快淬NdFeB永磁體制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種快淬NdFeB永磁體制備方法，具體來說，涉及一種通過添加Dy使 晶粒尺寸減小的快淬NdFeB永磁體制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵磁體由于其磁極的存在，退磁場是不可避免的，并且在多數(shù)情況下，退磁場是不 均勻分布的。對于每一個晶粒而言，如果外形不規(guī)則，有尖銳棱角或突出部分存在，則在這 些部分可能會出現(xiàn)較大的退磁場，使得局部的磁矩排布不均勻，甚至使得磁矩反轉(zhuǎn)，從而產(chǎn) 生反磁化疇。對反磁化疇的理論分析和數(shù)值計算表明，隨著晶粒尺寸的增加，形核場降低。 當(dāng)晶粒尺寸（平行六面體的方形截面邊長）從IOnm增加到1000 nm時，有效退磁因子N6ff從 之:^曾加到心。
[0003] 對于NdFeB快淬納米晶來說，晶粒尺寸的減小除了能夠使有效退磁因子減小以 外，還會產(chǎn)生強烈的磁晶交換耦合作用，這使得剩余磁化強度增強，但矯頑力減弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種快淬NdFeB永磁體制備方法，能夠在降低 晶粒尺寸的同時，抑制矯頑力的減弱。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種快淬NdFeB永磁體制備方法，包括：采用熔煉 方式制備含Dy預(yù)合金鑄錠；采用快淬方式將預(yù)合金鑄錠重熔，得到淬態(tài)合金帶；以及將合 金帶進行真空熱處理，然后進行冷卻。
[0006] 通過添加Dy元素，減小了晶粒尺寸，提高了剩余磁化強度，同時，提高了矯頑力。
【附圖說明】
[0007] 圖1示出熱處理態(tài)合金HR-TEM照片，其中，（a)是低放大倍數(shù)照片，（b)是高放大 倍數(shù)照片，（c)是（b)中附圖標(biāo)記1、2交界處的傅立葉濾波照片。
[0008] 圖2示出DyxNd11IxFei2Cuci5Nba5B6快淬合金帶經(jīng)700°C熱處理10分鐘后的顯微 組織，其中，（a)中x=0，（b)中x=0. 5，（c)中X=L5，（d)中x=2. 5。
[0009] 圖3a和3b示出DyxNdmxFe8h2Cuci5Nbci5B6熱處理合金的磁性能分布曲線,其中，圖 3a示出矯頑力，圖3b示出剩余磁化強度。
【具體實施方式】
[0010] 以下結(jié)合附圖通過【具體實施方式】來說明本發(fā)明。
[0011] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，因為Dy2Fe14B的形成焓比Nd2Fe14B低，因此，在晶粒形成過 程中，首先形成大量Dy2Fe14B初晶胞，這些初晶胞彌散在基體內(nèi)部，作為Nd2Fe14B晶胞形成 的基點，提商了Nd2Fe14B的形核率和晶粒尺寸的均勻程度，進而起到細化晶粒（減小品粒尺 寸）的作用。如圖1所示，Dy元素的添加對晶界狀態(tài)的影響幾乎可以忽略，因而不會削弱 晶粒間的交換耦合作用，即，利用品粒尺寸減小帶來的交換耦合增強效應(yīng)，實現(xiàn)了剩余磁化 強度的提高。同時，由于Dy2Fe14B晶體的各向異性場遠大于Nd2Fe14B晶體，因此，Dy的添加 有效補償由于交換耦合作用導(dǎo)致的矯頑力損失。因此，在降低晶粒尺寸的同時，實現(xiàn)剩余磁 化強度和矯頑力同時提高。
[0012] 本發(fā)明按照如下步驟來制備快淬NdFeB永磁體。
[0013] (1)采用熔煉方式制備原子名義成分為Dyx(Nd，M)y_x(FeT)1QQ_y_zBz(0. 2彡X彡3， 4 彡y彡 16,5 彡z彡 18)的預(yù)合金鑄錠，其中M為La、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu、GcUTb、Ho、Er、 Tm、Yb、Lu、Y元素中的一種或多種或不添加，T為Cu、Al、Zr、Nb、Ti、Hf、Ga、V、Cr、Co、Mo元 素中的至少一種元素。熔煉時的保護氣體為惰性氣體或氮氣。熔煉可以是真空電弧熔煉或 感應(yīng)熔煉。
[0014] (2)采用快淬方式，在惰性氣體保護環(huán)境中，將預(yù)合金重熔，將合金液噴射或傾倒 在高速旋轉(zhuǎn)的銅基或鑰基輥上（輥的表面線速度為15m/s~40m/s)，得到NdFeB淬態(tài) 合金帶。快淬可以是感應(yīng)重熔快淬法或電弧重熔溢流快淬法。
[0015] (3)將合金帶進行真空熱處理，處理溫度為500°C~800°C，處理時間為5分鐘120 分鐘。熱處理結(jié)束后，采用水淬快冷方式進行冷卻。
[0016] 實施例1
[0017] 采用真空電弧熔煉制備名義成分（原子百分比）為Dytl.SNdlh3Fe8h2Cua5Nba5B6的預(yù) 合金鑄錠，反正面共熔煉四次，熔煉時的保護氣體為氬氣。對預(yù)合金鑄錠表面進行打磨，之 后放入石英管中，在氬氣保護環(huán)境中進行高頻重熔，之后利用管內(nèi)外壓力差將熔液噴射在 高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，輥的表面線速度為28m/s，得到淬態(tài)合金帶。之后對淬態(tài)合金帶進行 600°C~800°C真空熱處理10分鐘，之后水淬快冷，得到納米晶合金帶。
[0018]實施例2
[0019] 采用真空電弧熔煉制備名義成分（原子百分比）為DyhciNdia8Fe81.2Cua5NbQ.5B6的預(yù) 合金鑄錠，反正面共熔煉四次，熔煉時的保護氣體為氬氣。對預(yù)合金鑄錠表面進行打磨，之 后放入石英管中，在氬氣保護環(huán)境中進行高頻重熔，之后利用管內(nèi)外壓力差將熔液噴射在 高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，輥的表面線速度為28m/s，得到淬態(tài)合金帶。之后對淬態(tài)合金帶進行 600°C~800°C真空熱處理10分鐘，之后水淬快冷，得到納米晶合金帶。
[0020] 實施例3
[0021] 采用真空電弧熔煉制備名義成分（原子百分比）為Dy1.Mdia3Fe8h2Cua5Nba5B6的預(yù) 合金鑄錠，反正面共熔煉四次，熔煉時的保護氣體為氬氣。對預(yù)合金鑄錠表面進行打磨，之 后放入石英管中，在氬氣保護環(huán)境中進行高頻重熔，之后利用管內(nèi)外壓力差將熔液噴射在 高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，輥的表面線速度為28m/s，得到淬態(tài)合金帶。之后對淬態(tài)合金帶進行 600°C~800°C真空熱處理10分鐘，之后水淬快冷，得到納米晶合金帶。
[0022] 實施例4
[0023]采用真空電弧熔煉制備名義成分（原子百分比）為Dy2WNc^8Fe8h2Cua5Nba5B6的預(yù) 合金鑄錠，反正面共熔煉四次，熔煉時的保護氣體為氬氣。對預(yù)合金鑄錠表面進行打磨，之 后放入石英管中，在氬氣保護環(huán)境中進行高頻重熔，之后利用管內(nèi)外壓力差將熔液噴射在 高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，輥的表面線速度為28m/s，得到淬態(tài)合金帶。之后對淬態(tài)合金帶進行 600°C~800°C真空熱處理10分鐘，之后水淬快冷，得到納米晶合金帶。
[0024]實施例5
[0025] 采用真空電弧熔煉制備名義成分（原子百分比）為Dy2.5Nd9.3Fe81.2CuQ.5Nb Q.5B6的預(yù) 合金鑄錠，反正面共熔煉四次，熔煉時的保護氣體為氬氣。對預(yù)合金鑄錠表面進行打磨，之 后放入石英管中，在氬氣保護環(huán)境中進行高頻重熔，之后利用管內(nèi)外壓力差將熔液噴射在 高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，輥的表面線速度為28m/s，得到淬態(tài)合金帶。之后對淬態(tài)合金帶進行 600°C~800°C真空熱處理10分鐘，之后水淬快冷，得到納米晶合金帶。
[0026]比較例
[0027]采用真空電弧熔煉制備名義成分（原子百分比）為Nd1UFe8h2Cua5Nba5B6的預(yù)合 金鑄錠，反正面共熔煉四次，熔煉時的保護氣體為氬氣。對預(yù)合金鑄錠表面進行打磨，之后 放入石英管中，在氬氣保護環(huán)境中進行高頻重熔，之后利用管內(nèi)外壓力差將熔液噴射在高 速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，輥的表面線速度為28m/s，得到淬態(tài)合金帶。之后對淬態(tài)合金帶進行 600°C~800°C真空熱處理10分鐘，之后水淬快冷，得到納米晶合金帶。
[0028] 實施例1~5與比較例分別制備了不同Dy含量的NdFeB快淬合金。由圖2可以 看出，隨著Dy含量的增加，晶粒尺寸明顯減小，由Dy含量為0時的40nm~60nm變?yōu)镈y含 量為2. 5時的20nm左右，晶粒細化效果明顯。
[0029] 表1示出不同Dy含量淬態(tài)合金經(jīng)過不同溫度真空熱處理后的矯頑力（單位：）。如 表1所示，隨著Dy含量的增加，矯頑力有了大幅提高，這其中既體現(xiàn)了晶粒細化的作用，也 體現(xiàn)了合金磁晶各向異性場的提1?作用。即，AH總=AH各向異性場+AHg粒細化，其中，0? 5at*%的 Dy可將矯頑力提高25000e左右。從表1可知，700°C條件下，當(dāng)Dy含量從0提高到0. 5at% 時，矯頑力提高了近370006，因此八11晶粒細化~ 3700-2500=120006，提高效果明顯。
[0030] 由圖3b可知，剩磁的變化存在波動。當(dāng)Dy含量小于I.Oat%時，剩磁隨著Dy含量 的增加有所提高，而進一步提高Dy的含量時，剩磁則有所下降。這主要是因為Dy2Fe14B晶 體的飽和磁化強度小于Nd2Fe14B晶體。當(dāng)Dy的含量達到I. 5at%時，雖然晶粒細化效果仍 然存在，但是飽和磁極化強度Js的減小對剩磁的削弱更加強勢，因此，剩磁有一定幅度的下 降。
[0031]表1
[0032]
【主權(quán)項】
1. 一種快渾NdFeB永磁體制備方法，包括： 采用烙煉方式制備含Dy預(yù)合金鑄錠； 采用快渾方式將預(yù)合金鑄錠重烙，得到渾態(tài)合金帶；W及 將合金帶進行真空熱處理，然后進行冷卻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快渾NdFeB永磁體制備方法，其特征在于，在制備含Dy預(yù)合 金鑄錠時，增加Dy含量W使晶粒尺寸減小。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快渾NdFeB永磁體制備方法，其特征在于，預(yù)合金鑄錠的原 子名義成分為Dyx(Nd，M)口(FeT)i〇〇_y_zBz，其中，0. 2《X《3,4《y《16,5《Z《18,M為 13、〔6、？1'、化、5111、611、6(1、化、化、61'、町1、孔、山、￥元素中的一種或多種或不添加，T為化、 A1、Zr、佩、Ti、Hf、Ga、V、Cr、Co、Mo元素中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快渾NdFeB永磁體制備方法，其特征在于，烙煉時使用惰性氣 體或氮氣來保護。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快渾NdFeB永磁體制備方法，其特征在于，使用真空電弧烙煉 或感應(yīng)烙進行烙煉。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快渾NdFeB永磁體制備方法，其特征在于，將預(yù)合金鑄錠重烙 后，將合金液噴射或傾倒銅基或鋼基親上，從而得到渾態(tài)合金帶。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的快渾NdFeB永磁體制備方法，其特征在于，親的表面線速度為 15m/S~40m/s。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快渾NdFeB永磁體制備方法，其特征在于，使用感應(yīng)重烙快渾 法或電弧重烙溢流快渾法進行快渾。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快渾NdFeB永磁體制備方法，其特征在于，熱處理的溫度為 500°C~800°C，時間為5分鐘~120分鐘。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快渾NdFeB永磁體制備方法，其特征在于，Dy的含量不超過 1. 5at%。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種快淬NdFeB永磁體制備方法，包括：采用熔煉方式制備含Dy預(yù)合金鑄錠；采用快淬方式將預(yù)合金鑄錠重熔，得到淬態(tài)合金帶；以及將合金帶進行真空熱處理，然后進行冷卻。通過添加Dy元素，減小了晶粒尺寸，提高了剩余磁化強度，同時，提高了矯頑力。
【IPC分類】H01F7-02, H01F41-02, C22B9-16, C21D1-773, C21D9-52, C22F1-00
【公開號】CN104715915
【申請?zhí)枴緾N201310671082
【發(fā)明人】陳治安, 鈕萼, 蔡道炎, 敖學(xué)如, 饒曉雷, 胡伯平
【申請人】北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月11日