【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及永磁磁體領域，具體涉及一種低渦流損耗永磁材料。
技術介紹
1、稀土永磁材料是近年來迅速發展的一種金屬功能材料，在航空航天、交通運輸、電子通訊等方面具有廣泛應用。隨著稀土永磁材料應用的拓展，對材料的性能也提出了新的更高要求，特別是稀土永磁材料在高頻交變電場環境中工作時，其內部由于電磁感應而形成渦流，渦流使得磁體自身發熱升溫而導致磁性能下降，這種現象被稱為渦流損耗。在為了避免渦流損耗而工作磁場又要求不高的情況下，一般會使用磁性能較低但絕緣性能較好的鐵氧體永磁材料，但是這將導致永磁器件相對體積較大，不利于器件的小型化、輕量化和節能化。在磁場要求較高的情況下，如高速電機領域，則必須使用磁性能高的稀土永磁材料，因而開發具有渦流損耗低和磁性性能高的燒結稀土永磁材料具有重要意義。
2、然而，與鐵氧體材料相比，燒結nd-fe-b材料并非沒有缺點，渦流產生的損耗也會嚴重影響燒結nd-fe-b材料的磁性能；同時，nd-fe-b基燒結磁體消耗了大量重稀土(hre)元素dy和tb。
3、與傳統的感應電機和直流電機相比，永磁同步電機采用高磁共能燒結釹鐵硼磁體時，具有轉矩能力強、效率高等優點。然而，在高頻運行時，永磁產生的渦流損耗非常大，這種損耗會給永磁帶來較高的溫升，使永磁面臨不可逆退磁的危險。
技術實現思路
1、本專利技術的技術目的是解決
技術介紹
中的問題，提供一種低渦流損耗永磁材料。
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：
4、步驟s1主相原料配制：將prnd、dy、fe、b以及m元素磁體原料按照(nd-pr-dy)xfeymzbbal配比進行稱量和復配，其中(x+y+z+bal)=100；
5、步驟s2主相原料鑄片制備：將步驟s1配制的原料經過熔煉和澆注得到主相鑄片；
6、步驟s3協同晶界擴散材料鑄片制備：將協同晶界擴散材料經過熔煉和澆注得到協同晶界擴散材料鑄片；
7、步驟s4復合粗粉制備：將步驟s2和s3鑄片按照一定的配比復配后，送入氫破爐氫破得到復合粗粉；
8、步驟s5細粉制備：將s4復合粗粉與潤滑劑、防氧化劑混合后，進行氣流磨，經過一定時間的碰撞研磨后得到細粉；
9、步驟s6生坯制備：將s5細粉與粘接劑、溶劑混合、過篩后進行成型與等靜壓處理，得到生坯；
10、步驟s7磁體熱處理：將步驟s6得到的生坯進行燒結和二級時效處理得到最終磁體。
11、作為優選，所述步驟s1中稀土元素(pr+nd+dy)總量區間在30-33份間，dy在0.5-2.0份間，其中pr:nd質量比為20:80或25:75。
12、作為優選，所述步驟s1中，fe在其中的質量份數為60-68份；所述m元素為銅cu、錳mn、鋯zr、鎵ga以及硅si中的一種及以上，其質量份數為0.5-1份；100份中剩下的份數為所述硼元素b組分。
13、作為優選，所述步驟s2中，磁粉細化的要求為細化至其粒徑在3.0μm以下。
14、采用本專利技術，優點在于磁粉通過精加工預處理使其粒徑達到三微米以下，能夠使磁粉的尺寸顯著減少，反應更加充分和集中，對于后續步驟具有較大幫助。
15、作為優選，所述步驟s3中，所述協同晶界擴散處理材料為tbxalycuz，其中x占60-80份，y占15-30份，z占5-10份，總質量份數為100份，其摻入所述步驟s2得到的磁粉中的質量百分比為0.3%-1%之間，且tbxalycuz粒徑控制在0.1-0.5μm；所述熔煉鑄片過程為，原料配制好后，待到爐內真空度達到規定值即可停止真空系統，然后往爐內充入氬氣后打開高頻感應電流開始加熱，待合金融化完全后，1300-1500℃精煉3-5min；隨后啟動澆鑄系統，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，將銅輥面的線速度控制并獲得較快的冷卻速度，冷卻后得到速凝鑄片。
16、采用本專利技術，優點在于利用tb-al-cu協同晶界擴散過程同時增強nd-fe-b轉子磁體的矯頑力和電阻率的方法，能夠得到優化的擴散磁體，而且，由于較小的粒徑，提高了tb-al-cu能夠更加均勻分布在主相周圍，這種結構不僅促進了整個磁體主相晶粒高各向異性富含tb殼的形成，而且提高了富tb殼厚度的均勻性，而且加速了高電阻率顆粒間基氧化物的形成。由于磁熱穩定性增強和渦流損耗感應的結合，永磁電機的輸出功率和能量效率都能夠得到提高。
17、作為優選，所述步驟s4中往鑄片環境中注入氫氣，鑄片吸收的氫在氫破完成后會脫掉一定量的氫，剩余氫一直保留到步驟s6燒結階段中一起脫氫。
18、采用本專利技術優點在于，與傳統工藝不同的是，本專利技術將脫氫工藝轉向了交錯工藝，從而減少了其內部雜質的殘余這有利于提高磁鐵的磁性性能：在這個氫衰減(hd)階段，只吸收氫，而不脫氫。由于氫是一種很好的還原劑，保持脫氫階段直到燒結階段，可以在磁化內將氫與氮、碳完全結合，即本專利技術中的含氫燒結。因此，在含氫燒結階段，氮、碳元素將與氫一起釋放，以減少磁粉內殘留的雜質。
19、作為優選，鑄片在氣流磨中磨料時間為0.5-1.5h；所述步驟s5中還加入了抗氧化劑和潤滑劑；潤滑劑和抗氧化劑的質量份數為0.05-0.12份，其中抗氧化劑0.03-0.08份，潤滑劑0.02-0.04份；其余為上述處理后的磁粉，總質量份數為100份。
20、采用本專利技術，優點在于在氣流磨前加入潤滑劑和放氧化劑，不僅防止磁粉氧化變性，通過潤滑劑的添加，提高磁粉的研磨速度和減少碰撞過程產生缺陷，改善了磁場形成過程中粉末的排列，從而增加了磁體的最大磁積能(bh)max。
21、采用本專利技術，優點在于釹鐵硼永磁粉末顆粒的流動性較差，在粉末中加入適當的潤滑劑噴磨，可以減少粉末顆粒之間的摩擦，防止粉末顆粒團聚，改善粉末的流動性。燒結釹鐵硼磁體的粉末流動性與磁體的取向度、剩磁和磁能積密切相關.在松裝狀態下，磁粉密度較小時，影響粉末流動性的主要因素是磁粉顆粒團聚；當磁粉經壓實密度較高時，影響磁粉流動性的主要因素是粉末顆粒間的摩擦力。添加潤滑劑對克服磁粉團聚的效果不明顯，但是對克服具有較高密度的坯塊的粉末摩擦力和提高磁體取向度有顯著的作用，從而明顯提高磁體的剩磁與磁能積。
22、作為優選，所述步驟s6中所述生胚成型過程為在2.0-2.5t脈沖磁場、180-200mpa等靜壓以及壓坯密度50-60%下壓制成型，整個過程在氮氣保護的手套箱中進行；脫氫燒結在真空環境進行，待鑄片吸氫飽和后，利用真空系統抽去多余氫氣，并對爐體加熱到950℃-1100℃燒結5-10h；脫氫燒結完成后，關閉加熱系統對合金氬氣氣冷至室溫；
23、作為優選，述步驟s6中還加入了粘接劑和溶劑，所述粘接劑為易揮發有機物，所述溶劑為汽油；粘接劑和溶劑的質量份數為0.35-0.6份，其中粘接劑0本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，其制備包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，所述步驟S1中稀土元素(Pr+Nd+Dy)總量區間在30-33份間，Dy在0.5-2.0份間，其中Pr:Nd質量比為20:80或25:75。
3.根據權利要求2所述的一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，所述步驟S1中，Fe在其中的質量份數為60-68份；所述M元素為銅Cu、錳Mn、鋯Zr、鎵Ga以及硅Si中的一種及以上，其質量份數為0.5-1份；100份中剩下的份數為所述硼元素B組分。
4.根據權利要求1所述的一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，所述步驟S2中，磁粉細化的要求為細化至其粒徑在3.0μm以下。
5.根據權利要求1所述的一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，所述步驟S3中，所述協同晶界擴散處理材料為TbxAlyCuz，其中x占60-80份，y占15-30份，z占5-10份，總質量份數為100份，其摻入所述步驟S2得到的磁粉中的質量百分比為0.3%-1%之間，且TbxAlyCuz粒徑控制在0.1-0.5μ
6.根據權利要求1所述的一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，所述步驟S4中往鑄片環境中注入氫氣，鑄片吸收的氫在氫破完成后會脫掉一定量的氫，剩余氫一直保留到步驟S6燒結階段中一起脫氫。
7.根據權利要求1所述的一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，鑄片在氣流磨中磨料時間為0.5-1.5h；所述步驟S5中還加入了抗氧化劑和潤滑劑；潤滑劑和抗氧化劑的質量份數為0.05-0.12份，其中抗氧化劑0.03-0.08份，潤滑劑0.02-0.04份；其余為上述處理后的磁粉，總質量份數為100份。
8.根據權利要求1所述的一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，所述步驟S6中所述生胚成型過程為在2.0-2.5T脈沖磁場、180-200MPa等靜壓以及壓坯密度50-60%下壓制成型，整個過程在氮氣保護的手套箱中進行；脫氫燒結在真空環境進行，待鑄片吸氫飽和后，利用真空系統抽去多余氫氣，并對爐體加熱到950℃-1100℃燒結5-10h；脫氫燒結完成后，關閉加熱系統對合金氬氣氣冷至室溫；
9.根據權利要求1所述的一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，所述步驟S7中，二級時效處理，第一級回火熱處理溫度為850-950℃，時間3-5h，第二級回火熱處理溫度為450℃-650℃，時間3-6h，得到最終的永磁材料。
...【技術特征摘要】
1.一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，其制備包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，所述步驟s1中稀土元素(pr+nd+dy)總量區間在30-33份間，dy在0.5-2.0份間，其中pr:nd質量比為20:80或25:75。
3.根據權利要求2所述的一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，所述步驟s1中，fe在其中的質量份數為60-68份；所述m元素為銅cu、錳mn、鋯zr、鎵ga以及硅si中的一種及以上，其質量份數為0.5-1份；100份中剩下的份數為所述硼元素b組分。
4.根據權利要求1所述的一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，所述步驟s2中，磁粉細化的要求為細化至其粒徑在3.0μm以下。
5.根據權利要求1所述的一種低渦流損耗永磁材料，其特征在于，所述步驟s3中，所述協同晶界擴散處理材料為tbxalycuz，其中x占60-80份，y占15-30份，z占5-10份，總質量份數為100份，其摻入所述步驟s2得到的磁粉中的質量百分比為0.3%-1%之間，且tbxalycuz粒徑控制在0.1-0.5μm；所述熔煉鑄片過程為，原料配制好后，待到爐內真空度達到規定值即可停止真空系統，然后往爐內充入氬氣后打開高頻感應電流開始加熱，待合金融化完全后，1300-1500℃精煉3-5min；隨后啟動澆鑄系統，緩慢傾倒坩堝，將熔化的合金液傾倒在中間包內，通過中間...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周曉慶，闕永生，羅書明，孫前程，李何粵，張偉，
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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