[发明专利]一种具有高矫顽力的钕铁硼磁性材料

权利要求书

1.一种具有高矫顽力的钕铁硼磁性材料，其特征在于，所述具有高矫顽力的钕铁硼磁性材料由主相合金与辅相合金混合配置而成；所述主相合金由下列原料按重量百分比配置而成：铁64.5～68.5％、硼1.0～1.2％、钕30.2～34.3％、钼 0.05～0.4％、镓0.1～0.4％；辅相合金由下列原料按重量百分比配备而成：铁50.8～54.2％、硼0.8～1.2％、钕18.9～21.1％、镨12.8～16.3％、铽8.9～11.1％、钴0.8～1.2％。

2.按照权利要求1或2所述的具有高矫顽力的钕铁硼磁性材料，其特征在于，所述主相合金的原料中，铁、硼与镓的纯度均至少为99.9％，钕与钼的纯度至少为99.8％；所述辅相合金的原料中，铁、硼与钴的纯度至少为99.9％，钕、镨与铽的纯度至少为99.8％。

3.一种具有高矫顽力的钕铁硼磁性材料的生产工艺，其特征在于，所述具有高矫顽力的钕铁硼磁性材料的生产工艺包括如下工艺步骤：

1）对主相合金与辅相合金分别进行配料、冶炼与铸锭工序，得到主相合金铸锭与辅相合金铸锭；

2）对主相合金铸锭进行高温退火工序；

3）对主相合金铸锭与辅相合金铸锭分别进行氢爆工序，得到主相合金粉末与辅相合金粉末；

4）将主相合金粉末与辅相合金粉末按照一定比例混合均匀；

5）对主相合金与辅相合金的混合粉末进行研磨、成型、烧结与热处理工序；

其中主相合金与辅相合金的行配料、冶炼与铸锭工序，以及主相合金铸锭的高温退火工序为：

1.1）按照主相合金与辅相合金的重量百分比取适量原料，将其装入真空感应冶炼炉的坩埚中，其中主相合金的装料顺序依次为钼、硼、铁、钕，并将金属镓放置于冶炼炉的加料斗中；辅相合金的装料顺序依次为硼、铁、钴、铽、钕、镨；

1.2）对冶炼炉进行抽真空处理，并对炉内原料进行预热，完成后向冶炼炉内充入高纯度氩气，使炉内氩气压力相对大气压为－0.5Mpa；将冶炼炉加热功率提升至18～25KW，直至炉内金属全部融化；

1.3）待炉内金属融化后，加入金属镓；以2300至2700℃的温度对冶炼炉内原料进行加热，同时进行充分的电磁搅拌；

1.4）利用漏斗将钢液浇注到冷却厚度为20至32mm的双面水冷钴模中，冷却水温度为15至30℃，水压为4MPa，冷却时间为85至100分钟；

1.5）打开冶炼炉，取出铸锭，将其表面打磨光滑，封装保存；

1.6）将处理后的合金铸锭置于高真空烧结炉内，并对其进行抽真空处理，完成后对烧结炉内合金铸锭进行退火处理，将其加热，升温速度为5℃/min，直至炉内温度达到980至1230℃，并在此温度环境下保温6至8小时；

1.7）使主相合金铸锭随炉冷却50至75分钟，将其取出自然冷却至室温；

所述具有高矫顽力的钕铁硼磁性材料的生产工艺中主相合金铸锭与辅相合金铸锭分别进行氢爆工序为：

2.1）将经过退火处理的主相合金铸锭和辅相合金铸锭分别破碎成小块，使其在能够放入氢爆炉的基础上料块尽可能大，并将其分别置入氢爆炉进行氢爆处理；

2.2）对氢爆炉进行抽真空处理后，完成后向其内部通入高纯度氢气，氢气压力保持在2MPa；

2.3）待氢爆炉内温度开始升高，向炉内喷水以降低炉内温度，使得氢爆炉内温度保持在75至110℃，期间氢爆炉保持旋转；

2.4）上述步骤持续1.2至2.8小时后，停止通入氢气，并抽空，对炉内氢爆料加热，加热温度为520至750℃，加热时间为4.5至6.3小时，使得主相合金与辅相合金铸锭均经氢爆后成为合金粉末；

2.5）待加热结束，采用冷却水冷却炉内粉料，冷却水温度为15至30℃；

所述具有高矫顽力的钕铁硼磁性材料的生产工艺中主相合金粉末与辅相合金粉末混合工序，以及主相合金与辅相合金的混合粉末的研磨、成型、烧结与热处理工序为：

3.1）对主相合金与辅相合金粉末分别进行筛分，筛分出8目以上的粗颗粒，对其采用机械磨机破碎，破碎后将其与细粉混合，利用混料机混合1.5至3小时；

3.2）将混合均匀的主相合金与辅相合金粉末置入气流研磨机进行细磨，研磨机内氧含量控制在15ppm；

3.3）将主相合金粉末与辅合金混合粉末分别制成 3至5μm 的细粉后，按90～98：10～2配比混合，同时加入 1‰重量比的抗氧化剂和润滑剂的混合物后，将其混合1.5至2.5小时；

3.4）采用磁场压机对上述混合物进行垂直模压，成型磁场为1.8特斯拉，成型压力为3MPa，之后采用等静压机，对经过模压处理的混合物进行等静压，得到压制毛坯，等静压力为10MPa；

3.5）将上述压制毛坯在250至370℃的环境下保温55至80分钟，350至470℃的环境下保温55至80分钟，550至670℃的环境下保温140至210分钟；

3.6）将经过上述处理的压制毛坯以1050至1150℃的温度高温烧结，烧结时间为180至300分钟；

3.7）对烧结后的钕铁硼磁性材料进行回火处理,第一级回火为在800～950℃的环境下保温95至120分钟,第二级回火为在450～700℃的环境下保温155至190分钟。