[发明专利]一种亚微米级NdFeB合金粉的生产方法

说明书

本发明提供了一种亚微米级NdFeB合金粉的生产方法，在依次连通的高温蒸发器、粒子形成器、粉末收集器组成的系统中进行，具体步骤为：将Nd原料、Fe原料和Fe80B20合金粉末原料通过加料口加入到高温蒸发器内的坩埚中，检验设备的气密性合格后，用氩气置换系统内的空气，点燃等离子枪，将Nd原料、Fe原料和Fe80B20合金粉末原料加热至熔化和蒸气状态，调节氩气的气流量，将Nd、Fe、B混合蒸气带入粒子形成器中，Nd、Fe、B混合蒸气经过冷却、相互碰撞、长大最终冷凝下来，最后在粉末收集器被收集；该方法生产的亚微米级NdFeB合金粉，具有晶粒细小，烧结温度低、氧含量低、完全球型、粒径均匀、合金成分分布均匀的特点，最大的特点是可以规模化生产亚微米级的NdFeB合金粉。

技术领域

本发明涉及NdFeB永磁材料原材料生产技术领域，具体是一种亚微米级NdFeB合金粉的生产方法。

背景技术

NdFeB永磁材料自1983年被发现之后，生产工艺不断地发展和更新。对于烧结NdFeB的原料粉末，粉末粒度对于磁体的最终性能有着很大影响，初始粉末粒径越小，烧结驱动力越大，在烧结过程中更容易取得高致密性的磁体，同时，显微组织结构对最终磁体的磁性能也有很大影响。另外，NdFeB晶粒的单畴临界尺寸约为0.26μm，因此当初始粉末的粒度接近这一数值时，能更有利于在烧结过程中形成单畴粒子，进一步提高磁体的性能。而目前，烧结NdFeB的原料粉末主要是通过粉末冶金法中的氢碎法所制得，其粉末粒径在3～5μm之间，且成分不均匀，很难达到NdFeB晶粒的单畴临界尺寸，烧结成的NdFeB永磁材料磁性能较低。因此，需要寻求一种生产粒度更小、成分更均匀的烧结NdFeB的原料粉末。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种亚微米级NdFeB合金粉的生产方法，高温下将Nd原料、Fe原料和Fe80B20合金粉末原料融化、蒸发并冷凝后得到粒径细小、成分均匀的亚微米NdFeB合金粉。

本发明的技术方案是：一种亚微米级NdFeB合金粉的生产方法，其特征在于，在依次连接的高温蒸发器、粒子形成器、粉末收集器组成的系统中进行，具体步骤如下：

(1)将纯度大于99.9％的Nd原料、纯度大于99.9％的Fe原料和Fe80B20合金粉末原料通过加料口加入到高温蒸发器中的坩埚内，各原料的加入比例为NdFeB中Nd、Fe、B的质量比，将系统密封并检查系统气密性后，对反应系统进行抽真空；然后开启设置在高温蒸发器底部的氩气阀，对反应系统内部充入氩气，使反应器内部充满氩气且系统内部压力维持在75-85kPa，此处系统的压力大小根据各金属饱和蒸气压不同而进行调整，降低系统的压力，会降低Nd、Fe、B的饱和蒸气压，有利于Nd、Fe、B的蒸发，使所制备的合金粉组分更加的均匀；

(2)开启设置于高温蒸发器顶部的等离子枪，以产生的等离子转移弧作为加热源对原料进行加热融化，在低功率下，设置初始电流为350-400A，电压为50-70V，通过4个小时的时间平稳将电流提升至650-750A，电压提升至70-90V，将原料加热互溶为NdFeB合金液；再经过了一定的保温时间后，等离子枪的功率已经达到能够形成合金蒸气的大小，NdFeB合金液开始蒸发并随氩气流蒸发至粒子形成器；等离子也可为温度更高的转移弧，可提供更高的加热功率；其中，在融化过程中，由于Nd、Fe、B的沸点较高，通过降低合金的沸点来保护坩埚，避免由于温度过高导致坩埚被融穿；