[发明专利]纳米铝粉晶界改性制备高矫顽力、高耐蚀性磁体方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米铝粉晶界改性制备高矫顽力、高耐蚀性磁体方法。

背景技术

稀土钕铁硼系永磁材料是当今和今后相当长一段时间内最重要的永磁材料，它的出现开辟了稀土永磁领域的新开端。稀土钕铁硼永磁体是当代磁性最强的永磁体，它不仅具有高磁能积、高性价比等优异特性，而且容易加工成各种尺寸。现已广泛应用于航空、航天、微波通讯技术、电子、电声、机电、计算技术、自动化技术、汽车工业、石油化工、磁分离技术、仪器仪表、磁医疗技术及其他需用永久磁场的装置和设备中。

钕铁硼系永磁材料的主要技术性能指标是剩磁B_r、矫顽力H_c(内禀矫顽力H_cj和磁感矫顽力H_cb)、磁能积(BH)_max和居里温度T_c。H_cj的极限值是磁晶各向异性场H_A，它取决于材料的磁晶各向异性常数K₁和K₂。Nd₂Fe₁₄B化合物的各向异性场，即矫顽力的理论极限值为80kOe，然而烧结钕铁硼合金实际矫顽力仅是其理论值的1/3-1/30，因而提高烧结钕铁硼磁体的矫顽力还大有潜力可挖。矫顽力的减少主要是由于晶粒结构缺陷和晶粒相互作用(包括晶粒之间的相对取向)造成的。目前普遍认为，钕铁硼永磁合金的矫顽力机制与温度有关，室温及其以上温度时成核机制控制矫顽力，较高温度时钉扎机制控制矫顽力。大量实验结果表明：烧结NdFeB磁体显微结构的不理想是造成矫顽力比其理论值低的主要原因，矫顽力是一个结构敏感参数。

大家普遍认同，具有高矫顽力烧结钕铁硼材料的显微组织结构模型应是：厚度均匀的晶界相包裹着Nd₂Fe₁₄B晶粒，Nd₂Fe₁₄B晶粒细小、分布均匀，晶粒形状规则呈球形，Nd₂Fe₁₄B晶粒取向高度一致，Nd₂Fe₁₄B晶粒的化学成分与结构均匀一致。双合金法是将主相与晶界相合金分别冶炼，主相合金成分接近Nd₂Fe₁₄B正分比例，晶界相合金是富稀土的，两种合金分别破碎，按一定的比例配比，然后经过磁场取向压制成型，最后经过烧结回火工艺制备成烧结钕铁硼磁体。利用双合金法是提高磁体矫顽力的有效途径，它既降低晶界相在主相中的析出，又可减少其在晶界交隅处的团聚，使主相与晶界相的成分更合理，可获得较高的H_cj。因此我们可以利用此原理提高钕铁硼永磁体性能。

本发明提供了一种新的方法利用双合金工艺，添加纳米粉提高烧结钕铁硼的矫顽力和耐蚀性。通过添加纳米铝粉于晶界相中，并通过添加润滑剂、抗氧化剂，使混有纳米铝粉的非磁性晶界相均匀分散于主相Nd₂Fe₁₄B晶粒表面层，由于铝熔点较低，耐腐蚀性好，起到了阻润滑晶界的作用，同时抑制了硬磁性相之间的交换耦合作用，改善了微观结构，从而提高了磁体的矫顽力，而且高耐腐性的铝改性了易腐蚀的富钕相，进而提高了磁体的耐蚀性。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米铝粉晶界改性制备高矫顽力、高耐蚀性磁体方法。

它的步骤为：

1)主相合金采用铸造工艺制成钕铁硼铸锭合金或用速凝薄片工艺制成钕铁硼速凝薄片，通过氢爆法或者破碎机将主相合金破碎，破碎后经气流磨磨料，制得平均颗粒直径为2-10μm的主相合金粉末；

2)晶界相合金采用铸造工艺制成铸锭合金或速凝薄片工艺制成速凝薄片或快淬工艺制成快淬带，通过氢爆法或者破碎机将晶界相合金破碎，破碎后经气流磨磨料，制得平均颗粒直径为2-10μm的晶界相合金粉末；

3)在100重量份的晶界相合金粉末中加入2-20重量份的纳米铝、1-10重量份的抗氧化剂，在混料机中均匀混和得到纳米铝改性的晶界相合金粉末；

4)将纳米铝改性的晶界相合金粉末与主相合金粉末、汽油在混料机中均匀混合成混合粉末，其中纳米铝改性的晶界相合金粉末重量占总重量的1-20％，汽油占总重量的0.5-5％；

5)混合粉末在1.2-2.0T的磁场中压制成型坯件；

6)将型坯件放入高真空烧结炉内，在1050-1125℃烧结2-4h，再经过500-650℃热处理回火2-4h，制得烧结磁体。