本發(fā)明涉及一種稀土永磁材料的制備方法,特別涉及一種采用靜電附著一種或多種富含重稀土的化合物和純金屬粉末在燒結(jié)釹鐵硼磁體表面并高溫處理、低溫時(shí)效提高磁體性能的方法,屬于稀土永磁材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
釹鐵硼永磁材料廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車(chē)、風(fēng)力發(fā)電、節(jié)能電機(jī)和變頻空調(diào)等領(lǐng)域中,這些領(lǐng)域要求磁體長(zhǎng)時(shí)間在高溫下工作,稀土永磁體應(yīng)具有更高的矯頑力hcj。傳統(tǒng)的提高ndfeb燒結(jié)磁體矯頑力hcj的一種有效方法是通過(guò)重稀土元素如鏑(dy)、鋱(tb)取代磁體主相nd2fe14b中的nd,形成(nd、dy)2fe14b,(nd、dy)2fe14b的各向異性強(qiáng)于nd2fe14b;因而,磁體的hcj得到顯著提高;但這些重稀土元素資源稀缺、價(jià)格昂貴,另一方面,nd和鐵的磁矩是平行排列,而dy與鐵則是反平行排列,因而,磁體的剩磁br及最大磁能積(bh)max都會(huì)降低。
近些年,許多研究機(jī)構(gòu)報(bào)道了多種將稀土元素從磁體表面擴(kuò)散到基體內(nèi)部的工藝。這些工藝方法使?jié)B透的稀土元素沿著晶界以及主相晶粒表面區(qū)域,使得稀土元素能擇優(yōu)分布,不僅提高了矯頑力,還節(jié)約了貴重稀土的使用量,使剩磁及磁能積沒(méi)有明顯降低。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)利用晶界擴(kuò)散的原理進(jìn)行磁體性能提高的研究已進(jìn)行了十多年。晶界擴(kuò)散處理技術(shù)主要采用涂覆、沉積、鍍覆、濺射、粘覆等方式,使金屬粉末(如dy、tb或其它稀土元素)或化合物附著在磁體外表面,通過(guò)熱處理使金屬粉末或化合物經(jīng)晶界擴(kuò)散到燒結(jié)磁體主相內(nèi),這種晶界擴(kuò)散技術(shù)對(duì)燒結(jié)ndfeb磁體的成分、微觀組織和磁性能都有顯著的影響。然而,在這些研究中,仍有一些問(wèn)題亟待解決:(1)利用濺射將dy/tb附著在ndfeb燒結(jié)磁鐵的表面的方法生產(chǎn)率低,工序費(fèi)用過(guò)高,容易出現(xiàn)融坑等缺陷,蒸鍍過(guò)程中大量稀土金屬散布在加熱爐腔室內(nèi),造成了重稀土金屬的不必要浪費(fèi);(2)采用氣相沉淀的方法,存在重稀土元素利用率低,處理溫度高等缺點(diǎn);(3)在表面涂覆稀土氧化物或氟化物加熱擴(kuò)散則存在矯頑力提高受限的問(wèn)題;(4)另外由于dy/tb昂貴,最有效地利用dy/tb的資源,也是該類(lèi)技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種稀土永磁材料的制備方法,該方法是在ndfeb基體表面靜電附著一種或多種富含重稀土元素的化合物和其他純金屬粉末并高溫?zé)Y(jié)以制備稀土永磁材料,該方法不僅實(shí)現(xiàn)了稀土元素在ndfeb基體表面及內(nèi)部的有序排列,而且提高了磁體的矯頑力,同時(shí)剩磁基本沒(méi)有明顯降低。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種稀土永磁材料的制備方法,包括如下操作步驟:
步驟一,按照通式h100-x-ymxqy中的原子百分比含量稱(chēng)取h、m、q三種原料粉末,在氮?dú)饣蚱渌麩o(wú)氧環(huán)境下將所述三種原料依次進(jìn)行混合處理和過(guò)篩處理,得到復(fù)合粉末;所述通式中,h為dy、tb、dytb、ho、gd的氟化物或氧化物粉末中的一種或多種,m為nd或/和pr金屬粉末,q為cu、al、zn、ga和sn金屬粉末中的一種或多種,x、y分別為原料m和原料q的原子百分含量,x=0-20(比如0、1、3、5、7、9、11、13、15、17、19)、y=0-40(比如0、1、3、5、7、8、9、11、13、15、17、19、20、23、28、30、34、37、39)且x和y不同時(shí)為零;
步驟二,將燒結(jié)ndfeb磁體機(jī)械加工成規(guī)定形狀和尺寸,隨后進(jìn)行表面清理及干燥,從而得到待處理ndfeb磁體;
步驟三,在無(wú)氧的環(huán)境下,將所述復(fù)合粉末通過(guò)靜電附著于所述待處理ndfeb磁體的表面,得到表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體;
步驟四,將所述表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體進(jìn)行真空熱處理,之后隨爐冷卻,從而得到擴(kuò)散后的ndfeb磁體;
步驟五,將所述擴(kuò)散后的ndfeb磁體進(jìn)行回火處理(即時(shí)效處理),從而得到所述稀土永磁材料。
本發(fā)明的技術(shù)原理是:利用靜電附著方式和晶界擴(kuò)散處理及后續(xù)回火處理來(lái)改善磁體性能;其中,通過(guò)靜電附著方式可以在燒結(jié)ndfeb磁體表面形成一種結(jié)合力較好的、由富含重稀土元素的化合物和純金屬粉末形成的粉末膜;將富含重稀土元素的化合物和純金屬粉末通過(guò)靜電作用附著在磁體表面,通過(guò)隨后的熱處理實(shí)現(xiàn)晶界擴(kuò)散,從而提高磁體的矯頑力特性。
h成分的作用主要在于為后續(xù)處理提供重稀土元素,通過(guò)元素取代,來(lái)提高磁體磁性能。
m成分的主要作用有兩方面:一方面在高溫的情況下將重稀土化合物粉末中的重稀土還原出來(lái),形成重稀土金屬單質(zhì);另一方面增加磁體晶界擴(kuò)散過(guò)程中晶間相的數(shù)量,有助于增加效率。當(dāng)m含量為0時(shí),重稀土的置換和取代將需要更復(fù)雜的形式實(shí)現(xiàn),例如,添加還原劑而且還原劑不能對(duì)磁體性能有影響,或者磁體內(nèi)的富釹相和重稀土反應(yīng)。當(dāng)m的原子百分比含量大于20時(shí),會(huì)造成浪費(fèi)同時(shí)也會(huì)降低擴(kuò)散效果。這里m為nd、pr或prnd(即pr、nd兩種金屬的混合粉,質(zhì)量比優(yōu)選為1:2-1:5,比如1:2、1:2.5、1:3、1:4、1:4.5、1:5)金屬粉末。
重稀土置換后需要從磁體表層到心部擴(kuò)散,液相的流動(dòng)性和浸潤(rùn)性很重要,對(duì)擴(kuò)散結(jié)果和效率意義重大。q成分的主要作用是增加重稀土元素被置換后的流動(dòng)性和浸潤(rùn)性,增強(qiáng)擴(kuò)散效率;當(dāng)q的原子百分比含量大于40時(shí),會(huì)對(duì)流動(dòng)的液相中的重稀土元素造成濃度稀釋?zhuān)瑢?duì)磁體性能的提高和擴(kuò)散效果反而是不利的。
在上述方法中,作為一種優(yōu)選實(shí)施方式,在所述步驟一中,所述通式中x=1-15、y=4-25。
在上述方法中,作為一種優(yōu)選實(shí)施方式,在所述步驟一中,m為prnd金屬粉末(即pr、nd兩種金屬的混合粉),pr和nd質(zhì)量比為1:2-1:5(比如1:2、1:2.5、1:3、1:4、1:4.5、1:5)。在上述方法中,作為一種優(yōu)選實(shí)施方式,在所述步驟一中,所述原料粉末粒度為-150目,所述過(guò)篩處理為過(guò)150目篩。因?yàn)榉哿系牧捷^小,小于150目,混合時(shí)存在小部分團(tuán)聚的可能性,因此需要在混合后進(jìn)行過(guò)篩;混粉工藝可以為本領(lǐng)域常規(guī)工藝,比如采用目前普通的混粉設(shè)備,360°回轉(zhuǎn)混粉。
在上述方法中,作為一種優(yōu)選實(shí)施方式,在所述步驟二中,所述待處理ndfeb磁體的取向方向厚度為1-8mm(比如2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm)。該厚度過(guò)薄則在后續(xù)處理時(shí)磁體易發(fā)生彎曲變形,過(guò)厚則晶界擴(kuò)散的效果無(wú)法達(dá)到磁體心部,導(dǎo)致性能的內(nèi)外差很大。
在上述方法中,作為一種優(yōu)選實(shí)施方式,在所述步驟二中,所述表面清理的過(guò)程如下:首先將所述燒結(jié)ndfeb磁體放入除油槽中浸泡8-15min(比如10min、12min、14min)以去除磁體表面的油污;然后依次經(jīng)第一次水洗、酸洗、第二次水洗及超聲波處理,最后風(fēng)干所述燒結(jié)ndfeb磁體表面。優(yōu)選地,所述酸洗采用稀hno3(質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為50-70%)酸洗、時(shí)間為20-45s(比如22s、28s、35s、39s、44s),所述超聲波處理的時(shí)間為20-45s(比如22s、28s、35s、39s、44s),所述風(fēng)干采用強(qiáng)風(fēng)快速干燥。
在上述方法中,作為一種優(yōu)選實(shí)施方式,在所述步驟三中,所述復(fù)合粉末膜厚度為10-40μm(比如12μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、38μm)。大于40μm厚度的膜的附著力差,且40μm以下已經(jīng)將晶界擴(kuò)散效果達(dá)到了最佳,再厚也不會(huì)對(duì)性能提高有幫助;過(guò)薄的話,提高性能的能力有限。更優(yōu)選地,所述復(fù)合粉末膜厚度為25-40μm(比如26μm、28μm、32μm、36μm、39μm)。
現(xiàn)有技術(shù)中一般采用靜電把含有固化劑的粉末附著在工件表面,經(jīng)低溫固化后達(dá)到防護(hù)工件表面的作用,如靜電粉末中不含有固化用的固化劑的話,粉末很難長(zhǎng)期有效附著于工件表面,起不到保護(hù)工件的作用。而本發(fā)明用于永磁材料性能改善的原料粉末不能含有固化劑(如果含有,將對(duì)后續(xù)的高溫處理產(chǎn)生不利影響),也沒(méi)有固化過(guò)程,因此復(fù)合粉末在磁體表面的附著力和成膜厚度的控制很關(guān)鍵也很難。發(fā)明人通過(guò)電壓、時(shí)間等參數(shù)的控制,采用靜電噴槍將復(fù)合粉末噴射到待處理的釹鐵硼磁體表面,得到合適厚度的膜層,而且附著力良好。
上述方法中,作為一種優(yōu)選實(shí)施方式,在所述步驟三中,將所述復(fù)合粉末通過(guò)靜電噴槍噴射于所述待處理ndfeb磁體的表面,即復(fù)合粉末通過(guò)噴槍帶正電或負(fù)電子,加速撞擊到與陰極或陽(yáng)極相連的待處理ndfeb磁體上,其中,工藝條件如下:
電壓為30-120kv(比如35kv、40kv、50kv、60kv、70kv、80kv、90kv、100kv、110kv、115kv),提供正負(fù)離子間的電動(dòng)勢(shì),電壓過(guò)低,則粉末的顆粒撞擊力弱,附著力差;電壓過(guò)高,則會(huì)在工件和噴嘴間產(chǎn)生較高的電暈電流,安全性差;更優(yōu)選為50-90kv;
時(shí)間為5-40s(比如8s、12s、16s、20s、25s、30s、35s、38s),時(shí)間過(guò)短時(shí),附著的粉末少,產(chǎn)生的膜厚?。粫r(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí),由于粉末的附著達(dá)到一定厚度后,不需要更多的粉末(后續(xù)效果所需),粉末間的附著力也變差;更優(yōu)選為15-30s;
噴槍移動(dòng)速度5-45cm/s(比如6cm/s、8cm/s、10cm/s、15cm/s、20cm/s、25cm/s、30cm/s、35cm/s、40cm/s、42cm/s);速度過(guò)快,粉末附著不均勻,速度過(guò)慢,粉末浪費(fèi)嚴(yán)重;更優(yōu)選為10-30cm/s;
噴射距離8-35cm(比如10cm、12cm、15cm、18cm、22cm、24cm、25cm、28cm);噴射距離過(guò)短安全性差,噴槍是靠氣流帶出粉末的,對(duì)已附著的粉末有沖擊作用;噴射距離過(guò)遠(yuǎn),粉末飛射的距離變遠(yuǎn),附著率和附著力都會(huì)下降,降低了效率,也增加了成本;更優(yōu)選為15-25cm。本申請(qǐng)采用靜電噴槍?zhuān)ㄟ^(guò)對(duì)上述參數(shù)(電壓、時(shí)間、噴槍移動(dòng)速度、噴射距離)的控制,影響成膜質(zhì)量、厚度和成本,最終將復(fù)合粉末噴射到待處理的釹鐵硼磁體表面,得到合適厚度、附著力良好的膜層,同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。
在上述方法中,作為一種優(yōu)選實(shí)施方式,在所述步驟四中,所述真空熱處理的條件如下:真空度高于10-3pa(比如5×10-4pa、1×10-4pa、8×10-5pa、5×10-5pa、1×10-6pa),保溫溫度為650-1050℃(比如650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、1000℃、1020℃),保溫時(shí)間為5-50h(6h、10h、20h、30h、40h、48h)。保溫溫度過(guò)低,則處理效果不明顯;保溫溫度過(guò)高,將導(dǎo)致晶粒異常長(zhǎng)大,反而使磁性能惡化;溫度和時(shí)間的匹配將有助于既發(fā)揮很好的處理效果,也有效利用能源。更優(yōu)選地,在所述步驟四中,所述保溫溫度為830-870℃(比如835℃、840℃、845℃、850℃、855℃、860℃、865℃),保溫時(shí)間為30-40h(比如32h、34h、36h、38h)。
在上述方法中,作為一種優(yōu)選實(shí)施方式,在所述步驟四中,所述隨爐冷卻至不高于50℃(25℃、30℃、35℃、40℃、45℃)。高于50℃出爐,一方面磁體在熱的狀態(tài)易吸附周?chē)h(huán)境中的濕氣等,對(duì)磁性能不利,另一方面不利于爐體內(nèi)加熱元件,降低使用壽命,部分氧化后物理特性也發(fā)生了變化,導(dǎo)致?tīng)t體內(nèi)溫度分布有變化。
在上述方法中,作為一種優(yōu)選實(shí)施方式,所述步驟五中,所述回火處理的溫度為420-640℃(比如430℃、460℃、500℃、550℃、600℃、630℃),時(shí)間為2-10h(比如3h、4h、6h、8h、9h)。在該回火制度下,利于富釹晶界相的形成和保持,超出該溫度范圍時(shí),產(chǎn)品的性能會(huì)降低。更優(yōu)選地,在所述步驟五中,所述回火處理的溫度為420-480℃(比如425℃、430℃、445℃、455℃、470℃),時(shí)間為4-6h(比如4.5h、5h、5.5h)。
在上述方法中,所述步驟四中的處理設(shè)備可以為真空熱處理爐。
在上述方法中,作為一種優(yōu)選實(shí)施方式,在所述步驟五之后還包括后處理步驟:將所述稀土永磁材料在稀硝酸內(nèi)浸泡去除表面殘留的附著物,再用去離子水將所述稀土永磁材料清洗干凈;優(yōu)選地,所述稀硝酸為硝酸酒精溶液,質(zhì)量濃度為2-10%(3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%),如果濃度過(guò)高,時(shí)間配合的窗口會(huì)很小,殘留的可能性增加,如果濃度低的話,效率將降低;更優(yōu)選質(zhì)量濃度為4-6%;所述浸泡時(shí)間為60-180s(比如65s、70s、85s、100s、120s、145s、160s、170s、175s)。經(jīng)回火處理后,磁體表面殘留的附著物是非磁性的,會(huì)影響磁體性能,進(jìn)行上述后處理除去該層物質(zhì)能獲得性能進(jìn)一步提高的磁體,上述浸泡時(shí)間與膜厚有關(guān)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
1)通過(guò)靜電附著的方法將ndfeb基體和富含重稀土元素的化合物和純金屬粉末很好的結(jié)合在一起,經(jīng)高溫處理后,粉末膜內(nèi)的重稀土化合物和純金屬粉末在磁體內(nèi)擴(kuò)散至主相和富釹相交界區(qū)域富集;通過(guò)這些處理的ndfeb磁體的矯頑力有顯著提高,達(dá)到或超過(guò)了蒸鍍、濺射等方法的效果。本發(fā)明提供的制備方法通過(guò)復(fù)合粉末有效的附著,適宜的熱處理溫度、時(shí)間,有效的時(shí)效溫度和時(shí)間,改善了磁體晶界相及鄰近區(qū)域的物理性質(zhì),使磁體的性能有顯著提高,同時(shí)大大節(jié)約重稀土使用量;而傳統(tǒng)方式主要是采用添加重稀土的方式來(lái)提高矯頑力,這種方式一方面會(huì)大幅降低剩磁,另一方面大量重稀土存在主相粒子內(nèi),因此需要重稀土的使用量較多。采用本發(fā)明提供的制備方法制備的稀土永磁材料ndfeb磁體的矯頑力可提高4000~14000oe,剩磁僅降低1-2%,同等性能磁體可節(jié)約重稀土使用量30%。
2)傳統(tǒng)的蒸鍍、濺射需要的原料都是純金屬,與本發(fā)明中使用的氟化物或氧化物粉末相比較為昂貴,即,本發(fā)明中使用的原料為富含重稀土元素的化合物(氟化物或氧化物),就是金屬還原前的半成品,價(jià)格低,易于獲得。傳統(tǒng)的蒸鍍、濺射工藝的附著都是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理附著過(guò)程,需要一定的溫度和真空條件;而本發(fā)明中,靜電附著方法由于粉末和工件帶不同的電荷,粉末和基體之間結(jié)合力更強(qiáng),而且靜電附著過(guò)程一旦結(jié)束,清掃后可以再使用,再者靜電附著可在常溫下進(jìn)行,只需氮?dú)獗Wo(hù)。因此,本發(fā)明為稀土永磁材料ndfeb性能的改善開(kāi)辟了一條新穎的路線。采用本發(fā)明來(lái)改善磁體性能,一方面效率高、重稀土元素附著物和基體磁體結(jié)合力強(qiáng);另一方面殘余粉料回收方便,使用的重稀土量大幅降低,降低了產(chǎn)品的成本,使產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比更具優(yōu)勢(shì)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的技術(shù)流程圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的稀土永磁材料的組織結(jié)構(gòu)圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中處理前后磁體的磁性能變化圖,該圖中橫坐標(biāo)appliedfield,即為外加磁場(chǎng)強(qiáng)度,縱坐標(biāo)magnetisation,即為磁化強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解,下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
以下實(shí)施例中使用的待處理的ndfeb磁體均為燒結(jié)ndfeb磁體,各實(shí)施例中使用不同牌號(hào)、不同批次商用的燒結(jié)釹鐵硼磁體作為待處理磁體,本發(fā)明的方法適用于各種ndfeb磁體。靜電附著采用的設(shè)備是靜電噴粉線,生產(chǎn)廠家是固安科宇鑫鵬自動(dòng)化控制設(shè)備有限公司,其中核心部件靜電噴槍采用德國(guó)wagner的噴槍。
圖1給出了本發(fā)明方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式的工藝流程,具體包括如下步驟:磁體切割加工、磁體表面清理;粉末制備、粉末混合篩分;靜電附著制備附著粉末膜的磁體;晶界擴(kuò)散處理及時(shí)效;磁體表面加工。下面給出具體實(shí)施例。
實(shí)施例1
(1)按照粉末比例式(tbf3)95nd2al3配置復(fù)合粉末。稱(chēng)取tbf3粉末,-150目;金屬nd粉末,-150目;金屬al粉末,-150目;將上述粉末混合均勻,并過(guò)150目篩分,粉末混合和過(guò)篩過(guò)程在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行。
(2)首先將商用50h牌號(hào)燒結(jié)ndfeb磁體機(jī)械加工成待處理形狀,其中取向方向?yàn)?.96mm厚度;然后進(jìn)入清理表面程序,清理表面程序如下:將磁體放入除油槽中浸泡10min以去除磁體表面的油污,用清水洗凈表面后用稀hno3(濃度為50wt%)酸洗20s,再經(jīng)過(guò)水洗及超聲波處理20s后,采用強(qiáng)風(fēng)快速干燥磁體表面;從而得到待處理ndfeb磁體。
(3)在氮?dú)猸h(huán)境下,步驟(1)制備的復(fù)合粉末,按照電壓70kv,時(shí)間30s,噴槍移動(dòng)速度20cm/s,噴射距離20cm的工藝條件通過(guò)噴槍帶正電子;加速撞擊到與陰極相連的步驟(2)得到的待處理ndfeb磁體上,從而得到表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體,膜厚約40μm。
(4)將步驟(3)得到的表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體放置在真空熱處理爐內(nèi),真空度高于10-3pa,在850℃保溫35小時(shí);隨爐冷卻至不高于50℃,再經(jīng)490℃回火處理6小時(shí)。
(5)將步驟(4)得到的磁體在稀硝酸(濃度為6wt%)內(nèi)浸泡80s,去除磁體表面殘留的附著物;用去離子水將磁體清洗干凈,獲得性能提高的磁體。
本實(shí)施例制備得到的稀土永磁材料的矯頑力提高14240oe,剩磁稍有降低,降低了190gs。處理前后磁體的性能變化(即將經(jīng)步驟(2)得到的待處理ndfeb磁體和經(jīng)步驟(3)、(4)、(5)處理后最終得到的永磁體進(jìn)行進(jìn)行性能測(cè)試,以后的實(shí)施例也是如此)如表1所示。本實(shí)施例制備得到的稀土永磁材料微觀組織結(jié)構(gòu)如圖2所示,從該圖中可以看出在主相顆粒周?chē)擦艘粚泳鶆虻?、連續(xù)的晶界相,這將大大提高磁體在外加磁場(chǎng)時(shí)的去磁耦合能力,有利于磁體矯頑力的提高。圖3為本發(fā)明的實(shí)施例1中處理前后磁體的性能變化圖,從該圖可以看出經(jīng)過(guò)本實(shí)施例步驟(3)、(4)、(5)的技術(shù)處理,燒結(jié)釹鐵硼的矯頑力從17740oe提高到31980oe,增加了14240oe,剩磁稍有降低,即從13960gs降低到13770g是,降低了190gs。
實(shí)施例2
(1)按照粉末比例式(dyf3)95nd1al4配置復(fù)合粉末。稱(chēng)取dyf3粉末,-150目;金屬nd粉末,-150目;金屬al粉末,-150目;將上述粉末混合均勻,并過(guò)150目篩分,粉末混合和過(guò)篩過(guò)程在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行。
(2)首先將商用48h牌號(hào)燒結(jié)ndfeb磁體機(jī)械加工成待處理形狀,其中取向方向?yàn)?mm厚度;然后進(jìn)入清理表面程序,清理表面程序如下:將磁體放入除油槽中浸泡10min以去除磁體表面的油污,用清水洗凈表面后用稀hno3酸洗20s,再經(jīng)過(guò)水洗及超聲波處理20s后,采用強(qiáng)風(fēng)快速干燥磁體表面;從而得到待處理ndfeb磁體。
(3)在氮?dú)猸h(huán)境下,步驟(1)制備的復(fù)合粉末,按照電壓60kv,時(shí)間25s,噴槍移動(dòng)速度20cm/s,噴射距離20cm的工藝條件通過(guò)噴槍帶正電子,加速撞擊到與陰極相連的步驟(2)得到的待處理ndfeb磁體上,從而得到表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體,膜厚約30μm。
(4)將步驟(3)得到的表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體放置在真空熱處理爐內(nèi),真空度高于10-3pa,在830℃保溫30小時(shí);隨爐冷卻至不高于50℃,再經(jīng)510℃回火處理4小時(shí)。
(5)將步驟(4)得到的磁體在稀硝酸(濃度為5.5wt%)內(nèi)浸泡60s,去除磁體表面殘留的附著物;用去離子水將磁體清洗干凈,獲得性能提高的磁體。
本實(shí)施例制備得到的稀土永磁材料的矯頑力提高7500oe,剩磁稍有降低,降低了175gs。處理前后磁體性能變化如表1所示。
實(shí)施例3
(1)按照粉末比例式(tbf3)95cu5配置復(fù)合粉末。稱(chēng)取tbf3粉末,-150目;金屬cu粉末,-150目;將上述粉末混合均勻,并過(guò)150目篩分,粉末混合和過(guò)篩過(guò)程在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行。
(2)首先將商用42m牌號(hào)燒結(jié)ndfeb磁體機(jī)械加工成待處理形狀,其中取向方向?yàn)?mm厚度;然后進(jìn)入清理表面程序,清理表面程序如下:將磁體放入除油槽中浸泡10min以去除磁體表面的油污,用清水洗凈表面后用稀hno3酸洗35s,再經(jīng)過(guò)水洗及超聲波處理35s后,采用強(qiáng)風(fēng)快速干燥磁體表面;從而得到待處理ndfeb磁體。
(3)在氮?dú)猸h(huán)境下,步驟(1)制備的復(fù)合粉末,按照電壓60kv,時(shí)間25s,噴槍移動(dòng)速度20cm/s,噴射距離20cm的工藝條件通過(guò)噴槍帶正電子,加速撞擊到與陰極相連的步驟(2)得到的待處理ndfeb磁體上,從而得到表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體,膜厚約30μm。
(4)將步驟(3)得到的表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體放置在真空熱處理爐內(nèi),真空度高于10-3pa,在860℃保溫35小時(shí);隨爐冷卻至不高于50℃,再經(jīng)500℃回火處理6小時(shí)。
(5)將步驟(4)得到的磁體在稀硝酸(濃度為6.5wt%)內(nèi)浸泡100s,去除磁體表面殘留的附著物;用去離子水將磁體清洗干凈,獲得性能提高的磁體。
本實(shí)施例制備得到的稀土永磁材料的矯頑力提高12000oe,剩磁稍有降低,降低了180gs。處理前后磁體性能變化如表1所示。
實(shí)施例4
(1)按照粉末比例式(hof3)97pr1cu2配置復(fù)合粉末。稱(chēng)取hof3粉末,-150目;金屬pr粉末,-150目;金屬cu粉末,-150目;將上述粉末混合均勻,并過(guò)150目篩分,粉末混合和過(guò)篩過(guò)程在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行。
(2)首先將商用42m牌號(hào)燒結(jié)ndfeb磁體機(jī)械加工成待處理形狀,其中取向方向?yàn)?mm厚度;然后進(jìn)入清理表面程序,清理表面程序如下:將磁體放入除油槽中浸泡10min以去除磁體表面的油污,用清水洗凈表面后用稀hno3酸洗25s,再經(jīng)過(guò)水洗及超聲波處理25s后,采用強(qiáng)風(fēng)快速干燥磁體表面;從而得到待處理ndfeb磁體。
(3)在氮?dú)猸h(huán)境下,步驟(1)制備的復(fù)合粉末,按照電壓50kv,時(shí)間15s,噴槍移動(dòng)速度25cm/s,噴射距離20cm的工藝條件通過(guò)噴槍帶正電子,加速撞擊到與陰極相連的步驟(2)得到的待處理ndfeb磁體上,從而得到表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體,膜厚約25μm。
(4)將步驟(3)得到的表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體放置在真空熱處理爐內(nèi),真空度高于10-3pa,在850℃保溫35小時(shí);隨爐冷卻至不高于50℃,再經(jīng)480℃回火處理4小時(shí)。
(5)將步驟(4)得到的磁體在稀硝酸(濃度為5.5wt%)內(nèi)浸泡60s,去除磁體表面殘留的附著物;用去離子水將磁體清洗干凈,獲得性能提高的磁體。
本實(shí)施例制備得到的稀土永磁材料的矯頑力提高4000oe,剩磁稍有降低,降低了210gs。處理前后磁體性能變化如表1所示。
實(shí)施例5
(1)按照粉末比例式((dytb)f3)96cu1al3配置復(fù)合粉末。稱(chēng)取(dytb)f3粉末,-150目;金屬cu粉末,-150目;金屬al粉末,-150目;將上述粉末混合均勻,并過(guò)150目篩分,粉末混合和過(guò)篩過(guò)程在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行。
(2)首先將商用52sh牌號(hào)燒結(jié)ndfeb磁體機(jī)械加工成待處理形狀,其中取向方向?yàn)?mm厚度;然后進(jìn)入清理表面程序,清理表面程序如下:將磁體放入除油槽中浸泡10min以去除磁體表面的油污,用清水洗凈表面后用稀hno3酸洗45s,再經(jīng)過(guò)水洗及超聲波處理45s后,采用強(qiáng)風(fēng)快速干燥磁體表面;從而得到待處理ndfeb磁體。
(3)在氬氣環(huán)境下,步驟(1)制備的復(fù)合粉末,按照電壓65kv,時(shí)間28s,噴槍移動(dòng)速度20cm/s,噴射距離18cm的工藝條件通過(guò)噴槍帶正電子,加速撞擊到與陰極相連的步驟(2)得到的待處理ndfeb磁體上,從而得到表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體,膜厚約30μm。
(4)將步驟(3)得到的表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體放置在真空熱處理爐內(nèi),真空度高于10-3pa,在870℃保溫40小時(shí);隨爐冷卻至不高于50℃,再經(jīng)520℃回火處理6小時(shí)。
(5)將步驟(4)得到的磁體在稀硝酸(濃度為6wt%)內(nèi)浸泡90s,去除磁體表面殘留的附著物;用去離子水將磁體清洗干凈,獲得性能提高的磁體。
本實(shí)施例制備得到的稀土永磁材料的矯頑力提高11000oe,剩磁稍有降低,降低了168gs。處理前后磁體性能變化如表1所示。
實(shí)施例6
(1)按照粉末比例式(gdf3)98cu2配置復(fù)合粉末。稱(chēng)取gdf3粉末,-150目;金屬cu粉末,-150目;將上述粉末混合均勻,并過(guò)150目篩分,粉末混合和過(guò)篩過(guò)程在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行。
(2)首先將商用35m+牌號(hào)燒結(jié)ndfeb磁體機(jī)械加工成待處理形狀,其中取向方向?yàn)?mm厚度;然后進(jìn)入清理表面程序,清理表面程序如下:將磁體放入除油槽中浸泡10min以去除磁體表面的油污,用清水洗凈表面后用稀hno3酸洗25s,再經(jīng)過(guò)水洗及超聲波處理25s后,采用強(qiáng)風(fēng)快速干燥磁體表面;從而得到待處理ndfeb磁體。
(3)在氬氣環(huán)境下,步驟(1)制備的復(fù)合粉末,按照電壓65kv,時(shí)間25s,噴槍移動(dòng)速度20cm/s,噴射距離20cm的工藝條件通過(guò)噴槍帶正電子,加速撞擊到與陰極相連的步驟(2)得到的待處理ndfeb磁體上,從而得到表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體,膜厚約35μm。
(4)將步驟(3)得到的表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體放置在真空熱處理爐內(nèi),真空度高于10-3pa,在840℃保溫35小時(shí);隨爐冷卻至不高于50℃,再經(jīng)490℃回火處理4小時(shí)。
(5)將步驟(4)得到的磁體在稀硝酸(濃度為5wt%)內(nèi)浸泡60s,去除磁體表面殘留的附著物;用去離子水將磁體清洗干凈,獲得性能提高的磁體。
本實(shí)施例制備得到的稀土永磁材料的矯頑力提高4200oe,剩磁稍有降低,降低了208gs。處理前后磁體性能變化如表1所示。
實(shí)施例7
(1)按照粉末比例式(tbo3)94nd1al5配置復(fù)合粉末。稱(chēng)取tbo3粉末,-150目;金屬nd粉末,-150目;金屬al粉末,-150目;將上述粉末混合均勻,并過(guò)150目篩分,粉末混合和過(guò)篩過(guò)程須氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行。
(2)首先將商用48h+牌號(hào)燒結(jié)ndfeb磁體機(jī)械加工成待處理形狀,其中取向方向?yàn)?mm厚度;然后進(jìn)入清理表面程序,清理表面程序如下:將磁體放入除油槽中浸泡10min以去除磁體表面的油污,用清水洗凈表面后用稀hno3酸洗45s,再經(jīng)過(guò)水洗及超聲波處理45s后,采用強(qiáng)風(fēng)快速干燥磁體表面;從而得到待處理ndfeb磁體。
(3)在氬氣環(huán)境下,步驟(1)制備的復(fù)合粉末,按照電壓75kv,時(shí)間30s,噴槍移動(dòng)速度20cm/s,噴射距離20cm的工藝條件通過(guò)噴槍帶正電子,加速撞擊到與陰極相連的步驟(2)得到的待處理ndfeb磁體上,從而得到表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體,膜厚約40μm。
(4)將步驟(3)得到的表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體放置在真空熱處理爐內(nèi),真空度高于10-3pa,在860℃保溫40小時(shí);隨爐冷卻至不高于50℃,再經(jīng)490℃回火處理5小時(shí)。
(5)將步驟(4)得到的磁體在稀硝酸(濃度為8wt%)內(nèi)浸泡180s,去除磁體表面殘留的附著物;用去離子水將磁體清洗干凈,獲得性能提高的磁體。
本實(shí)施例制備得到的稀土永磁材料的矯頑力提高8000oe,剩磁稍有降低,降低了185gs。處理前后磁體性能變化如表1所示。
實(shí)施例8
(1)按照粉末比例式(dyo3)97(prnd)2al1配置復(fù)合粉末。稱(chēng)取dyo3粉末,-150目;金屬prnd粉末(pr和nd的質(zhì)量比為1:4),-150目;金屬al粉末,-150目;將上述粉末混合均勻,并過(guò)150目篩分,粉末混合和過(guò)篩過(guò)程在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行。
(2)首先將商用42m牌號(hào)燒結(jié)ndfeb磁體機(jī)械加工成待處理形狀,其中取向方向?yàn)?mm厚度;然后進(jìn)入清理表面程序,清理表面程序如下:將磁體放入除油槽中浸泡10min以去除磁體表面的油污,用清水洗凈表面后用稀hno3酸洗45s,再經(jīng)過(guò)水洗及超聲波處理45s后,采用強(qiáng)風(fēng)快速干燥磁體表面;從而得到待處理ndfeb磁體。
(3)在氬氣環(huán)境下,步驟(1)制備的復(fù)合粉末,按照電壓75kv,時(shí)間30s,噴槍移動(dòng)速度18cm/s,噴射距離22cm的工藝條件通過(guò)噴槍帶正電子,加速撞擊到與陰極相連的步驟(2)得到的待處理ndfeb磁體上,從而得到表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體,膜厚約40μm。
(4)將步驟(3)得到的表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體放置在真空熱處理爐內(nèi),真空度高于10-3pa,在830℃保溫40小時(shí);隨爐冷卻至不高于50℃,再經(jīng)490℃回火處理6小時(shí)。
(5)將步驟(4)得到的磁體在稀硝酸(濃度為7wt%)內(nèi)浸泡120s,去除磁體表面殘留的附著物;用去離子水將磁體清洗干凈,獲得性能提高的磁體。
本實(shí)施例制備得到的稀土永磁材料的矯頑力提高6500oe,剩磁稍有降低,降低了190gs。處理前后磁體性能變化如表1所示。
實(shí)施例9
(1)按照粉末比例式(tbf3)46(dyo3)48nd2znsncu2配置復(fù)合粉末。稱(chēng)取tbf3和dyo3粉末,-150目;金屬nd粉末,-150目;金屬zn、sn、cu粉末,-150目;將上述粉末混合均勻,并過(guò)150目篩分,粉末混合和過(guò)篩過(guò)程在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行。
(2)首先將商用46uh牌號(hào)燒結(jié)ndfeb磁體機(jī)械加工成待處理形狀,其中取向方向?yàn)?.5mm厚度;然后進(jìn)入清理表面程序,清理表面程序如下:將磁體放入除油槽中浸泡10min以去除磁體表面的油污,用清水洗凈表面后用稀hno3酸洗30s,再經(jīng)過(guò)水洗及超聲波處理30s后,采用強(qiáng)風(fēng)快速干燥磁體表面;從而得到待處理ndfeb磁體。
(3)在氬氣環(huán)境下,步驟(1)制備的復(fù)合粉末,按照電壓70kv,時(shí)間25s,噴槍移動(dòng)速度18cm/s,噴射距離22cm的工藝條件通過(guò)噴槍帶正電子,加速撞擊到與陰極相連的步驟(2)得到的待處理ndfeb磁體上,從而得到表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體,膜厚約30μm。
(4)將步驟(3)得到的表面附著復(fù)合粉末膜的ndfeb磁體放置在真空熱處理爐內(nèi),真空度高于10-3pa,在845℃保溫30小時(shí);隨爐冷卻至不高于50℃,再經(jīng)490℃回火處理6小時(shí)。
(5)將步驟(4)得到的磁體在稀硝酸(濃度為5.0wt%)內(nèi)浸泡80s,去除磁體表面殘留的附著物;用去離子水將磁體清洗干凈,獲得性能提高的磁體。
本實(shí)施例制備得到的稀土永磁材料的矯頑力提高8500oe,剩磁稍有降低,降低了170gs。處理前后磁體性能變化如表1所示。
表1實(shí)施例1-9中磁體處理前后的性能檢測(cè)結(jié)果
實(shí)施例10-13
實(shí)施例10-13除復(fù)合粉末膜厚度不同于實(shí)施例2外,其他工藝參數(shù)都與實(shí)施例2相同;其中,實(shí)施例10中復(fù)合粉末膜厚度約為12μm,實(shí)施例11中復(fù)合粉末膜厚度約為20μm,實(shí)施例12中復(fù)合粉末膜厚度約為5μm,實(shí)施例13中復(fù)合粉末膜厚度約為45μm。處理前后磁體性能變化如表2所示。
實(shí)施例14-15
實(shí)施例14-15除第(4)步驟真空熱處理中保溫溫度和保溫時(shí)間不同于實(shí)施例2外,其他工藝參數(shù)都與實(shí)施例2相同;其中,實(shí)施例14中真空熱處理?xiàng)l件為:1000℃保溫10h,實(shí)施例15中真空熱處理?xiàng)l件為:700℃保溫48h。處理前后磁體性能變化如表2所示。
實(shí)施例16-17
實(shí)施例16-17除第(4)步驟回火處理溫度和時(shí)間不同于實(shí)施例2外,其他工藝參數(shù)都與實(shí)施例2相同;其中,實(shí)施例16中回火處理?xiàng)l件為:430℃回火處理8h,實(shí)施例17中回火處理?xiàng)l件為:640℃回火處理2h。處理前后磁體性能變化如表2所示。
表2實(shí)施例10-17中磁體處理前后的性能檢測(cè)結(jié)果
實(shí)施例18-23
實(shí)施例18-23除所用復(fù)合粉末組成不同于實(shí)施例2外,其他工藝參數(shù)都與實(shí)施例2相同;具體的復(fù)合粉末組成以及處理前后磁體性能變化如表3所示。
表3實(shí)施例18-23中磁體處理前后的性能檢測(cè)結(jié)果
顯然,上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例,而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。