高熱導率的稀土鐵系R-Fe-B 磁體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及稀土永磁材料制造領(lǐng)域，特別是涉及一種高熱導率的稀土鐵系R-Fe-B 磁體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著清潔能源問題的凸顯，各行各業(yè)節(jié)能降耗的需求越來越迫切，應用產(chǎn) 業(yè)正在向集成、智能和小型化等方面發(fā)張。而在制造磁功能材料的永磁材料中，稀土鐵系 R-Fe-B磁體具有最大磁能積，正得到了迅速發(fā)展，高性能的R-Fe-B系燒結(jié)磁體的使用量 快速的增加。稀土鐵系R-Fe-B系燒結(jié)磁體的應用領(lǐng)域不斷的擴展，特別是在工業(yè)電機、電 動汽車和風力發(fā)電機等領(lǐng)域。但是R-Fe-B系燒結(jié)磁體的熱導率低，磁性能的溫度穩(wěn)定性 差，可使用這種磁體的環(huán)境溫度、能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的熱能尤其是應用于電機類中存在渦流的 熱能等，都使得磁體的溫度產(chǎn)生較大的變化，而導致磁性能變化的問題。因此就要求提高 R-Fe-B系燒結(jié)磁體的熱導率，使產(chǎn)生的熱量快速傳出，保證磁體溫度變化小就顯得特別重 要。
[0003] 目前研究及生產(chǎn)方向主要是兩個大方面：一是磁路設計并包括磁體的設計；二是 改善磁體本身的微觀結(jié)構(gòu)和化學組成。磁路補償使得磁路設計復雜，裝備的質(zhì)量和成本增 加；磁體成分調(diào)整是加入重稀土及重稀土化合物，它導致磁能積磁能積下降的同時，成本也 增加很多，特別是磁體使用量大的裝備。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種能夠具有高熱導率稀土鐵系R-Fe-B磁體及其制備方 法。
[0005] 本發(fā)明的高熱導率的稀土鐵系R-Fe-B磁體，其為由多層磁粉層和高熱導率材料 構(gòu)成的復合結(jié)構(gòu)，所述多層磁粉層的層層之間層壓有高熱導率材料，所述高熱導率材料在 相鄰的磁粉層之間呈規(guī)則或不規(guī)則的分布。
[0006] 上述所述高熱導率材料在相鄰的磁粉層之間呈帶狀或網(wǎng)狀或平鋪面狀均布形成 微粉層。
[0007] 上述所述微粉層厚度4-8 μ m，磁粉層厚度2_5mm。
[0008] 上述所述微粉平均粒徑0· 1-2 μ m，磁粉平均粒徑1-5 μ m。
[0009] 本發(fā)明所述高熱導率的稀土鐵系R-Fe-B磁體的制備方法，包括稀土鐵系R-Fe-B 磁體的磁粉制備、壓坯的制備和燒結(jié)，所述壓坯的制備中包括將稀土鐵系R-Fe-B磁體的磁 粉和高熱導率材料的微粉分層交替充填入模腔，然后再進行取向成型。
[0010] 上述所述高熱導率材料的微粉是采用惰性氣體通過扁形或多口扁形口的噴槍噴 入到稀土鐵系R-Fe-B磁體的磁粉表面上。
[0011] 上述所述將稀土鐵系R-Fe-B磁體的磁粉和高熱導率材料的微粉分層交替充填入 模腔，是先向模腔中裝入磁粉，再向該磁粉層的表面裝入高熱導率材料的微粉，如此往復地 裝料完畢后，再進行取向成型。
[0012] 本發(fā)明的一種尚熱導率稀土鐵系R-Fe-B磁體，是在稀土鐵系的R-Fe-B磁體的 磁粉成型時，將磁粉層與高熱導率材料（即高熱導率材料）的微粉層交替的添加，從而完成 入模腔裝料的充填，形成有類似微散熱片的復合結(jié)構(gòu)的壓坯，壓坯的主結(jié)構(gòu)層為磁粉層；所 述類似微散熱片層為高熱導率的高熱導率材料，所述高熱導率材料為具有高導熱率的金屬 或金屬合金，所述金屬可以為Cu、Al、Ca、Be、Ag、Au等。
[0013] 本發(fā)明所述高熱導率稀土鐵系R-Fe-B磁體的制備方法中，所述高熱導率材料類 似于微散熱片層，其可由惰性氣體通過扁形或多口扁形口的噴槍噴入，所述惰性氣體可以 為常用的氮氣、氦氣、氖氣、氬氣等；所述高熱導率材料在充填時也可通過其他可采用的常 用方式如磁控濺射等。
[0014] 本發(fā)明能夠在保持優(yōu)異磁性能的前提下，具有磁粉層與高熱導率材料的微粉層的 復合結(jié)構(gòu)，且高熱導率材料的微粉層可以在取向、壓制或非壓的任一方向是容易實現(xiàn)的，磁 體產(chǎn)品設計時，可使高熱導率層與最大傳熱面垂直，從而獲得高熱導率的磁體的最佳效果， 最大限度地減小磁體發(fā)熱導致的磁性能下降。
[0015] 本發(fā)明在基本不改變剩磁、矯頑力及其它磁特性的情況下，就可以獲得高熱導率 的高性能磁體。特別是應用到如：電機類等大體積的磁體產(chǎn)品，尤其是中大功率高速旋轉(zhuǎn)電 機上，磁體的熱量能快速傳出，再通過電機的冷卻系統(tǒng)，使磁體的溫升減小，從而提高磁體 磁性能的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明高熱導率的稀土鐵系R-Fe-B磁體的復合結(jié)構(gòu)模型示意圖； 圖2為高熱導率材料微粉層呈帶狀均布時的截面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為高熱導率材料微粉層呈平鋪面狀均布時的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖中：1、磁粉層；2、高熱導率材料微粉層。
【具體實施方式】
[0018] 下述實施例是對于本
【發(fā)明內(nèi)容】
的進一步說明以作為對本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的闡釋，但 本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容并不僅限于下述實施例所述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以且應當知曉任 何基于本發(fā)明實質(zhì)精神的簡單變化或替換均應屬于本發(fā)明所要求的保護范圍。
[0019] 本發(fā)明下述實施例所用原料磁體以釹鐵硼速凝薄片的氫碎料為例，但明顯本發(fā)明 并不限于此。38H1釹鐵硼速凝薄片氫碎料為例配方：Nd24. ?y7. OBI. 0A10.1 Col. 2CuO. IG a0.2Zr0.2Fe64.6 (質(zhì)量百分比)。需要指出的是，釹鐵硼速凝薄片配方中雖然本已含有高 熱導率材料如Cu和Al等，但由于其中有低熱導率的富稀土相（熱導率如：NdO. 165W. (m. °C )VDyO. 107W. (m. °C ) 1等）隔斷，不能形成連續(xù)的通道，所以磁體熱導率還是很低，對提高 磁體的熱導率基本沒有作用（如對比例1);而本發(fā)明采用磁體的磁粉和高熱導率材料的微 粉分層交替充填，可使充填的高熱導率材料形成連續(xù)的熱導通道，可使高熱導率層與最大 傳熱面垂直，從而獲得高熱導率的磁體的最佳效果，最大限度地減小磁體發(fā)熱導致的磁性 能下降。
[0020] 對比例 a、采用 38H1 配方：Nd24. OBL OAKX ICoL 2CuO. IGaO. 2ZrO. 2Fe64. 6 (質(zhì)量百分含 量）的成分，熔煉釹鐵硼速凝薄片，采用氫破碎加氣流磨制粉工藝，制成平均粒徑2. 8 μπι的 原料粉末待用。
[0021] b、加料入成型壓機的裝料斗，做36*42*25 (取向尺寸，單位mm)方塊規(guī)格的坯料， 整過加料過程不加高熱導率材料層，做純粉坯料，在磁場強度為2. OT磁場中取向并壓制成 型，得到初壓坯料。
[0022] c、接著將壓坯等靜壓后，置入真空燒結(jié)爐內(nèi)，進行1080°C X4hr的燒結(jié)固溶后 風冷，再進行900 °C X 2hr和480 °C X 5hr的回火處理；即獲得燒結(jié)磁體。所制備的磁體 測得的平均各項磁性能指標，以及沿高熱導率層的方向測量磁體的熱導率，見表1。
[0023] 實施例1 a、采用 38H1 配方：Nd24. OBL OAKX ICoL 2CuO. IGaO. 2ZrO. 2Fe64. 6(質(zhì)量百分比） 的熔煉釹鐵硼速凝薄片，采用氫破碎加氣流磨制粉工藝，制成平均粒徑2. 8 μ m的原料微粉 待用。
[0024] b、加料