[发明专利]阶梯式热挤压制备富Nd相Nd2Fe14B/α-Fe永磁体装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备Nd2Fe14B/α-Fe永磁体装置及方法。

背景技术

纳米晶复相稀土永磁材料是一种新型的永磁体，具有高剩磁、高磁能积和相对高的矫顽力以及低的稀土含量和较好的化学稳定性，是一种有广泛应用前景的廉价稀土永磁材料。纳米复相稀土永磁材料以其较高的综合磁性能，成为各国学者研究的热点。纳米晶稀土永磁与传统永磁不同，随着晶粒尺寸的减小，比表面积增大，晶间交换耦合作用显著增强，在传统永磁中可以合理忽略的晶间交换耦合作用，而在纳米晶稀土永磁中显得十分重要。近几年来，如何提高纳米复相稀土永磁材料的综合磁性能，已经成为各国学者研究的热点。其中研究的重点仍然放在磁性粉末上，而对于制备大块致密的两相耦合磁体研究较少。

目前关于致密高性能磁体的制造方法主要是热压变形和粘接磁体。热压变形主要是采用热镦粗的原理对磁粉进行热变形从而获得致密且高性能的永磁体。热压的变形量有限，所以磁粉在变形中的变形量不大。并且热压采用的模具材料非常昂贵，从而使制备成本高。粘接方法是利用粘接性将磁粉粘接在一起，从而制备磁体材料。但是粘接永磁体由于粘接剂的存在，而导致磁体的致密度不高，从而影响其磁性能。而且纳米耦合磁体由于两相的交互耦合作用才使其磁性能大大提高。所以纳米耦合磁体的两相晶粒尺寸不能太大，一般都小于100nm。纳米耦合磁体由于晶粒尺寸受到严格限制，所以一般不进行烧结。制备致密且磁性能高的纳米晶复相永磁体对磁性材料的发展非常重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种阶梯式热挤压制备富Nd相Nd2Fe14B/α-Fe永磁体装置及方法，以解决制备大块纳米复相磁体的技术瓶颈问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述装置包括上模板、垫板、冲头固定套、挤压冲头、挤压凹模套、电阻丝、下模板、一级挤压凹模、二级挤压凹模和加热套，上模板的下端面与垫板的上端面固接，挤压冲头的一端装在冲头固定套内且与垫板的下端面连接，垫板、冲头固定套及挤压冲头的端头均装在加热套，加热套的上端面与上模板固接，挤压凹模套内设有一级挤压凹模且二者均与下模板连接，一级挤压凹模为圆台形，一级挤压凹模的大直径端沿径向开有与二级挤压凹模相匹配的第一圆形沉孔，一级挤压凹模的沿中心轴线开有与第一圆形沉孔相连通且与永磁体相对应的阶梯圆孔，二级挤压凹模为圆柱体，二级挤压凹模的底端面开有第二圆形沉孔，二级挤压凹模的上端面开有与阶梯圆孔连通的第一通孔且阶梯圆孔与通孔构成二级阶梯圆孔，二级挤压凹模装在第一圆形沉孔，挤压冲头的另一端设在阶梯圆孔的上部，下模板开有与第二圆形沉孔相对应的第二通孔，挤压凹模套设有电阻丝。

本发明具有以下有益效果：本发明采用阶梯热挤压方法来制备大块致密的纳米晶复相耦合磁体。首先，在材料配比上，选择富Nd相的Nd2Fe14B和α-Fe混合，在热挤压过程中，富Nd相充当润滑剂，减少了挤压后裂纹的出现，有利于获得致密磁体。同时采用的热挤压方法使得磁体在致密同时伴随晶化，有效控制磁体晶粒尺寸的长大，能够获得晶粒尺寸小于100nm的致密磁体，使软硬磁性相更好的耦合；在成形方法上，将传统的挤压方法应用到纳米复相耦合磁性材料上来，不仅能够使磁体致密，而且制备装置结构简单；

本发明方法具有工艺简捷、成本低、易操作等优点。利用该装置及方法制备的Nd2Fe14B/α-Fe永磁体变形量大，晶粒组织细小，磁性能高。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构主视图。

具体实施方式