[发明专利]钕铁硼永磁铁的制造方法

说明书

本发明涉及一种永磁铁的制造方法，主要是通过制取Nd-Fe-B合金粉末，然后经过粉末退火，压型或热压，热模镦或热轧工序制造Nd-Fe-B永磁铁成品的方法。

Nd-Fe-B永磁铁的制造方法，除众所周知的日本住友特殊金属公司发明的铸锭粉碎、粉末压型、烧结成磁铁的一系列复杂工序组成的工艺方法之外，尚有美国通用公司(GM)专利U.S.4792367，1988年和U.S.4844754，1989年公布的通过快速凝固方法制取Nd-Fe-B合金鳞片，然后经过粉碎获得片状粉末，将此一定粒度的片状粉末再行退火压型、一次热压成型或热压预成型后再热模镦制得Nd-Fe-B永磁铁成品的方法，后一种方法虽较前一种方法在工艺上得以简化，但鳞片状粉末在压型过程中需较大的压力才能使磁粉达到所需的密度，并且经常在压型后成品磁铁上出现微细裂纹，导致磁铁碎裂，严重地制约着成品率和产量的提高，1990年7月11日中国专利CN1043649A公开的以复合雾化法制备钕铁硼球形非晶微晶粉末的工艺，其制粉方法为分股式气流冲击破碎合金液流，然后以金属圆盘再进行破碎冷却处理，制成钕铁硼球形非晶微晶粉末。

本发明的目的是为了克服上述已有技术中喷吹合金的气流必需分为两股，而后还需经过金属圆盘再进行破碎冷却处理的复杂过程以及在压型过程中需压力大，且磁铁出现裂纹之缺点，提供一种制得的磁铁磁性与现有技术相当，而固化过程简单、压型时需较小的压力磁铁密度即可很高、无裂纹产生，更为简化的Nd-Fe-B永磁铁的制造方法。

本发明的目的是这样实现的，将按Nd10.7-15 Fe77-84 B5.3-8(原子比)配入的合金原材料置于熔炼炉中，氩气保护下熔炼，精炼后合金钢水温度达雾化制粉温度1440～1510℃时，将钢水连续均匀地注入中间包，并保证在雾化制粉过程中，中间包中钢水有恒定的高度，即固定的数量，依靠此固定数量钢水的静压力钢水从中间包底部的漏眼连续均匀自动地流出，形成钢流，同时从设置在钢流周围的喷嘴中喷出的惰性气体形成环状气流，喷吹钢流雾化形成颗粒，随后急冷凝固，获得球形非晶或微晶Nd-Fe-B合金粉末。环状气流喷吹的方向与钢流呈40-60°夹角，环状气流的压力控制在10～20Kg/cm²，保证1Kg钢水消耗1M₃惰性气体为宜，制得的球形Nd-Fe-B合金粉末按如下的三条工艺制成Nd-Fe-B永磁铁成品，(1)粉末退火，与粘结剂混合，模压为成品，(2)粉末一次热模压为成品，(3)粉末热模压预成型，再经热模镦或热轧为成品。

本发明最佳的实现措施是，原材料氩气保护下精炼后，Nd-Fe-B合金钢水注入中间包的温度最佳值为1480℃，设置在钢流周围的隋性气体的喷嘴为环缝式，从此环缝式喷嘴喷出的环状气流与钢流的最佳夹角为45°，环状气流的最佳压力为18Kg/cm²，从环缝式喷嘴喷出的隋性气体为氩气。

本发明得以实现所采用的措施其中心就是采用雾化急冷凝固熔融合金的方法，喷制出非晶或微晶状态的球形Nd-Fe-B合金粉末。这种球形粉末由于其合适的粒度和粒度组成，不需再进行粉碎或磨粉处理，在较小的压力下即可直接模压成型，所获磁铁无微细裂纹，密度高，再加上粉末的非晶或微晶组织状态保证了制得的Nd-Fe-B永磁铁具有很高的永磁性能。本着上述原理，本发明者经过实验发现要达到本发明的目的，即得到上述理想的Nd-Fe-B合金粉末的形状，组成和组织状态，必须对雾化急冷制粉过程中的工艺参数进行控制，其关键的工艺参数主要是精炼后注入中间包时钢水的浇注温度，从环缝式喷嘴中喷出的氩气的压力和喷嘴喷出气流与钢流之间的夹角(全角)。