時，避免粗粉接觸溫度較高的有機添加劑蒸汽，進一步降低粉末氧化的風(fēng)險。
22、優(yōu)選地，所述噴霧的壓力為0.3～1mpa，例如可以是0.3mpa、0.5mpa、0.7mpa、0.9mpa或1mpa，時間為30～90min，例如可以是30min、50min、70min或90min，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
23、優(yōu)選地，所述噴霧時一邊攪拌粗粉一邊進行噴霧。
24、優(yōu)選地，所述有機添加劑的碳原子數(shù)＜12，例如可以是11、9、7、5或3，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用，示例性地，所述有機添加劑包括石油醚、異丁酸、新戊酸酰胺、新戊酸、3-甲基-2-丁酮、2-乙基-1-丁胺或2-乙基-1-丁醇中的任意一或至少兩種或至少兩種的組合。
25、優(yōu)選地，步驟s3所述燒結(jié)處理包括先采用第一升溫速率升溫至第一溫度進行保溫，然后采用第二升溫速率升溫至第二溫度進行保本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種釹鐵硼磁體的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1所述脫氫的溫度為290～310℃；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟S2所述包覆有機添加劑的方法包括噴霧方法；
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟S3所述燒結(jié)處理包括先采用第一升溫速率升溫至第一溫度進行保溫，然后采用第二升溫速率升溫至第二溫度進行保溫，再采用第三升溫速率升溫至第三溫度進行保溫，最后采用第四升溫速率升溫至第四溫度進行保溫；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述第一升溫速率為2～4℃/min，所述第一溫度為300～380℃，所述升溫至第一溫度進行保溫的時間為1～2h；
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟S1所述制備釹鐵硼甩帶片包括將磁體原料進行熔煉和澆鑄；
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟S3所述研磨的方式包括氣流研磨，所述氣流研磨的壓力為0.5～0.8MPa，且氣流研磨至顆粒的
8.一種釹鐵硼磁體，其特征在于，所述釹鐵硼磁體采用如權(quán)利要求1～7任一項所述的制備方法制備得到。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的釹鐵硼磁體，其特征在于，所述釹鐵硼磁體包括R-T-B-M，其中，R包括Nd和Nd以外的其它稀土元素，所述Nd以外的其它稀土元素包括Pr、La、Ce、Dy、Tb或Ho中的任意一種或至少兩種的組合，T包括Fe和雜質(zhì)元素，B為硼，M包括Co、Cu、Ga、Zr、Ti、Nb、Al、Ag或W中的任意一種或至少兩種的組合；
10.一種如權(quán)利要求8或9所述釹鐵硼磁體的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用包括用于汽車工業(yè)、電子通訊、清潔能源、工業(yè)機器人或者航空航天領(lǐng)域中。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種釹鐵硼磁體的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1所述脫氫的溫度為290～310℃；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟s2所述包覆有機添加劑的方法包括噴霧方法；
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟s3所述燒結(jié)處理包括先采用第一升溫速率升溫至第一溫度進行保溫，然后采用第二升溫速率升溫至第二溫度進行保溫，再采用第三升溫速率升溫至第三溫度進行保溫，最后采用第四升溫速率升溫至第四溫度進行保溫；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述第一升溫速率為2～4℃/min，所述第一溫度為300～380℃，所述升溫至第一溫度進行保溫的時間為1～2h；
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟s1所述制備釹鐵硼甩帶片包括將磁體原...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王登興，劉晨晨，魏方允，姚麗紅，
申請(專利權(quán))人：寧波科寧達工業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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