[发明专利]各向异性纳米晶钕铁硼永磁材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁材料的制备方法。

背景技术

热压/热变形工艺是制备高性能，全密度纳米晶稀土永磁材料的重要方法之一。由于具有纳米晶结构，因此具有较好的耐腐蚀性能，抗氧化性好；此外工艺流程短，成本低，在高温下具有良好的塑性变形能力。由于晶粒为纳米晶，具有较高的矫顽力，取向度好等优点。

目前对于热变形取向原理的研究已经逐渐成熟，普遍被接受的主要有两种，晶粒滑移转动和熔融再取向。

在单相各向异性纳米晶永磁材料中没有观察到位错，滑移线等金属材料热变形的组织结构特征，而认为是在热压变形时，在压力作用下造成的晶粒沿取向方向定向长大导致。在热变形过程中，晶界处的富钕相已经熔化，也就是说Nd2Fe14B晶粒浸泡在了富钕相的溶液中，并受到一个压应力的作用。由于晶粒具有应变能的各向异性，晶粒c轴与压力方向平行的晶粒应变能低，而晶粒c轴与压力方向成一定角度的晶粒应变能高，而应变能高的晶粒在温度和压应力的作用下是不稳定的，会溶解于富钕的晶界溶液中。富钕的液相相对2∶14∶1的固相饱和度增加，形成一个浓度梯度，经过液相扩散作用，使得应变能低的晶粒长大，长大的择优方向即是晶粒的c轴方向并与压力方向平行，最终导致c轴与压力方向平行的晶粒沿基平面长大成片。

由于双合金技术引入烧结钕铁硼磁铁中，实验结果表明，双合金技术是一种有效的方法来生产高性能磁体。这种技术可以很容易地控制化学成分在晶界的分布和获得一系列高性能的磁体。类似的方法也用来生产各向异性热变形磁体。主要是利用富稀土的单相快淬磁粉和贫稀土的快淬磁粉混合制备各向异性纳米晶复合磁体。Don.Lee，Kwon，Hadjipanayis等科研工作者利用富稀土相快淬磁粉同贫稀土相的快淬磁粉，铁粉或者铁钴粉末混合后制备各向异性纳米晶复合磁体发现，富稀土区域能形成很好的织构，然后贫稀土部分仍然维持着各向同性的性质。其中Don.Lee等人利用直流溅射的方法在富稀土快淬磁粉上镀上Fe-Co粉末获得了高达55MGOe的各向异性纳米晶磁体。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种高性能各向异性纳米晶钕铁硼永磁材料的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种各向异性纳米晶钕铁硼永磁材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

①将具有矫顽力Hcj≥18kOe的纳米晶粉末和具有剩余磁化强度Br≥0.80T的纳米晶粉末按照纳米晶磁粉所占总质量比例范围为10％～90％混合均匀；

②将混合均匀的粉末进行热压制备为各向同性磁体；

③将各向同性磁体进行热变形制备为各向异性纳米晶磁体。

作为优选，步骤①中所述的纳米晶磁粉与纳米晶磁粉混合通过混料机中混合均匀。

进一步，步骤②的制备过程如下：

将混合均匀的粉末放入热压模具中，将热压模具放入真空感应热压机内，并抽真空到高于9×10^-2Pa，在热压过程中，热压温度在500～850℃，室温到最高温升温时间为5～10分钟，压制及保温时间为1～3分钟。

进一步，步骤②中热压过程中真空度高于9×10^-2Pa。

进一步，步骤③的制备过程如下：

将各向同性磁体放入模具中进行热变形，在热变形过程中，预先抽真空到高于9×10^-2Pa，后充入Ar到1-1.2×10²Pa作为保护气体，热变形温度在700～850℃，室温到最高温升温时间为5～10分钟，变性完成后保温时间在10～30s。从最高温降到室温所需时间为20～30分钟。

作为优选，步骤①中所述的纳米晶粉末为快淬磁粉或HDDR磁粉。

作为优选，步骤①中所述的的纳米晶粉末为快淬磁粉或HDDR磁粉。

与现有技术相比，本发明的优点在于：利用双合金工艺制备通过固相反应和晶界扩散的作用，在不发生晶粒过分长大的情况下，制得各向异性的高性能纳米晶块体钕铁硼永磁材料。得到的磁体具有光滑的退磁曲线，由于粉末颗粒的尺寸远远大于晶粒的尺寸，说明磁体内部晶粒分布均匀。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。