一種釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法，首先將R-Fe-B-M原料在真空條件下加熱到500℃以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料熔化并精煉成熔融合金，在此過程中加入T2O3氧化物微粉，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，形成合金片；其中T2O3代表氧化物Dy2O3、Tb2O3、Ho2O3、Y2O3、Al2O3、Ti2O3中的一種以上；所述的T2O3氧化物微粉的加入量：0≤T2O3≤2%。
【專利說明】—種釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于稀土永磁領(lǐng)域，特別是涉及一種釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]釹鐵硼稀土永磁材料，以其優(yōu)良的磁性能得到越來越多的應(yīng)用，被廣泛用于醫(yī)療的核磁共振成像，計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器，音響、手機(jī)等；隨著節(jié)能和低碳經(jīng)濟(jì)的要求，釹鐵硼稀土永磁材料又開始在汽車零部件、家用電器、節(jié)能和控制電機(jī)、混合動(dòng)力汽車，風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域應(yīng)用。
[0003]1983年，日本專利1，622，492和2，137，496首先公開了釹鐵硼稀土永磁材料，公布了釹鐵硼稀土永磁材料的特性、成分和制造方法，確認(rèn)了主相=Nd2Fe14B相，晶界相:富Nd 相、富 B 相和稀土氧化物雜質(zhì);美國專利 US6，461，565 ；US6, 491, 765 ；US 6，537，385 ；US6，527，874 ；US5, 645，651也公開了釹鐵硼稀土永磁的制造方法。
[0004]美國專利US5，383，978公開了生產(chǎn)釹鐵硼稀土永磁真空速凝合金的制造方法，這一方法明顯提高了稀土永磁的性能，被廣泛采用。專利US5，690，752 ；CN97111284.3 ；CNl, 671，869A ；US5, 908，513 ；US5, 948，179 ；US5, 963，774 ；CN1, 636，074A 公開的都是對(duì)釹鐵硼稀土永磁真空速凝合金的改進(jìn)技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是在釹鐵硼合金熔煉時(shí)加入T2O3氧化物微粉，在熔化后的合金速凝過程中，T2O3氧化物微粉均勻分布在晶界相中，抑制了晶粒長大，明顯改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)的不足:
1、減少了重稀土的用量，重稀土是世界上的稀缺資源，目前發(fā)現(xiàn)的稀土礦中，僅中國的南方礦中重稀土含量較高，減少重稀土的用量對(duì)發(fā)展稀土永磁在電機(jī)等需要耐溫的應(yīng)用非常重要。另外，重稀土價(jià)格較高，減少重稀土的用量對(duì)降低稀土永磁的價(jià)格非常重要。
[0006]2、明顯提聞了磁體的磁能積，晶粒減小有利于磁場成型時(shí)的取向，提聞了磁體的磁能積。
[0007]3、提高了磁體的耐腐蝕性能，加入T2O3氧化物微粉后，在燒結(jié)時(shí)改變了晶界相的結(jié)構(gòu)和富釹相的分布，使得磁體的耐腐蝕性能得到提高。
[0008]隨著釹鐵硼稀土永磁材料的應(yīng)用市場的擴(kuò)大，稀土資源短缺的問題越來越嚴(yán)重，尤其在電子元器件、節(jié)能和控制電機(jī)、汽車零部件、新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域的應(yīng)用，需要更多的重稀土以提高矯頑力。因此，如何減少稀土的使用，尤其是重稀土的使用，是擺在我們面前的重要課題。經(jīng)過探索，我們發(fā)現(xiàn)了一種釹鐵硼稀土永磁合金及制造方法。
[0009]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法，首先將R-Fe-B-M原料在真空條件下加熱到5000C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料熔化并精煉成熔融合金，在此過程中加入T2O3氧化物微粉，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，形成合金片；其中R代表包含Nd的稀土元素中的一種以上；
M代表元素Al、Co、Nb、Ga、Zr、Cu、V、T1、Cr、N1、Hf元素中的一種或多種；
T2O3 代表氧化物 Dy2O3' Tb2O3' Ho2O3' Y2O3> Al2O3' Ti2O3 中的一種或一種以上；
所述的T2O3氧化物微粉的加入量:0 ( T2O3 ( 2% ；
優(yōu)選的T2O3氧化物微粉的加入量:0 < T2O3 ( 0.8% ；
優(yōu)選的T2O3氧化物微粉為Al2O3和Dy2O3中的一種以上；
進(jìn)一步優(yōu)選的T2O3氧化物微粉為Al2O3 ；
再進(jìn)一步優(yōu)選的T2O3氧化物微粉為Dy2O3 ；
所述的釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法，先將R-Fe-B-M原料和T2O3氧化物微粉在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料熔化成合金，精煉后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，熔融合金經(jīng)過旋轉(zhuǎn)輥冷卻后形成合金片。
[0010]所述的釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法，先將R-Fe-B-M原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料熔化成合金并進(jìn)行精煉，精煉溫度在1400-1470°C，加入T2O3氧化物微粉后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，轉(zhuǎn)輥轉(zhuǎn)速l_4m/ s，熔融合金經(jīng)過旋轉(zhuǎn)輥冷卻后形成合金片。
[0011]所述的釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法，先將R-Fe-B-M原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料加熱熔化并精煉成熔融合金，在此過程中加入T2O3氧化物微粉，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，形成合金片，合金片離開旋轉(zhuǎn)銅輥后隨即落到轉(zhuǎn)盤上進(jìn)行二次冷卻。
[0012]所述的釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法，先將R-Fe-B-M原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料加熱熔化并精煉成熔融合金，在此過程中加入T2O3氧化物微粉，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，形成合金片，合金片離開旋轉(zhuǎn)銅輥后隨即下落，下落后合金片進(jìn)行破碎，破碎后進(jìn)入收料罐。
[0013]所述的釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法，先將R-Fe-B-M原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料加熱熔化并精煉成熔融合金，在此過程中加入T2O3氧化物微粉，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，形成合金片，合金片離開旋轉(zhuǎn)銅輥后隨即落到冷卻板上進(jìn)行二次冷卻，二次冷卻后合金片進(jìn)行破碎，破碎后進(jìn)行保溫，保溫后用惰性氣體將合金片冷卻。
[0014]一種釹鐵硼稀土永磁體的制造方法:
首先將R-Fe-B-M原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料熔化并精煉成熔融合金，在此過程中加入T2O3氧化物微粉，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上形成合金片，之后將合金片進(jìn)行氫破碎，氫破碎后進(jìn)行氣流磨制粉、磁場成型、燒結(jié)和時(shí)效工序制成釹鐵硼稀土永磁體，再經(jīng)過機(jī)械加工和表面處理制成各種稀土永磁器件。其中:
R代表稀土兀素中的一種以上；
M代表元素Al、Co、Nb、Ga、Zr、Cu、V、T1、Cr、N1、Hf元素中的一種或多種；
T2O3 代表氧化物 Dy203> Tb2O3> Ho203、Y2O3> Al2O3' Ti2O3 中的一種以上； HR代表Dy、Tb、Ho、Y稀土元素一種以上。
[0015]所述的氫破碎首先將合金片裝入氫碎爐，抽真空后充入氫氣讓合金吸氫，保持吸氫溫度80-30(TC，吸氫結(jié)束后加熱并進(jìn)行抽真空脫氫，脫氫溫度300-90(TC，脫氫結(jié)束后對(duì)合金片進(jìn)行冷卻。
[0016]所述的氫破碎采用連續(xù)氫碎設(shè)備，裝有稀土永磁合金片的料框，在傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下順序通過連續(xù)氫碎設(shè)備的吸氫室、加熱脫氫室、冷卻室，通過出料閥進(jìn)入出料室，氫碎后的合金片從料框?qū)С?，落入出料室下部的?chǔ)料罐，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將儲(chǔ)料罐封裝，料框從出料室的出料門移出，重新裝料后循環(huán)運(yùn)行；所述的吸氫室的吸氫溫度50-350°C，所述的加熱脫氫室一個(gè)以上，脫氫溫度600-900°C，所述的冷卻氫室一個(gè)以上。
[0017]所述的連續(xù)氫碎設(shè)備具有兩個(gè)加熱脫氫室，料框依次在兩個(gè)加熱脫氫室停留，在單個(gè)加熱脫氫室的停留時(shí)間在2-6小時(shí)；所述的連續(xù)氫破設(shè)備具有兩個(gè)冷卻室，料框依次在兩個(gè)冷卻室停留，在單個(gè)冷卻室的停留時(shí)間在2-6小時(shí)。
[0018]所述的氣流磨制粉前將氫破碎后的合金片加入到混料機(jī)進(jìn)行前混料，前混料時(shí)加入防氧化劑和潤滑劑一種以上。
[0019]所述的氣流磨制粉前將氫破碎后的合金片加入到混料機(jī)進(jìn)行前混料，前混料時(shí)加入氧化物微粉一種以上。
[0020]所述的氣流磨制粉，采用氮?dú)獗Ｗo(hù)氣流磨制粉，首先將混料后的氫破碎粉末裝入加料器的料斗，通過加料器將粉末加入到磨室，利用噴嘴噴射的高速氣流進(jìn)行磨削，磨削后的粉末隨氣流進(jìn)入離心式分選輪選粉，未達(dá)到制粉粒度的粗粉在離心力的作用下返回到磨室繼續(xù)磨削，達(dá)到粒度的細(xì)粉通過分選輪分選后進(jìn)入旋風(fēng)收集器收集，少量的細(xì)粉會(huì)隨著旋風(fēng)收集器排氣管的氣流排出，再進(jìn)入后旋風(fēng)收集器收集，后旋風(fēng)收集器排出的氣體經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮和冷卻機(jī)冷卻后再進(jìn)入到噴嘴的進(jìn)氣管，氮?dú)庋h(huán)使用。
[0021]所述的進(jìn)入旋風(fēng)收集器收集的粉末通過交替開關(guān)的閥門收集在旋風(fēng)收集器下部的混粉機(jī)中，進(jìn)入后旋風(fēng)收集器收集的粉末也通過交替開關(guān)的閥門收集在旋風(fēng)收集器下部的混粉機(jī)中，粉末在混粉機(jī)中混合后裝入收料罐。
[0022]所述的旋風(fēng)收集器收集的粉末和后旋風(fēng)收集器收集的粉末通過收料器導(dǎo)入收料罐中。
[0023]所述的進(jìn)入后旋風(fēng)收集器收集的粉末通過并聯(lián)的2-6個(gè)的后旋風(fēng)收集器收集。
[0024]所述的進(jìn)入后旋風(fēng)收集器收集的粉末通過并聯(lián)的4個(gè)的后旋風(fēng)收集器收集。
[0025]所述的氣流磨制粉后送入到混料機(jī)上進(jìn)行后混料，后混料后的粉末平均粒度
1.6-2.9 μ mD
[0026]所述的氣流磨制粉后送入到混料機(jī)上進(jìn)行后混料，后混料后的粉末平均粒度
2.1-2.8 μ m。
[0027]所述的磁場成型方法，將前序的釹鐵硼稀土永磁合金粉末在氮?dú)獗Ｗo(hù)下裝入氮?dú)獗Ｗo(hù)密封磁場壓機(jī)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下在密封磁場壓機(jī)內(nèi)將稱重的料放入組裝后的模具模腔，之后將上壓頭裝入模腔，接著將模具送入電磁鐵的取向空間，在取向磁場區(qū)間對(duì)模具內(nèi)的合金粉末加壓和保壓，然后對(duì)磁塊退磁，退磁后液壓缸復(fù)位，之后將模具拉回到裝粉位置，打開模具將磁塊取出用塑料或膠套將磁塊包裝，然后再將模具組裝，循環(huán)操作，包裝后的磁塊放入料盤批量從密封磁場壓機(jī)取出，送入等靜壓機(jī)進(jìn)行等靜壓。[0028]所述的半自動(dòng)磁場成型，首先將裝有釹鐵硼稀土永磁合金粉末的料罐與氮?dú)獗Ｗo(hù)取向磁場自動(dòng)壓機(jī)的進(jìn)料口對(duì)接，對(duì)接后將料罐與半自動(dòng)壓機(jī)的進(jìn)料口閥門之間的空氣排出后，打開進(jìn)料閥門將料罐中的粉料導(dǎo)入稱料器的料斗，稱重后將粉料自動(dòng)送入模具的模腔內(nèi)，送粉裝置離開后將壓機(jī)上壓缸下移，進(jìn)入模腔后對(duì)粉末充磁取向，在磁場下對(duì)粉末加壓成型，之后對(duì)成型的磁塊退磁和將磁塊從模腔中頂出，然后將磁塊取出放入氮?dú)獗Ｗo(hù)取向磁場自動(dòng)壓機(jī)內(nèi)的料臺(tái)，通過手套用塑料或膠套將磁塊包裝，包裝好的磁塊放入料盤批量取出，送入等靜壓機(jī)進(jìn)行等靜壓。
[0029]所述的等靜壓是將包裝好的磁塊置于等靜壓機(jī)有一個(gè)高壓腔體內(nèi)，腔體內(nèi)剩余空間用液壓油充滿，密封后對(duì)腔體內(nèi)液壓油加壓，加壓最高壓力范圍150-300MPa，泄壓后將磁塊取出。
[0030]所述的等靜壓機(jī)有兩個(gè)高壓腔體，一個(gè)腔體套在另一個(gè)腔體的外側(cè)，形成一個(gè)內(nèi)腔體和一個(gè)外腔體，帶有包裝的磁塊裝入等靜壓機(jī)的內(nèi)腔體內(nèi)，內(nèi)腔體內(nèi)剩余空間充滿液體介質(zhì)，等靜壓機(jī)的外腔體充有液壓油，與產(chǎn)生高壓的裝置相連，外腔體的液壓油壓力通過與內(nèi)腔體之間的隔套傳遞給內(nèi)腔體，內(nèi)腔體也隨之產(chǎn)生高壓，內(nèi)腔體的壓力范圍150-300MPa。
[0031]所述的自動(dòng)磁場成型方法，首先將裝有釹鐵硼稀土永磁合金粉末的料罐與氮?dú)獗Ｗo(hù)取向磁場自動(dòng)壓機(jī)的進(jìn)料口對(duì)接，對(duì)接后將料罐與自動(dòng)壓機(jī)的進(jìn)料口閥門之間的空氣排出后，打開進(jìn)料閥門將料罐中的粉料導(dǎo)入稱料器的料斗，稱重后將粉料自動(dòng)送入模具的模腔內(nèi)，送粉裝置離開后將壓機(jī)上壓缸下移，進(jìn)入模腔后對(duì)粉末充磁取向，然后對(duì)粉末加壓成型，之后對(duì)成型的磁塊退磁和將磁塊從模腔中頂出，然后將磁塊取出放入氮?dú)獗Ｗo(hù)取向磁場自動(dòng)壓機(jī)內(nèi)的料盒，料盒裝滿后將料盒蓋上蓋，再將料盒放到料盤上，料盤裝滿后，打開氮?dú)獗Ｗo(hù)密封磁場自動(dòng)壓機(jī)的出料閥門將裝滿料盒的料盤在氮?dú)獗Ｗo(hù)下傳送至傳送密封箱，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將傳送密封箱與真空燒結(jié)爐的保護(hù)進(jìn)料箱對(duì)接，將裝滿料盒的料盤送入真空燒結(jié)爐的保護(hù)進(jìn)料箱。
[0032]所述的氮?dú)獗Ｗo(hù)密封磁場壓機(jī)的電磁鐵極柱和磁場線圈通有冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)為水、油或制冷劑，成型時(shí)由電磁鐵極柱和磁場線圈構(gòu)成的放置模具的空間溫度低于25°C。
[0033]所述的冷卻介質(zhì)為水、油或制冷劑，成型時(shí)由電磁鐵極柱和磁場線圈構(gòu)成的放置模具的空間溫度低于5°C高于-10°C。所述的對(duì)粉末加壓成型，成型壓力范圍100-300MPa。
[0034]所述的燒結(jié)是在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將磁塊送入連續(xù)真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，在傳動(dòng)裝置的帶動(dòng)下，裝有磁塊的料架依次進(jìn)入連續(xù)真空燒結(jié)爐的準(zhǔn)備室、預(yù)熱脫脂室、第一脫氣室、第二脫氣室、預(yù)燒結(jié)室、燒結(jié)室、時(shí)效室和冷卻室進(jìn)行預(yù)熱脫去有機(jī)雜質(zhì)，進(jìn)而加熱脫氫脫氣、預(yù)燒結(jié)、燒結(jié)、時(shí)效和冷卻，冷卻后從連續(xù)真空燒結(jié)爐中取出再送入到真空時(shí)效爐中進(jìn)行二次時(shí)效，二次時(shí)效溫度450-650°C，二次時(shí)效后快冷，制成燒結(jié)釹鐵硼稀土永磁體，燒結(jié)釹鐵硼稀土永磁體再經(jīng)過機(jī)械加工和表面處理制成釹鐵硼稀土永磁器件。
[0035]所述的料架在進(jìn)入連續(xù)真空燒結(jié)爐的準(zhǔn)備室前先進(jìn)入裝料室，等靜壓后的磁塊在裝料室內(nèi)去掉包裝，裝入料盒，再把料盒裝在料架上，之后在傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下，通過閥門把料架送入準(zhǔn)備室。
[0036]所述的真空預(yù)燒結(jié)是在連續(xù)真空預(yù)燒結(jié)爐進(jìn)行，裝有成型后的磁塊的料盒裝在燒結(jié)料架上，在傳動(dòng)裝置的帶動(dòng)下，燒結(jié)料架依次進(jìn)入連續(xù)真空預(yù)燒結(jié)爐的準(zhǔn)備室、脫脂室、第一脫氣室、第二脫氣室、第三脫氣室、第一預(yù)燒結(jié)室、第二預(yù)燒結(jié)室和冷卻室進(jìn)行預(yù)熱脫月旨、加熱脫氫脫氣、預(yù)燒結(jié)和冷卻，冷卻采用氬氣，冷卻后燒結(jié)料架從連續(xù)真空預(yù)燒結(jié)爐取出再將料盒裝到時(shí)效料架上，時(shí)效料架吊著送入連續(xù)真空燒結(jié)時(shí)效爐的預(yù)熱室、加熱室、燒結(jié)室、高溫時(shí)效室、預(yù)冷室、低溫時(shí)效室和冷卻室進(jìn)行燒結(jié)、高溫時(shí)效、預(yù)冷卻、低溫時(shí)效和快速氣冷。
[0037]所述的預(yù)熱脫脂溫度范圍在200-400°C，加熱脫氫脫氣溫度范圍在400-900°C，預(yù)燒結(jié)溫度范圍在900-1050 °C，燒結(jié)溫度范圍在1010-1085 °C，高溫時(shí)效溫度范圍在800-9500C，低溫時(shí)效溫度范圍在450-650°C，保溫后送入冷卻室用氬氣或氮?dú)饪炖洹?br> [0038]所述的預(yù)熱脫脂溫度范圍在200-400°C，加熱脫氫脫氣溫度范圍在550_850°C，預(yù)燒結(jié)溫度范圍在960-1025 °C，燒結(jié)溫度范圍在1030-1070°C，高溫時(shí)效溫度范圍在860-9400C，低溫時(shí)效溫度范圍在460-640°C，保溫后送入冷卻室用氬氣或氮?dú)饪炖洹?br> [0039]所述的預(yù)燒結(jié)真空度高于5 X KT1Pa,燒結(jié)真空度在5 X KT1Pa至5X10_3Pa范圍內(nèi)。
[0040]所述的預(yù)燒結(jié)真空度高于5Pa，燒結(jié)真空度在500Pa至5000Pa范圍內(nèi)，燒結(jié)時(shí)充入IS氣。 [0041]所述的燒結(jié)料架的有效寬度400-800mm，時(shí)效料架的有效寬度300_400mm，
所述的預(yù)燒結(jié)的磁體密度范圍在7.2-7.5g/cm3，燒結(jié)的磁體密度范圍在7.5-7.7g/cm3所述的釹鐵硼永磁體的金相結(jié)構(gòu)具有在R2 (Fe1^xCox) 14B晶粒的周圍包圍著重稀土含量高于 R2 (FehCox) 14B 相的 ZR2 (Fe^Cox)14B 相的金相結(jié)構(gòu)，ZR2 (Fe1^Cox) 14B 相和 PR2(Fei_xC0x)14B之間無晶界相，ZR2 (Fei_xCox)14B相之間通過晶界相連接；文中ZR表示在晶相中重稀土 HR含量高于平均重稀土含量，R表示稀土相中重稀土 HR的含量低于平均重稀土HR的含量；0≤X≤0.5。
[0042]所述的釹鐵硼永磁體的金相結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)以上ZR2 (Fe1^xCox) 14B相晶粒的交界處的晶界相中存在微小的Nd2O3微粒。
[0043]所述的合金的氫破碎，首先將前序的合金片裝入旋轉(zhuǎn)滾筒內(nèi)，抽真空后充入氫氣讓合金吸氫，保持合金吸氫溫度30-30(TC，吸氫結(jié)束開始加熱并進(jìn)行抽真空脫氫，脫氫保溫溫度350-900°C，保溫時(shí)間3-15小時(shí)，保溫結(jié)束后停止加熱、撤離加熱爐對(duì)滾筒冷卻，并繼續(xù)旋轉(zhuǎn)滾筒和抽真空，溫度低于300°C后，對(duì)滾筒噴水冷卻。
[0044]分析發(fā)現(xiàn)，部分T2O3氧化物微粉進(jìn)入過濾器收集的粉末中，過濾器收集的粉末中的T2O3氧化物微粉含量明顯高于旋風(fēng)收集器中收集的粉末中T2O3氧化物微粉含量，T2O3氧化物微粉對(duì)超細(xì)粉有保護(hù)作用，明顯提高了過濾器收集的超細(xì)粉的抗氧化能力，為此，可以把旋風(fēng)收集器收集的粉末與過濾器收集的超細(xì)粉混合，混合后的粉末用于下道工序。
[0045]本發(fā)明的有益效果:
1、在合金熔煉時(shí)，T2O3氧化物微粉進(jìn)入晶界相，抑制了晶粒長大，使得富釹相分布均勻，有利于提高磁體的磁性能和耐腐蝕性能。
[0046]2、氣流磨制粉時(shí)，部分T2O3氧化物微粉進(jìn)入過濾器收集的超細(xì)粉中，提高了超細(xì)粉的抗氧化能力，超細(xì)粉可以與旋風(fēng)收集器收集的粉末混合，不但提高了材料利用率，也提高了磁體的性能。
[0047]3、在燒結(jié)時(shí)，發(fā)生稀土擴(kuò)散和置換反應(yīng)，分布在R2(FehCox)14B相周圍的T2O3氧化物粉末中的重稀土元素與R2(FehCox)14B相外圍的Nd發(fā)生置換，形成重稀土含量較高的ZR2(FehCox)14B 相，ZR2 (Fei_xCox) 14B 相包圍在 R2 (Fe1^Cox) 14B 相的外圍，形成 ZR2 (Fe1^xCox)14B相包圍R2 (Fe1^xCox)14B相的新結(jié)構(gòu)主相；Nd進(jìn)入晶界后優(yōu)先與O結(jié)合，形成微小的Nd2O3微粒，Nd2O3微粒在晶界中有效抑制ZR2 (Fe1^xCox) 14B相的長大，尤其是Nd2O3顆粒位于兩個(gè)以上晶粒的交界處時(shí)，有效抑制晶粒的融合，限制晶粒的異常長大，明顯提高了磁體的矯頑力，因此本發(fā)明的一個(gè)顯著特點(diǎn)是在兩個(gè)以上晶粒的晶界交匯處存在Nd2O3微粒。
【具體實(shí)施方式】
[0048]下面通過實(shí)施例的對(duì)比進(jìn)一步說明本發(fā)明的顯著效果。
[0049]實(shí)施例1
選取磁體成分N Cl3ciDy1Coh2Cuai B a9AlaiFe^合金原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料熔化并精煉成熔融合金，在此過程中加入T2O3氧化物微粉，T2O3氧化物微粉為Dy203、Tb2O3,氧化物微粉的含量見表1，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，形成合金片，使用連續(xù)真空氫碎爐氫碎，先把合金片裝入吊著的料筐，順序送入連續(xù)氫碎爐的吸氫室、加熱脫氫室、冷卻室分別進(jìn)行吸氫、加熱脫氫和冷卻，然后在保護(hù)氣氛下將氫碎后的合金裝入儲(chǔ)料罐，氫破碎后進(jìn)行混料，混料后進(jìn)行氣流磨，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下用混料機(jī)混料后送到本發(fā)明所述的磁場成型壓機(jī)成型，保護(hù)箱內(nèi)的氧含量150ppm，取向磁場強(qiáng)度1.8T，模腔內(nèi)溫度3°C，磁塊尺寸62X52X42mm，取向方向?yàn)?2尺寸方向，成形后在保護(hù)箱內(nèi)封裝，取出進(jìn)行等靜壓，等靜壓壓力200MPa，之后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將磁塊送入連續(xù)真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，在傳動(dòng)裝置的帶動(dòng)下，裝有磁塊的料架依次進(jìn)入連續(xù)真空燒結(jié)爐的準(zhǔn)備室、預(yù)熱脫脂室、第一脫氣室、第二脫氣室、預(yù)燒結(jié)室、燒結(jié)室、時(shí)效室和冷卻室進(jìn)行預(yù)熱脫去有機(jī)雜質(zhì)，進(jìn)而加熱脫氫脫氣、預(yù)燒結(jié)、燒結(jié)、時(shí)效和冷卻，冷卻后從連續(xù)真空 燒結(jié)爐中取出再送入到真空時(shí)效爐中進(jìn)行二次時(shí)效，二次時(shí)效溫度450-650°C，二次時(shí)效后快冷，制成燒結(jié)釹鐵硼稀土永磁體，燒結(jié)釹鐵硼稀土永磁體再經(jīng)過機(jī)械加工和表面處理制成釹鐵硼稀土永磁器件。；通過表1可以看出Dy203、Tb2O3含量在
0.01-1.4%范圍內(nèi)，磁體性能明顯提高，Dy203、Tb203含量在0.1-0.8%范圍內(nèi)，磁體性能顯著提高，Dy203> Tb2O3含量在0.1-0.4%范圍內(nèi)，磁體性能最好。
[0050]對(duì)比例I
選取與實(shí)施例1相同的磁體成分N Cl3ciDy1Coh2Cuai B α9Α1α和錄合金原料，采用常規(guī)的熔煉方法制成合金片，然后再采用常規(guī)的工藝進(jìn)行氫破碎、氣流磨制粉、磁場成型、燒結(jié)和時(shí)效制成磁體，磁體的性能也列入表1，通過對(duì)比可以看出本發(fā)明的技術(shù)進(jìn)步。
[0051]表1氧化物微粉的含量和磁體性能
【權(quán)利要求】
1.一種釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法，其特征在于:首先將R-Fe-B-M原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料熔化并精煉成熔融合金，在此過程中加入T2O3氧化物微粉，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，形成合金片； 其中R代表包含Nd的稀土元素中的一種以上； M代表元素Al、Co、Nb、Ga、Zr、Cu、V、T1、Cr、N1、Hf元素中的一種或多種；
T2O3 代表氧化物 Dy2O3' Tb2O3' Ho2O3' Y2O3> Al2O3' Ti2O3 中的一種或一種以上； 所述的T2O3氧化物微粉的加入量:0 ( T2O3 ( 2%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法，其特征在于:先將R-Fe-B-M原料和T2O3氧化物微粉在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料熔化成合金，精煉后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，熔融合金經(jīng)過旋轉(zhuǎn)輥冷卻后形成合金片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法，其特征在于:先將R-Fe-B-M原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料熔化成合金并進(jìn)行精煉，精煉溫度在1400-1470°C，加入T2O3氧化物微粉后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，轉(zhuǎn)輥轉(zhuǎn)速l_4m/S，熔融合金經(jīng)過旋轉(zhuǎn)輥冷卻后形成合金片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法，其特征在于:先將R-Fe-B-M原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料加熱熔化并精煉成熔融合金，在此過程中加入T2O3氧化物微粉，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，形成合金片，合金片離開旋轉(zhuǎn)銅輥后隨即落到轉(zhuǎn)盤上進(jìn)行二次冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法，其特征在于:先將R-Fe-B-M原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料加熱熔化并精煉成熔融合金，在此過程中加入T2O3氧化物微粉，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，形成合金片，合金片離開旋轉(zhuǎn)銅輥后隨即下落，下落后合金片進(jìn)行破碎，破碎后進(jìn)入收料罐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種釹鐵硼稀土永磁合金的制造方法，其特征在于:先將R-Fe-B-M原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料加熱熔化并精煉成熔融合金，在此過程中加入T2O3氧化物微粉，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上，形成合金片，合金片離開旋轉(zhuǎn)銅輥后隨即落到冷卻板上進(jìn)行二次冷卻，二次冷卻后合金片進(jìn)行破碎，破碎后進(jìn)行保溫，保溫后用惰性氣體將合金片冷卻。
7.一種釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于:制造方法如下: 首先將R-Fe-B-M原料在真空條件下加熱到500°C以上，之后充入氬氣繼續(xù)加熱將R-Fe-B-M原料熔化并精煉成熔融合金，在此過程中加入T2O3氧化物微粉，之后將熔融的合金液通過中間包澆鑄到帶水冷卻的旋轉(zhuǎn)輥上形成合金片，之后將合金片進(jìn)行氫破碎，氫破碎后進(jìn)行氣流磨制粉、磁場成型、燒結(jié)和時(shí)效工序制成釹鐵硼稀土永磁體，再經(jīng)過機(jī)械加工和表面處理制成各種稀土永磁器件；其中:R代表稀土兀素中的一種以上； M代表元素Al、Co、Nb、Ga、Zr、Cu、V、T1、Cr、N1、Hf元素中的一種或多種；
T2O3 代表氧化物 Dy203> Tb2O3> Ho203、Y2O3> Al2O3' Ti2O3 中的一種以上； HR代表Dy、Tb、Ho、Y稀土元素一種以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于:所述的氫破碎采用連續(xù)氫碎設(shè)備，裝有合金片的料框，在傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下順序通過連續(xù)氫碎設(shè)備的吸氫室、加熱脫氫室、冷卻室，通過出料閥進(jìn)入出料室，氫碎后的合金片從料框?qū)С?，落入出料室下部的?chǔ)料罐，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將儲(chǔ)料罐封裝，料框從出料室的出料門移出，重新裝料后循環(huán)運(yùn)行；所述的吸氫室的吸氫溫度50-350°C，所述的加熱脫氫室一個(gè)以上，脫氫溫度600-900°C，所述的冷卻氫室一個(gè)以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于:所述的氣流磨制粉首先將氫破碎后的合金片加入到混料機(jī)進(jìn)行前混料，前混料在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行或者加入潤滑劑和防氧化劑，混料后采用氮?dú)獗Ｗo(hù)氣流磨制粉，氣流磨制粉后將旋風(fēng)收料器收集的粉末和之后收集的細(xì)粉一起放到混料機(jī)進(jìn)行后混料，后混料在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行，混料時(shí)間10分鐘以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于:所述的磁場成型，首先將后混料后的粉末在氮?dú)獗Ｗo(hù)下送入氮?dú)獗Ｗo(hù)磁場壓機(jī)進(jìn)行磁場取向成型，成型后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下用塑料或膠套將磁塊包裝，使磁塊與大氣隔離后，將磁塊批量取出，送入等靜壓機(jī)進(jìn)行等靜壓，等靜壓后帶著包裝將磁塊送入真空燒結(jié)爐的氮?dú)獗Ｗo(hù)進(jìn)料箱，在氮?dú)獗Ｗo(hù)進(jìn)料箱內(nèi)通過手 套將磁塊去掉包裝，裝入燒結(jié)料盒。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于:所述的釹鐵硼永磁體由主相和晶界相組成，主相具有R2 (Fe, Co) 14B結(jié)構(gòu)，其中主相從外緣向內(nèi)1/3范圍內(nèi)的重稀土 HR含量高于主相中心處的重稀土 HR含量，晶界相中存在微小的Nd2O3微粒，R代表包含Nd的稀土兀素一種以上，HR代表Dy、Tb、Ho、Y稀土兀素中的一種以上。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于:所述的釹鐵硼永磁體的金相結(jié)構(gòu)具有在R2 (Fe1^xCox) 14B晶粒的周圍包圍著重稀土含量高于R2(FehCox)14B 相的 ZR2 (Fe^Cox) 14B 相的金相結(jié)構(gòu)，ZR2 (Fe^Cox) 14B 相和 R2 (Fe1^xCox)14B之間無晶界相，ZR2 (FehCox) 14B相之間通過晶界相連接；文中ZR表示在晶相中重稀土含量高于平均稀土含量中的重稀土的含量的相的稀土 ；0 < X < 0.5。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于:所述的釹鐵硼永磁體的金相結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)以上ZR2 (Fe1^xCox) 14B相晶粒的交界處的晶界相中存在微小的Nd2O3微粒。
【文檔編號(hào)】H01F1/057GK103996474SQ201410194944
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月11日
【發(fā)明者】孫寶玉 申請(qǐng)人:沈陽中北通磁科技股份有限公司