一種釹鐵硼系燒結磁體的制造方法及其磁體的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于欽鐵測系燒結磁體的領域，特別涉及一種混入添加物的制造方法及其 磁體。
【背景技術】
[0002] 欽鐵測系燒結磁體在風力發(fā)電、混合動力汽車領域中有廣泛的應用。由于工作環(huán) 境復雜，要求所使用的欽鐵測系燒結磁體具有優(yōu)異的矯頑力性能。對于采用單合金工藝生 產欽鐵測系燒結磁體，一般通過添加中重稀±元素提高磁體的矯頑力，尤其是生產甜、UH 和邸W上牌號的磁體時，往往更是過量添加。然而，中重稀±資源寶貴，近年來中重稀±的 原材料市場價格不斷上漲，因此，W添加中重稀±元素的方式提高磁體的矯頑力面臨著沉 重的成本壓力。
[0003] 中國專利CN102237166A公開一種欽鐵測永磁材料的制備方法，其中掲示；將欽 鐵測合金破碎、制粉，再添加納米碳化娃，然后進行磁場取向、壓制成型，最后在真空或惰性 氣體保護下進行燒結、并回火處理，可制備具有高矯頑力的欽鐵測系燒結磁體。其中，納米 碳化娃的添加量為為欽鐵測合金重量的0. 02~3wt%。該技術方案的作用機理在于：部 分的納米碳化娃顆粒在燒結、回火過程中均勻擴散于主相的周圍，阻隔主相晶粒的磁禪合 作用，阻礙主相晶粒的長大W及相鄰主相晶粒的合并，細化燒結欽鐵測的主相晶粒，達到改 善微觀結構的作用；而另一部分的納米碳化娃顆粒進行主相晶體的內部，當在外場和/或 高溫下，磁疇發(fā)生偏轉時，起到釘扎作用，阻止磁疇壁偏轉和/或移動，有利于提高矯頑力； 另外，娃元素本身能夠替代鐵元素占據四方相中的K2晶位，使總的交換作用增強、各向異 性場提高，有利于提高矯頑力。然而，研究人員經試驗發(fā)現(xiàn)，根據該文獻所掲示的燒結工 藝一燒結溫度為1050~109(TC、燒結時間為4~化，并無法使碳化娃均勻擴散于主相 的周圍或者進入主相的內部，試驗結果顯示；在燒結之后，娃元素主要集中在晶界H叉點區(qū) 域，而且在欽鐵測系燒結磁體中可W檢測到晶粒異常長大（AGG)的現(xiàn)象，最后經磁性能檢 巧IJ，欽鐵測系燒結磁體的矯頑力并無顯著提高；且由于娃元素替代鐵元素改變主相結構，使 磁性相減少，會降低欽鐵測系燒結磁體的剩磁。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于，提出一種混入添加物的制造欽鐵測系燒結磁體方法，并根據 該方法獲得具有優(yōu)異磁性能的磁體。
[0005] 本發(fā)明的技術方案為，欽鐵測系燒結磁體的制造方法包括混入添加物的工序，添 加物為納米鶴或納米碳化鶴或納米氮化鶴或其組合，且其平均分散粒徑為10~200nm。特 別地，當添加物為納米鶴時，其平均分散粒徑為40~IOOnm;當添加物為納米碳化鶴時，其 平均分散粒徑為50~SOnm;當添加物為納米氮化鶴時，其平均分散粒徑為25~40nm。
[0006] 添加物的混入涉及固溶度的問題。影響固溶度的因素包括；1)離子尺寸，當溶質 和主晶體的原子半徑相對差值超過14~15%時，尺寸因素不利于固溶體生成，兩固體間 的固溶度是有限的；2)離子價，兩種固體只有在離子價相同或同號離子的離子價總和相同 時，才可能滿足電中性的要求生成連續(xù)固溶體。欽鐵測系燒結磁體晶界的主要元素是欽 (Nd),鶴（W)與欽（Nd)的離子半徑和電子構成差異較小，因此，鶴（W)相對娃儀）在晶界 中具有更大的固溶度。在相同的燒結溫度下，鶴（W)能更大程度地從晶界H叉點的富集區(qū) 域向晶間區(qū)域擴散，從而均勻地分布在主相的周圍，發(fā)揮釘扎（Pining)作用，防止晶粒異 常長大（AGG)現(xiàn)象。而欽鐵測系燒結磁體主相的主要元素是鐵（Fe),鶴（W)與鐵（Fe)的 離子半徑和電子構成差異較大，因此，鶴（W)幾乎不進入主相中。相對添加娃（Si)而言，添 加鶴（W)能更多地保留主相結構，從而使欽鐵測系燒結磁體具有優(yōu)異的剩磁度r)。另外， 將鶴（W)作為添加物混入進行燒結而非作為原料進行烙煉，原因在于；其一，如圖1所示， 將鶴（W)混入原料進行烙煉并W甩帶法進行鑄造時，原料烙融合金在銅漉表面先形成含鶴 (W)的急冷晶（區(qū)域1)，然后在急冷晶之上再形成柱狀晶（區(qū)域2)，送樣的情況不利于粉 碎，因此將影響欽鐵測系燒結磁體的磁性能；其二，烙煉溫度在140(TCW上，鶴（W)具有較 大的遷移動能，其中一部分將進入欽鐵測系燒結磁體的主相，從而改變主相結構，燒結溫度 在IiocrcW下，鶴（W)的遷移動能較小，幾乎聚集在欽鐵測系燒結磁體的晶界相中，從而更 多地保留主相，相比之下，將鶴（W)作為添加物混入進行燒結能使欽鐵測系燒結磁體具有 優(yōu)異的剩磁度r)。
[0007] 在某優(yōu)選的實施例中，欽鐵測系燒結磁體的制造方法包括W下步驟；1)通過甩帶 法制備欽鐵測鑄片，且其平均厚度控制為0. 2~0. 5mm;2)將欽鐵測鑄片粉碎制得欽鐵測粉 末；3)將欽鐵測粉末取向壓制成型，制得欽鐵測壓昆；4)將欽鐵測壓昆燒結制得欽鐵測系 燒結磁體；其中，在步驟1)的欽鐵測鑄片或步驟2)的欽鐵測粉末中混入添加物，且其添加 量為欽鐵測鑄片或欽鐵測粉末質量的0. 03~0. 15wt%。
[0008] 在某優(yōu)選的實施例中，步驟1)的欽鐵測鑄片還經熱處理，其中，熱處理的溫度為 400~90(TC，處理時間為20min~化。對欽鐵測鑄片進行熱處理的目的在于；使富欽相沿 晶界充分擴散，減少團聚，可使欽鐵測系燒結磁體中的富欽相具有更均勻的分布。
[0009] 在某優(yōu)選的實施例中，步驟2)的欽鐵測粉末的平均粒徑控制在15UmW下、氧含 量控制在2500ppmW下。欽鐵測粉末的平均粒徑越小，越有利于納米添加物的流動；氧含量 越低，越有利于避免納米添加物被氧化。
[0010] 在某優(yōu)選的實施例中，步驟2)中，欽鐵測粉末與添加物在高速混料機中進行混 合，其中，混合環(huán)境為無氧氣氛，混料機轉速為300~2000rpm，混合時間至少為30min。與 常規(guī)使用的錐形混料機和H維混料機相比，高速混料機通過高速旋轉的葉片將添加物的納 米粉末打散，避免納米粉末的團聚，有利于提高欽鐵測系燒結磁體的強度并抑制晶粒異常 長大（AGG)現(xiàn)象。值得注意的是，若在步驟1)的欽鐵測鑄片中混入添加物，則添加物隨欽 鐵測鑄片經過粉碎，已混合在欽鐵測粉末中，直接將該欽鐵測粉末置于高速混料機進行混 合即可；若在步驟2)中的欽鐵測粉末中混入添加物，則可將欽鐵測粉末和添加物同時置于 高速混料機進行混合，也可將二者分步驟地置于高速混料機中進行混合。
[0011] 在某優(yōu)選的實施例中，混合包含W下步驟；1)將添加物置于高速混料機混合5~ IOmin;2)再加入欽鐵測粉末進行混合。添加物的粒徑小于欽鐵測粉末的粒徑，因此更容易 發(fā)生團聚，使用高速混料機先將添加物打散后，再與欽鐵測粉末混合，可W提高二者混合的 均勻度。
[0012] 一種基于上述方法制造的欽鐵測系燒結磁體，其包括如下原料成分：
[0013] RaFelO〇-a-b-c-d-e-fBbCocAldQieMf;其中，a、b、C、d、e、f、g為各元素的重量 百分比，28《a《32wt%，0. 9《b《I. 3wt%，0. 5《C《3. 0wt%，0.I《d《0. 8wt%， 0. 05《e《0. 5wt%，0. 05《f《0. 4wt%，；R為含Y的稀±元素；M選自Ga或佩的至少 一種。
[0014] 在某優(yōu)選的實施例中，磁體中富W相的體積比例為5. 0~11. 0%。
[0015] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的欽鐵測系燒結磁體的制造方法可有效抑制晶粒異常長 大（AGG)的現(xiàn)象，從而提高欽鐵測磁體的矯頑力，而且，可更大程度地保留主相，從而使欽 鐵測磁體具有優(yōu)異的剩磁。
【附圖說明】
[0016] 圖1為原料烙融合金在銅漉表面急冷后的結晶示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 實施例一
[001引欽鐵測系燒結磁體的制備工序如下：
[0019] 1)按表1的組分配制原料。
[0020] 表1實施例一的原料組成表
[0022] 2)將配制好的原料放入氧化鉛巧巧，置于高頻真空感應烙煉爐，抽真空至10中曰， W1450°C的溫度進行真空烙煉。
[0023] 3)真空烙煉結束，向烙煉爐中通入氮氣，使氣壓至SXlO4Pa,使用甩帶法進行鑄 造，WIO2~IO4C/s的冷卻速度獲得欽鐵測鑄片，將欽鐵測鑄片的平均厚度控制在0. 3mm。 將欽鐵測鑄片置于熱處理爐，W60(TC的溫度進行化的熱處理。
[0024] 4)將欽鐵測鑄片放入氨破爐，抽真空，然后通入純度為99. 99%的氨氣，