專利名稱：：通過添加金屬提高釹鐵硼永磁材料韌性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種提高釹鐵硼永磁材料力學(xué)性能的方法，具體為一種通過添加金屬提高釹鐵硼永磁材料韌性的方法。
背景技術(shù)：
：燒結(jié)釹鐵硼磁體作為重要的功能材料，已在電子計算機(jī)、電機(jī)、電動、醫(yī)療器械、辦公自動化等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。高性能釹鐵硼的使用，不僅提高了磁性裝置和器件的性能，亦為器件小型化、微型化的實(shí)現(xiàn)提供了充分的保證。但是燒結(jié)釹鐵硼屬于典型的粉末冶金制品，脆性大、斷裂韌性差，易從晶界處引發(fā)沿晶斷裂，這既給材料生產(chǎn)本身帶來了問題，也給材料加工、應(yīng)用帶來了不少麻煩。針對材料的這些不足，許多研究者做了大量工作并取得了一些成果，但絕大部分方案都集中在添加合金元素，對材料進(jìn)行改性、改變原料比例等方向。這些方法雖然取得了一定效果(尤其可提高抗彎強(qiáng)度)，但對材料韌性提高幅度有限。在建筑領(lǐng)域，為了提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，除了通過改善混凝土中各種原料的比例或者增加其它添加劑的方法外，另外采取的一種措施是添加金屬短纖維，金屬短纖維一般具有兩端粗中間細(xì)的結(jié)構(gòu)，這樣一來，當(dāng)混凝土凝固后，大量的金屬短纖維能夠增強(qiáng)混凝土的抗拉強(qiáng)度。為此我們也可以推知在加工釹鐵硼永磁材料過程中，通過添加一定比例的金屬纖維可以提高其成型后的力學(xué)性能，但是由于加工釹鐵硼永磁材料是一個復(fù)雜的加工過程，任何一個細(xì)節(jié)的變化都會影響這種材料的磁特性，所以如何添加金屬纖維和如何選擇加工參數(shù)就成為目前亟待解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有釹鐵硼永磁材料力學(xué)性能差的問題而提供了一種通過添加金屬提高釹鐵硼永磁材料韌性的方法。本發(fā)明是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種通過添加金屬提高釹鐵硼永磁材料韌性的方法，按燒結(jié)釹鐵硼材料配方配料，煉錠，氣流磨制備成合金粉末，在氣流磨后混料時加入金屬增韌添加物，使二者相混合,共同成型并燒結(jié)使二者復(fù)合。金屬增韌添加物的原料為工業(yè)純鐵、鐵鎳合金(坡莫合金)、鐵鈷合金等金屬類軟磁材料以及一些非晶態(tài)軟磁合金材料。具體方法是按燒結(jié)釹鐵硼材料配方配料，煉錠，氣流磨制備成合金粉末；金屬增韌添加物添加量為2-10%，將其與氣流磨制粉后的釹鐵硼合金粉末在混料時混合；混合粉料在1280-1440KA/m的磁場壓機(jī)中取向，應(yīng)用垂直鋼磨壓加冷等靜壓方式成型，生坯在10々l(^Pa真空條件下13331383K燒結(jié)35h后氣淬冷卻，于10731173k回火處理23h，于733873k回火處理23h。最終制成陶瓷基類纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。本發(fā)明的關(guān)鍵在于增韌添加物的選定及添加比例，具體說明如下1增韌添加物的選擇1.1選擇標(biāo)準(zhǔn)a)有較高的飽和磁極化強(qiáng)度，使其對材料性能不會有大的影響；b)韌性好，延展性好，能對釹鐵硼材料本身起到復(fù)合增韌作用。1.2材料選擇從以上標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，我們最終材料的選擇有以下一些工業(yè)純鐵、鐵鎳合金(坡莫合金)、鐵鈷合金等金屬類軟磁材料以及一些非晶態(tài)軟磁合金材料。1.3增韌添加物形狀的選擇本發(fā)明中增韌添加物形狀可為細(xì)絲狀及切削絲狀或纖維狀細(xì)絲狀加工容易，切削絲狀效果上更好一些。添加物尺度方面可選擇兩類顆粒狀(〈0.5mm)和短切纖維狀(〉0.5mm)。其中脆性相對較大的增韌添加物可加工成顆粒狀添加；韌性好、延展性好的增韌添加物可加工成短切纖維狀添加物。1.4添加比例及添加方法列表說明如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明技術(shù)特點(diǎn)為通過纖維狀或顆粒狀的金屬軟磁材料-釹鐵硼材料的復(fù)合，彌補(bǔ)了燒結(jié)釹鐵硼由于抗熱沖擊能力差，在燒結(jié)氣淬時易裂而難于生產(chǎn)大規(guī)格產(chǎn)品的缺陷，使得大規(guī)格燒結(jié)釹鐵硼生產(chǎn)成為可能。同時，通過復(fù)合使得所形成的復(fù)合燒結(jié)釹鐵硼材料既具有普通燒結(jié)釹鐵硼材料優(yōu)異的磁特性，高強(qiáng)度、高硬度等特性，又有較好的斷裂韌性，使得材料的抗變形、抗沖擊強(qiáng)度得到增強(qiáng)，改善了材料力學(xué)性能,拓展了其使用范圍，當(dāng)然，考慮到對燒結(jié)釹鐵硼性能不能影響太大，我們嚴(yán)格控制了金屬添加物的添加比例，這樣雖然難以根本解決燒結(jié)釹鐵硼永磁材料脆性差的問題，但畢竟在性能基本不受影響的前提下有了明顯的改善，使燒結(jié)釹鐵硼這一新型功能材料的優(yōu)勢更加明顯。具體實(shí)施例方式實(shí)施例l選擇國內(nèi)燒結(jié)釹鐵硼生產(chǎn)廠家通用的Pr-Nd、Dy-Fe、B-Fe、Nb-Fe、Fe、Cu、Al等原材料，按企業(yè)35H牌號配方配料，煉錠；將鋼錠經(jīng)氫破碎(HD)制粉后再使用氣流磨制備成合金粉末；將純鐵棒在銑床上加工成切削絲，再加工成長度約35mm的切削絲狀物作為增韌相，將2%金屬絲與氣流磨制粉后的釹鐵硼合金粉末在混料時混合；粉料在1280-1440KA/m的磁場壓機(jī)中取向，應(yīng)用垂直鋼磨壓加冷等靜壓方式成型，生坯在10—z10—Spa真空條件下13331383K燒結(jié)35h后氣淬冷卻，于10731173k回火處理3h，于733873k回火處理23h，最終制成陶瓷基類纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。1)材料靜態(tài)磁性能樣品靜態(tài)磁性能如表l。表l普通燒結(jié)磁體和復(fù)合燒結(jié)磁體磁學(xué)性能測試結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>結(jié)果表明，由于純鐵有很高的飽和磁化強(qiáng)度，以及對添加比例進(jìn)行了較好的控制，使得復(fù)合后對材料靜態(tài)磁性能影響很小。2)材料的抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性測量結(jié)果如表2所示。表2普通燒結(jié)磁體和復(fù)合燒結(jié)磁體力學(xué)性能測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>結(jié)果表明，雖然復(fù)合增韌添加物后材料的抗彎強(qiáng)度沒明顯的改善，但材料斷裂韌性有了明顯的提高。實(shí)施例2選擇國內(nèi)燒結(jié)釹鐵硼生產(chǎn)廠家通用的Pr-Nd、Dy-Fe、B-Fe、Nb-Fe、Fe、Cu、Al等原材料，按企業(yè)35H牌號配方配料，煉錠；將鋼錠經(jīng)氫破碎(HD)制粉后再使用氣流磨制備成合金粉末；將鐵鈷軟磁合金，加工成2-3mm的細(xì)絲狀金屬絲作為增韌相，將6。/。金屬絲與氣流磨制粉后的釹鐵硼合金粉末在混料時混合;粉料在1280-1440KA/m的磁場壓機(jī)中取向，應(yīng)用垂直鋼磨壓加冷等靜壓方式成型，生坯在10J10,a真空條件下13331383K燒結(jié)35h后氣淬冷卻，于10731173k回火處理3h，于733873k回火處理23h，最終制成陶瓷基類纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。最終產(chǎn)品性能如下l)材料靜態(tài)磁性能樣品靜態(tài)磁性能如表3。結(jié)果表明，復(fù)合后對材料靜態(tài)磁性能影響較小。表3普通燒結(jié)磁體和復(fù)合燒結(jié)磁體磁學(xué)性能測試結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>結(jié)果表明材料斷裂韌性有了明顯的提高。實(shí)施例3，選擇國內(nèi)燒結(jié)釹鐵硼生產(chǎn)廠家通用的Pr-Nd、Dy-Fe、B-Fe、Nb-Fe、Fe、Cu、Al等原材料，按企業(yè)35H牌號配方配料，煉錠；將鋼錠經(jīng)氫破碎(HD)制粉后再使用氣流磨制備成合金粉末；將鐵鎳合金，加工成顆粒狀(直徑粒度〈0.5mm)作為增韌相，添加合金粉末質(zhì)量10%的鐵鎳合金金屬顆粒與氣流磨制粉后的釹鐵硼合金粉末在混料時混合；粉料在1280-1440KA/m的磁場壓機(jī)中取向，應(yīng)用垂直鋼磨壓加冷等靜壓方式成型，生坯在10—210-￥3真空條件下13331383K燒結(jié)35h后氣淬冷卻，于10731173k回火處理3h，于733873k回火處理23h，最終制成陶瓷基類纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。權(quán)利要求1、一種通過添加金屬提高釹鐵硼永磁材料韌性的方法，按燒結(jié)釹鐵硼材料配方配料，煉錠，氣流磨制備成合金粉末，其特征是在氣流磨后混料時加入金屬增韌添加物，使二者相混合，共同成型并燒結(jié)使二者復(fù)合。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的通過添加金屬提高釹鐵硼永磁材料韌性的方法，其特征是金屬增韌添加物的原料為金屬類軟磁材料，工業(yè)純鐵、鐵鎳合金(坡莫合金)、鐵鈷合金，以及非晶態(tài)軟磁合金材料。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通過添加金屬提高釹鐵硼永磁材料韌性的方法，其特征是金屬增韌添加物形狀為細(xì)絲狀或切削絲狀或纖維狀。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通過添加金屬提高釹鐵硼永磁材料韌性的方法，其特征是金屬增韌添加物為顆粒狀。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通過添加金屬提高釹鐵硼永磁材料韌性的方法，其特征是按燒結(jié)釹鐵硼材料配方配料，煉錠，氣流磨制備成合金粉末；金屬增韌添加物添加量為2-10%，將其與氣流磨制粉后的釹鐵硼合金粉末在混料時混合；混合粉料在1280-1440KA/m的磁場壓機(jī)中取向，應(yīng)用垂直鋼磨壓加冷等靜壓方式成型，生坯在l(T2l(T3Pa真空條件下13331383K燒結(jié)35h后氣淬冷卻，于10731173k回火處理23h，于733873k回火處理23h。全文摘要本發(fā)明涉及一種提高釹鐵硼永磁材料力學(xué)性能的方法，具體為一種通過添加金屬提高釹鐵硼永磁材料韌性的方法。解決了現(xiàn)有釹鐵硼永磁材料力學(xué)性能差的問題。按燒結(jié)釹鐵硼材料配方配料，煉錠，氣流磨制備成合金粉末，其特征是在氣流磨后混料時加入金屬增韌添加物，使二者相混合，共同成型并燒結(jié)使二者復(fù)合。通過復(fù)合使得所形成的復(fù)合燒結(jié)釹鐵硼材料既具有普通燒結(jié)釹鐵硼材料優(yōu)異的磁特性，高強(qiáng)度、高硬度等特性，又有較好的斷裂韌性，使得材料的抗變形、抗沖擊強(qiáng)度得到增強(qiáng)，改善了材料力學(xué)性能，拓展了其使用范圍。文檔編號C22F1/16GK101407896SQ20081007974公開日2009年4月15日申請日期2008年11月6日優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日發(fā)明者劉吉祥,瑜王申請人:山西金山磁材有限公司