[发明专利]高磁能积钕镨永磁合金及其工艺

说明书

本发明公开的是一种钕镨永磁材料及其制造与包装工艺。

第三代稀土永磁材料出现之前，人们使用的磁体主要是由钐和钴组成的化合物，但是钐与钴的高价格限制了它们的大量应用。1983年11月在美国召开的29届磁学及磁性材料会议上，日本住友公司的佐川真人宣布新一代磁体-“钕镨硼”问世，它不仅具有惊人的优异性能，创纪录的高磁能积，更重要的是它实现了人们长期梦寐以求的愿望，即以“铁”代替战略物资“钴”，同时用储量丰富的钕代替资源稀少的钐，以不受资源限制而得以扩大生产和推广使用。但是，为了得到单纯的钕，需要多次萃取，并造成稀土矿石萃取出的其它元素积压得不到应用，因而使钕的价格较高。降低钕-铁-硼永磁体的成本，将是提高其竞争力的主要途径。1984年4月，在汉堡召开的国际磁学会议上，佐川在题为“稀土-铁-硼四方系化合物为基的永磁材料”的特邀报告中指出，在钕铁硼新磁体中的“钕”可以部分或全部地为其它元素所代替，这启发人们去开发富钕混合稀土-铁-硼永磁材料，以简化稀土元素的萃取工艺，从而降低成本。而我国是世界上稀土元素储量最丰富的国家，急需根据我国资源的特点提出新的永磁合金及其工艺，为我国的社会主义建设做贡献。

本发明的目的是提出一种符合我国稀土资源特点的钕镨-铁-硼永磁合金及其制造与包装工艺。

本发明的目的是这样实现的：在轻稀土矿物中经萃取镧和铈以后，用剩余的钕镨混合物与工业纯铁、工业硼铁按下列成份比在真空感应炉中熔炼成合金锭。

将冶炼好的合金锭去除氧化皮后，进行粗粉碎，再球磨成粉，真空下干燥后就成为钕镨-铁硼磁粉成品。

将磁粉在磁场下初成型，再将毛坯放入防水胶套内进行等静压，等静压后的毛坯修整后，在真空下烧结，在氩气保护下后烧，再切割成需要的尺寸，并进行脉冲充磁，测定磁特性，就成为永磁器件。

对于磁粉成品需单独出厂，应进行抽真空和充氩的特殊包装，以避免氧化影响性能。本工艺是以牛皮纸袋和铁桶包装磁粉，在真空感应炉中，以现有三级泵抽真空，并在炉中充氩。

本发明的优点在于：

①、充分利用我国资源。钕镨混合物直接来源于我国江西矿，经萃取镧、铈后的剩余物，不需调整配比，节省了工艺过程，降低成本三分之二，并使资源得到综合利用。

②、冶炼出的合金性能与高性能的钕-铁-硼合金相当，最高磁能积可达35MGOe，能够满足各领域的需要。

③、对于磁器件采用了“后烧”工艺，使性能明显提高，jHc可提高2000Oe以上。

④、对磁粉成品采用了特殊包装工艺，它操作简便，不需进口高性能的抽真空机械，以现有设备改造，满足了生产要求，投资小，成本低。

本发明的细节，结合实施例做进一步介绍：

图1是稀土元素萃取工艺示意图。

图2是真空充氩包装的示意图。

其中：1、气体压缩机;2、氩气瓶;3、压力表;4、真空感应炉;5、装磁粉的铁桶;6、机械泵;7、扩散泵;8、罗茨泵;9、真空表;10、铁桶上的通气管孔。

钕镨-铁-硼永磁合金的制造工艺采用的是粉末冶金技术，它包括：备料→熔炼→除氧化皮→粗粉碎→球磨成粉→真空干燥→

磁粉成品→真空充氩包装。

→磁场下初成型→等静压→

烧结→后烧→磨加工→脉冲充磁→性能测量→磁器件。

1、备料

①钕镨混合物是稀土矿萃取镧、铈后的剩余物，含稀土元素总量高于98.5%的合金粉，其中钕含量75～78%，镨含量7～10%，

②工业纯铁，含铁大于99%;

③工业硼铁，含硼量为24%，余为铁;

熔炼前将上述原料去除氧化物和油污，然后，按钕镨混合物35%;铁50%;硼0.9%;其它稀土含量14%;余为非稀土杂质的最佳比例配料。

2、冶炼

合金冶炼在真空感应炉中进行，使用氧化铝坩埚，将原材料一次装入坩埚内，铁在下部，硼铁在中部，钕镨混合金属在上部。为防止稀土氧化，先抽真空至10^-3mmHg，然后充入氩气洗炉，再抽至10^-3mmHg，此时小功率送电加热，由于炉料放气使真空度降低，待真空度重新升至10^-3mmHg时充入氩气保护，并大功率送电，快速熔化，精炼三分钟，在水冷钢锭模中快冷，三十分钟后，打开炉盖，钢模移至炉外，取出合金锭。

3、粉碎及制粉