[发明专利]一种Nd-Fe-B系稀土永磁合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土永磁材料的技术领域，特别是提供一种Nd-Fe-B系稀土永磁合金的制备方法。

背景技术

永磁材料作为现代工业与科学技术中应用最为广泛的一种功能材料，主要包括铝镍钴永磁材料、铁氧体永磁材料、稀土永磁材料和其他的永磁材料等。其中稀土类永磁材料是稀土金属和过渡金属形成的合金经过一定的工艺制成，是目前综合性能最好的一类永磁材料。

而烧结钕铁硼永磁材料作为稀土永磁材料的代表，是以钕（Nd）、铁（Fe）、硼（B）为基本原料，根据需要添加少量其他合金元素，应用粉末冶金技术制造的一种铁基永磁材料。由于其主要是由铁和价格相对低廉、资源相对丰富的钕、硼三种元素组合而成，可相对廉价制备得到，同时还具有非常优异的磁性能，具有极高的性价比，因此被广泛使用于电子设备、复合动力汽车用马达及发电机等各个领域。

然而现有的烧结钕铁硼永磁材料也存在一定的问题，首先是其居里温度比较低，通常小于300℃，这使得它的工作使用温度受到极大的限制，从而在很大程度上制约了其更为广泛的应用；再者其是典型的硬脆材料，加工性能较差，常常由于需要将产品加工成特定形状而导致材料的破坏和磁性能的恶化。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种新型的Nd-Fe-B系稀土永磁烧结材料，本发明通过适当的合金元素选取及最佳的添加量，以及与之相匹配的制备工艺，获得了性能优异的烧结钕铁硼永磁材料。

本发明中的Nd-Fe-B系稀土永磁合金的具体制备方法如下：

一）双合金备料：合金一由元素Nd、Fe、B、Al、Co、Nb、Zr、Cu所组成，合金二由元素Dy、Fe、B、Al、Co、Nb、Zr、Cu所组成，其中除稀土元素外，其余元素的含量与所述Nd-Fe-B系稀土永磁合金相同，以满足Nd-Fe-B系稀土永磁合金的组分为条件调配合金一和合金二的比例，所Nd-Fe-B系稀土永磁合金的组分为：以原子百分含量计，Nd15.0-18.0、B5.0-6.0、Al0.2-0.3、Co7.0-10.0、Nb0.5-0.8、Zr0.1-0.3、Cu0.2-0.4、Dy3.0-5.0，余量为Fe和不可避免的杂质。

二）合金一粉末的制备：

1）熔炼，将配备好的合金一原料放入真空感应熔炼炉中，将熔炼炉抽真空至15-20Pa并加温熔炼直至温度升温至1000-1050℃时开始充入氩气至压强为0.1-0.3MPa，随后升温至1200-1250℃精炼5-10分钟，保温静置1-2分钟；

2）浇注，采用甩带浇注的方法，冷却辊直径为500mm，控制冷却速度在2.7m/s-3m/s，得到厚度为0.2-0.4mm的铸片；

3）机械破碎，将铸片通过机械破碎得到粒径为100-200μm的粗粉；

4）氢爆，在氢气流量为1-2L/min的条件下将机械破碎得到的粗粉加热到800-820℃，保温5-10min后，增大氢气流量至3-4L/min并保持，吸氢2-3h，随后排氢并充入氩气，在氩气压力达到0.8-1MPa时开始抽真空脱氢，至真空度2-4Pa时，脱氢结束；

5）磨碎，采用气流磨磨碎，具体是添加0.12-0.15wt%的硬脂酸锌，在氮气气氛中破碎至平均粒径为5-10μm，得到细粉。

三）合金二粉末的制备：

1）熔炼，将配备好的合金二原料放入真空感应熔炼炉中，将熔炼炉抽真空至15-20Pa并加温熔炼直至温度升温至1200-1250℃时开始充入氩气至压强为0.3-0.5MPa，随后升温至1400-1450℃精炼3-5分钟，保温静置0.5-1分钟；

2）浇注，采用甩带浇注的方法，冷却辊直径为500mm，控制冷却速度在2.7m/s-3m/s，得到厚度为0.2-0.4mm的铸片；

3）机械破碎，将铸片通过机械破碎得到粒径为100-200μm的粗粉；

4）氢爆，在氢气流量为1-2L/min的条件下将机械破碎得到的粗粉加热到820-850℃，保温5-10min后，增大氢气流量至3-4L/min并保持，吸氢4-5h，随后排氢并充入氩气，在氩气压力达到0.8-1MPa时开始抽真空脱氢，至真空度2-4Pa时，脱氢结束；

5）再吸氢处理，在室温条件下再次以3-5L/min的流量通入氢气，并保持0.5-1h；

6）磨碎，采用气流磨磨碎，具体是添加0.08-0.1wt%的硬脂酸锌，在氩气气氛中破碎至平均粒径为1-3μm，得到细粉。

四）双合金混合：将磨碎好的细粉在氩气气氛下混合均匀。