一種具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料制造技術

本發明專利技術涉及一種具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料，其由主相合金與輔相合金混合配置而成；所述主相合金由下列原料按重量百分比配置而成：鐵64.5～68.5％、硼1.0～1.2％、釹30.2～34.3％、鉬0.05～0.4％、鎵0.1～0.4％；輔相合金由下列原料按重量百分比配備而成：鐵50.8～54.2％、硼0.8～1.2％、釹18.9～21.1％、鐠12.8～16.3％、鋱8.9～11.1％、鈷0.8～1.2％；采用上述技術方案制成的釹鐵硼磁性材料，其可具有較好的內稟矯頑力性能。

【技術實現步驟摘要】
一種具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料
本專利技術涉及一種磁性材料及其生產工藝，尤其是一種具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料及其生產工藝。
技術介紹
釹鐵硼磁性材料，作為稀土永磁材料發展的最新結果，由于其優異的磁性能而得以廣泛運用。然而，現階段的釹鐵硼磁體的燒結依舊存在諸多不足，具體體現在，傳統冶煉過程對釹鐵硼在微觀結構中的晶體結構破壞嚴重，從而導致釹鐵硼內富釹相結構收到損壞，使得釹鐵硼的內稟矯頑力得以下降，使得釹鐵硼磁體易發生退磁現象而影響使用。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種釹鐵硼磁性材料及其生產工藝，其可使得釹鐵硼磁體的內稟矯頑力得以提高。為解決上述技術問題，本專利技術涉及一種具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料，其由主相合金與輔相合金混合配置而成；所述主相合金由下列原料按重量百分比配置而成:鐵64.5 ?68.5% Jf 1.0 ?1.2%、釹 30.2 ?34.3%、鑰 0.05 ?0.4%、鎵 0.1 ?0.4% ;輔相合金由下列原料按重量百分比配備而成:鐵50.8?54.2%、硼0.8?1.2%、釹18.9?21.1 %、鐠 12.8 ?16.3%、鋱 8.9 ?11.1 %、鈷 0.8 ?1.2%。上述方案中，主相合金中的鑰可通過細化晶粒,抑制軟磁相析出，從而提高磁體矯頑力；而鎵亦能顯著提高合金的矯頑力，并且鎵在含鈷的合金中作用更為明顯。輔相合金中，鋱與鐠對磁體矯頑力的提高具有良好的作用；鈷可以全部置換主相中的鐵原子，因為鈷的交換作用比鐵強，故其可以大幅提高主相的居里溫度，從而使得磁體的溫度穩定性有所增強，溫度穩定性與稀土永磁體的內稟矯頑力息息相關，故而改善了釹鐵硼磁體的矯頑力性能。所述主相合金的原料中，鐵、硼與鎵的純度均至少為99.9%，釹與鑰的純度至少為99.8% ;所述輔相合金的原料中，鐵、硼與鈷的純度至少為99.9%，釹、鐠與鋱的純度至少為99.8%。上述具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料的生產工藝包括如下工藝步驟: 1)對主相合金與輔相合金分別進行配料、冶煉與鑄錠工序，得到主相合金鑄錠與輔相合金鑄錠； 2)對主相合金鑄錠進行高溫退火工序； 3)對主相合金鑄錠與輔相合金鑄錠分別進行氫爆工序，得到主相合金粉末與輔相合金粉末； 4)將主相合金粉末與輔相合金粉末按照一定比例混合均勻； 5)對主相合金與輔相合金的混合粉末進行研磨、成型、燒結與熱處理工序。三元釹鐵硼燒結磁體主要由三相組成，主相、富硼相與富釹相。當磁體內硼含量較低時，其僅有主相與富釹相。主相在磁體中的體積百分數決定了釹鐵硼磁性材料的剩磁和磁能積，富欽相則有利于磁體內票矯頑力的提聞。所述具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料的生產工藝中，主相合金與輔相合金的行配料、冶煉與鑄錠工序，以及主相合金鑄錠的高溫退火工序為: 1)按照主相合金與輔相合金的重量百分比取適量原料，將其裝入感應加熱式真空冶煉爐的坩堝中，其中主相合金的裝料順序依次為鑰、硼、鐵、釹，并將金屬鎵放置于冶煉爐的加料斗中；輔相合金的裝料順序依次為硼、鐵、鈷、鋱、釹、鐠； 2)對冶煉爐進行抽真空處理，并對爐內原料進行預熱，完成后向冶煉爐內充入高純度氬氣，使爐內氬氣壓力相對大氣壓為一 0.5Mpa ;將冶煉爐加熱功率提升至18?25KW，直至爐內金屬全部融化； 3)待爐內金屬融化后，加入金屬鎵；以2300至2700°C的溫度對冶煉爐內原料進行加熱，同時進行充分的電磁攪拌； 4)利用漏斗將鋼液澆注到冷卻厚度為20至32_的雙面水冷鈷模中，冷卻水溫度為15至30°C，水壓為4MPa，冷卻時間為85至100分鐘； 5)打開冶煉爐，取出鑄錠，將其表面打磨光滑，封裝保存； 6)將處理后的合金鑄錠置于高真空燒結爐內，并對其進行抽真空處理，完成后對燒結爐內合金鑄錠進行退火處理，將其加熱，升溫速度為5°C /min,直至爐內溫度達到980至12300C，并在此溫度環境下保溫6至8小時； 7)使主相合金鑄錠隨爐冷卻50至75分鐘，將其取出自然冷卻至室溫。冶煉與鑄錠可形成釹鐵硼磁性材料中決定磁體性能的主相。在冶煉過程中，合金會稀出α-Fe相，α-Fe相不僅減少了鑄錠中主相的生成數量,還會對后續的研磨制粉、成型等工序廣生不良影響，從而危害欽鐵砸磁性材料的性能。采用上述工藝步驟，其具有如下優點: 1)主相合金與輔相合金的裝料順序按照其原料熔點由高到低的順序，從而確保上端的金屬原料首先發生融化，形成液相，進而加速其下端原料的融化； 2)采用感應加熱式真空冶煉爐，其具有金屬內部脫氣效果好、結晶快、清潔型好、可快速加熱，并對原料形狀無限制的優點； 3)在冶煉前進行抽真空處理，并通入氬氣，首先可避免爐內原料與空氣中氧氣、二氧化碳等發生反應；其次由于氬氣是惰性氣體，其可以起到保護作用；同時，氬氣的通入使得爐內氣壓小于大氣壓，使得爐內原料的熔點隨之降低，減少了加工時間； 4)對主相合金鑄錠進行高溫退火，可以消除其內部的α-Fe相，提升鑄錠的磁體性能。所述具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料的生產工藝中，主相合金鑄錠與輔相合金鑄錠分別進行氫爆工序為: 1)將經過退火處理的主相合金鑄錠和輔相合金鑄錠分別破碎成小塊，使其在能夠放入氫爆爐的基礎上料塊盡可能大，并將其分別置入氫爆爐進行氫爆處理； 2)對氫爆爐進行抽真空處理后，完成后向其內部通入高純度氫氣，氫氣壓力保持在2MPa ； 3)待氫爆爐內溫度開始升高，向爐內噴水以降低爐內溫度，使得氫爆爐內溫度保持在75至110°C，期間氫爆爐保持旋轉； 4)上述步驟持續1.2至2.8小時后，停止通入氫氣，并抽空，對爐內氫爆料加熱，加熱溫度為520至750°C，加熱時間為4.5至6.3小時，使得主相合金與輔相合金鑄錠均經氫爆后成為合金粉末； 5)待加熱結束，采用冷卻水冷卻爐內粉料，冷卻水溫度為15至30°C。釹鐵硼磁性材料包含多個彼此孤立的主相晶粒組成，所述晶粒為居有尖銳的棱角或突出部位的多面體狀，棱角或突出部位可產生磁場。故而主相晶粒的數量的增多與其棱角或突出部位的減少均有利于釹鐵硼磁性材料的性能。同時依附在主相晶體周圍的富釹相晶體的數量，以及其分布的均勻度均有利于磁體矯頑力的提高。采用上述工藝步驟，具有如下優點: 1)將主相合金鑄錠和輔相合金鑄錠分別破碎成可裝入氫爆爐的最大碎塊，可以減少機械破碎對鑄錠組織的損害，從而避免其中主相晶粒受到破壞； 2)采用氫爆工藝，合金鑄錠在氫爆過程中通過沿晶和穿晶斷裂而破碎，可降低制粉過程中對鑄錠晶粒的損害，從而使得磁粉中單晶顆粒的比重增加，其有利于提高磁粉的取向度，提高燒結磁體的磁性能； 3)氫爆工藝中，富釹相晶體不易受到損壞，同時其分布較現有技術更為均勻，從而使得磁體內票矯頑力有所提聞; 4)氫爆所得粉末脆性大，可節省后續氣流磨工序的磨粉時間；同時氫爆工藝可改善粉末的形貌，粉末顆粒形狀呈更接近圓形或橢圓形的多面體，氫爆可改善粒度分布，減少過大和過細的粉末，從而使得其在后續的成型與燒結等工序中更易加工，受熱更為均勻。所述具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料的生產工藝中，主相合金粉末與輔相合金粉末混合工序，以及主相合金與輔相合金的混合粉末的研磨、成型、燒結與熱處理工序為: 1)對主相合金與輔相合金粉末分別進行篩本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料，其特征在于，所述具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料由主相合金與輔相合金混合配置而成；所述主相合金由下列原料按重量百分比配置而成：鐵64.5～68.5％、硼1.0～1.2％、釹30.2～34.3％、鉬?0.05～0.4％、鎵0.1～0.4％；輔相合金由下列原料按重量百分比配備而成：鐵50.8～54.2％、硼0.8～1.2％、釹18.9～21.1％、鐠12.8～16.3％、鋱8.9～11.1％、鈷0.8～1.2％。

【技術特征摘要】
1.一種具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料，其特征在于，所述具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料由主相合金與輔相合金混合配置而成；所述主相合金由下列原料按重量百分比配置而成:鐵 64.5 ~68.5%、硼 1.0 ~1.2%、釹 30.2 ~34.3%、鑰 0.05 ~0.4%、鎵 0.1 ~0.4%;輔相合金由下列原料按重量百分比配備而成:鐵50.8~54.2%、硼0.8~1.2%、釹18.9 ~21.1 %、鐠 12.8 ~16.3%、鋱 8.9 ~11.1 %、鈷 0.8 ~1.2%。2.按照權利要求1或2所述的具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料，其特征在于，所述主相合金的原料中，鐵、硼與鎵的純度均至少為99.9%，釹與鑰的純度至少為99.8% ;所述輔相合金的原料中，鐵、硼與鈷的純度至少為99.9%，釹、鐠與鋱的純度至少為99.8%。3.一種具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料的生產工藝，其特征在于，所述具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料的生產工藝包括如下工藝步驟: . 1)對主相合金與輔相合金分別進行配料、冶煉與鑄錠工序，得到主相合金鑄錠與輔相合金鑄錠； . 2)對主相合金鑄錠進行高溫退火工序； . 3)對主相合金鑄錠與輔相合金鑄錠分別進行氫爆工序,得到主相合金粉末與輔相合金粉末； . 4)將主相合金粉末與輔相合金粉末按照一定比例混合均勻； .5)對主相合金與輔相合金的混合粉末進行研磨、 成型、燒結與熱處理工序； 其中主相合金與輔相合金的行配料、冶煉與鑄錠工序，以及主相合金鑄錠的高溫退火工序為: .1.1)按照主相合金與輔相合金的重量百分比取適量原料，將其裝入真空感應冶煉爐的坩堝中，其中主相合金的裝料順序依次為鑰、硼、鐵、釹，并將金屬鎵放置于冶煉爐的加料斗中；輔相合金的裝料順序依次為硼、鐵、鈷、鋱、釹、鐠； .1.2)對冶煉爐進行抽真空處理，并對爐內原料進行預熱，完成后向冶煉爐內充入高純度氬氣，使爐內氬氣壓力相對大氣壓為一 0.5Mpa ;將冶煉爐加熱功率提升至18~25KW，直至爐內金屬全部融化； .1.3)待爐內金屬融化后，加入金屬鎵；以2300至2700°C的溫度對冶煉爐內原料進行加熱，同時進行充分的電磁攪拌； .1.4)利用漏斗將鋼液澆注到冷卻厚度為20至32_的雙面水冷鈷模中，冷卻水溫度為15至30°C，水壓為4MPa，冷卻時間為85至100分鐘； .1.5)打開冶煉爐，取出鑄錠，將其表面打磨光滑，封裝保存； .1.6)將處理后的合金鑄錠置于高真空燒結爐內，并對其進行抽真空處理，完成后對燒結爐內合金鑄錠進行退火處理，將其加熱，升溫速度為5°C /min，直至爐內溫度達到980至12300C，并在此溫度環境下保溫6至8小時； . 1.7)使主相合金鑄錠隨爐冷卻50至75分鐘，將其取出自然冷卻至室溫； 所述具有高矯頑力的釹鐵硼磁性材料的生產工藝中主相合金鑄錠與輔相合金鑄錠分別進行氫爆工序為: .2.1)將經過退火處理的主相合金鑄錠和輔相合金鑄錠分別破碎成小塊，使其在能夠放入氫爆爐的基礎上料塊盡可能大，并將其分別置入氫爆爐進行氫爆處理； . 2.2)對氫爆爐進行抽真空處理后，完成后向其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇廣春，關井和，陳益明，
申請(專利權)人：寧波科星材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：