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Title:
METHOD FOR MANUFACTURING HIGH PERFORMANCE NEODYMIUM-IRON-BORON PERMANENT MAGNETIC MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/134178
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for manufacturing high performance neodymium-iron-boron (Nd-Fe-B) permanent magnetic material is provided. The method involves the following steps: mixing the raw materials including 7.0-15.0 atom.% Nd or Pr-Nd alloy, 5.5-8.0 atom.% B, 0.05-6.0 atom.% Dy, 0-2.0 atom.% Tb, 0.1-3.0 atom.% Co, 0.1-1.5 atom.% Al, balance of Fe and impurity; making alloy strip casting by vacuum rapid solidification process; then milling, shaping and sintering. Adopting Pr-Nd alloy as the raw material can lower the production cost. Furthermore, partly raplacing Nd with Pr and partly replacing Dy with Tb can effectively increase the molecular anisotropy field and improve the coercive force and magnetic energy product performance of the Nd-Fe-B permanent magnetic material.

Inventors:
YUAN WENJIE (CN)
DONG YI (CN)
DIAO SHULIN (CN)
FAN YAOLIN (CN)
Application Number:
PCT/CN2010/072994
Publication Date:
November 03, 2011
Filing Date:
May 20, 2010
Export Citation:
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Assignee:
TIANHE ADVANCED TECH MAGNET CO LTD (CN)
YUAN WENJIE (CN)
DONG YI (CN)
DIAO SHULIN (CN)
FAN YAOLIN (CN)
International Classes:
H01F1/057; B22F3/16; H01F1/08
Foreign References:
CN101246771A2008-08-20
CN101447268A2009-06-03
CN101246772A2008-08-20
CN101364464A2009-02-11
Other References:
WANG XIAODONG ET AL.: "Fabrication of NdFeB Magnetic Powders by Developed Strip Casting Method", VACUUM METALLURGY AND SURFACE ENGINEERING-PROCEEDINGS OF THE 8TH VACUUM METALLURGY AND SURFACE ENGINEERING CONFERENCE. 2007, PART ONE VACUUM METALLURGY, 31 December 2007 (2007-12-31), pages 57 - 63
Attorney, Agent or Firm:
TIANJIN WISELY INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY LTD. (CN)
天津盛理知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权利要求书

1. 一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法, 其特征在于:

(1) 将下列原子百分比的原料: 7.0-15.0%的 Nd或 Pr-Nd合金, 5.5%-8.0%的 B, 0.05%-6.0%的 Dy, 0-2.0%的 Tb, 0.1%-3·0%的 Co, 0.1%-1.5%的 Al, 其余为 Fe和由原料引入的杂质混合在一起进行配料;

(2) 将配制好的原料放入真空中频速凝感应炉.単., 抽真空到小于 1.0X10— lPa 的条件下充入 Ar气保护进行加热熔化, 精炼结束后将钢液浇到旋转的冷却铜辊上, 制 备出厚度约为 0.25-0.35mm合金铸片, 浇钢温度控制在 1450-1500°C之间, 在氢碎炉里 进行氢化合金铸片, 通过低温吸氢和高温脱氢反应后合金铸片变成非常疏松的颗粒, 然后通过气流磨制成平均粒度为 3.0-5.0μι 的料粉;

(3) 料粉称好后, 放入适合的压机模具内, 在磁场强度大于 1.8T的磁场中取向 并压制成型;

(4) 将成型的生坯放入高真空炉里进行烧结, 调节真空度达到 2.0x10— 2Pa时 开始提升温度到 104(TC-1120°C, 保持该温度 2-5小时后充入 Ar气冷却到 90Γ以下, 然后在高真空炉里进行时效处理。

2. 按照权利要求 1所述的一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法, 其特征在于: 在高真空炉里进行时效处理分两级: 第一级时效温度 850°C-950°C, 保持该温度 1.5-3 小时后充入 Ar气冷却;第二级时效温度 450°C-550°C,保温 2-5小时后充入 Ar气冷却。

3. 按照权利要求 1所述的一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法, 其特征在于: 整个生产过程都是在惰性气体氩气或氮气保护下进行。

4. 按照权利要求 1所述的一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法,其特征在于成 分中组成的原子含量百分比为: 7.0-15.0%的金属 Nd, 5.5%-8.0%的 B, 0.05% -6.0% 的 Dy, 0.1%-3.0%的 Co, 0.1 % -1.5 %的 Al, 其余为 Fe和由原料引入的杂质。

5. 按照权利要求 1所述的一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法,其特征在于成 分中 Nd元素可以用 Pr元素以任意比例进行替代。

替换页

Description:
一种高性能钕铁硼永磁材料的制造方法

技术领域

本发明涉及一种永磁材料的制造方法, 尤其是一种高性能钕铁硼永磁材料的制造 方法。 背景技术

目前, 永磁材料被广泛应用于电子、 汽车、 计算机、 能源、 机械、 医疗器械等众 多领域, 如制造各种永磁电机、 振动马达、 永磁仪表、 电子工业 (手机、 计算机上的 磁环、 磁柱)、 汽车工业、 石油化工、 核磁共振装置、 音响器材(音响、 耳机、 扬声器、 磁振动器的圆形磁片)、 磁悬浮系统、 永磁吊车、 磁分离器、 磁性传动机构和磁疗设备 等方面。 在某些领域对钕铁硼永磁材料的矫顽力和磁积 能等性能提出了更高的要求, 因此, 按照现有的钕铁硼永磁材料的制造方法生产出 的钕铁硼永磁材料的矫顽力、 磁 能积越来越不能满足实际需要, 因此迫切需要一种能够提高钕铁硼永磁材料的 矫顽力 和磁能积性能的制造方法。 发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处 , 提供一种高性能钕铁硼永磁材料 的制造方法, 能够有效提高钕铁硼永磁材料的矫顽力和磁能 积性能。

本发明的技术解决方案如下:

该高性能钕铁硼永磁材料的制造方法, 其特征在于:

( 1 ) 将下列原子百分比的原料: 7.0-15.0 %的 Pr-Nd合金, 5.5 % -8.0 %的 B, 0.05 % -6.0 %的 Dy, 0-2.0 %的 Tb, 0.1 % -3.0 %的 Co, 0.1 % -1.5 %的 Al, 其余为 Fe和由原 料引入的杂质混合在一起进行配料;

( 2) 将配制好的原料放入真空中频速凝感应炉里, 抽真空到小于 1.0 X 10— lPa 的条件下充入 Ar气保护进行加热熔化, 精炼结束后将钢液浇到旋转的冷却铜辊上,制 备出厚度约为 0.25-0.35mm合金铸片, 浇钢温度控制在 1450-150CTC之间, 在氢碎炉里 进行氢化合金铸片, 通过低温吸氢和高温脱氢反应后合金铸片变成 非常疏松的颗粒, 然后通过气流磨制成平均粒度为 3.0-5.0μηι的料粉;

( 3 ) 料粉称好后, 放入适合的压机模具内, 在磁场强度大于 1.8T的磁场中取向 并压制成型;

(4) 将成型的生坯放入高真空炉里进行烧结, 调节真空度达到 2.0x10— 2Pa后 升温到 1040°C-1120°C进行烧结, 烧结时间 2-5小时

然后在高真空炉里进行时效处理, 时效处理分两级: 第一级时效温度 85CTC-950 V, 保持该温度 1.5-3小时后充入 Ar气冷却; 第二级时效温度 450°C-550°C, 保温 2-5 小时后充入 Ar气冷却。

本发明与现有技术相比具有如下优点:

本发明通过在配料过程中加入金属元素 Tb来部分替代金属元素 Dy, Pr来部分替 代 Nd,有效提高了磁体的分子各向异性场, 改善了钕铁硼永磁材料的矫顽力, 同时, 由于减小了对磁能积影响, 使得钕铁硼永磁材料的性能得到较大的提高。 具体实施方式:

本发明在配料过程中加入金属元素 Tb来部分替代金属元素 Dy,有效提高了钕铁硼 永磁材料的矫顽力, 所述的含 Pr和 Tb的钕铁硼稀土永磁材料组成为: (Nd, Pr) x Fe 余 ByDyzTbuCovAlw

其中: 7 x 15, 5.5 y 8, 0·05 ζ 6,

0.05 u 2, 0 v 3, 0 w 1.5

实施例 1:

(1) 将下列原子百分比的原料: Nd合金: 12.8%; Dy: 0.7%; Co: 1.0%; Cu: 0.1%; Al: 0.4%; B: 5.95% ,其余为 Fe及由原料引入的杂质混合在一起进行配料;

(2) 将配制好的原料放入真空中频速凝感应炉里, 抽真空到小于 1.0X10— lPa 的条件下充入 Ar气保护进行加热熔化, 精炼结束后将钢液浇到旋转的冷却铜辊上,制 备出厚度约为 0.25-0.35mm合金铸片, 浇钢温度控制在 1450-150CTC之间, 在氢碎炉里 进行氢化合金铸片, 通过低温吸氢和高温脱氢反应后合金铸片变成 非常疏松的颗粒, 然后通过气流磨制成平均粒度为 3.0-5.0μηι的料粉;

(3) 料粉称好后, 放入适合的压机模具内, 在磁场强度大于 1.8T的磁场中取向 并压制成型;

(4) 将成型的生坯放入高真空炉里进行烧结, 调节真空度达到 2.0x10— 2Pa后 升温到 1040°C-1120°C进行烧结, 烧结时间 2-5小时

然后在高真空炉里进行时效处理, 时效处理分两级: 第一级时效温度 910°C, 保 持该温度 1.5-3小时后充入 Ar气冷却; 第二级时效温度 490°C, 保温 2-5小时后充入 Ar气冷却。

(5) 对烧结完成后的毛坯进行密度和磁性能的测量 。

实施例 2

(1) 将下列原子百分比的原料: 含 20% Pr的 Pr-Nd合金: 12.8%; Dy: 0.7%; Co: 1.0%; Al: 0.5%; B: 5.95% ,其余为 Fe及由原料引入的杂质混合在一起进行配料;

(2) 以下生产步骤和工艺与实施例 1相同, 请参考实施例 1。

上述实施例 1和实施例 2制成的钕铁硼永磁材料的矫顽力和磁能积对 如下表所 示: (测试样品为 Φ 10X5圆柱)

从上面两个实施例来看, 使用 Pr-Nd合金来代替金属 Nd, 对磁体的矫顽力略有提 高, 由于 Pr-Nd合金的价格比金属 Nd的价格低, 生产的磁体成本也有所降低, 有一 定的市场竞争力。 实施例 3

(1) 将下列原子百分比的原料: Nd合金: 11.6%; Dy: 1.9%; Tb: 0.5%; Co: 1.2%; Al: 0.5%; B: 5.95%,其余为 Fe及由原料引入的杂质混合在一起进行配料;

(2) 以下生产步骤和工艺与实施例 1相同, 请参考实施例 1。

实施例 4

(1)将下列原子百分比的原料:含 20% Pr的 Pr-Nd合金: 11.6%; Dy: 1.9%; Co: 1.2%; Al: 0.5%; B: 5.95% ,其余为 Fe及由原料引入的杂质混合在一起进行配料;

(2) 以下生产步骤和工艺与实施例 1相同, 请参考实施例 1。 实施例 5

(1) 将下列原子百分比的原料: 含 20% Pr的 Pr-Nd合金: 11.6%; Dy: 1.4%; Tb: 0.5%; Co: 1.2%;; Al: 0.5%; B: 5.95%,其余为 Fe及由原料引入的杂质混合在 一起进行配料; ( 2) 以下生产步骤和工艺与实施例 1相同, 请参考实施例 1

上述实施例 3, 实施例 4和实施例 5制成的钕铁硼永磁材料的矫顽力和磁能积对 比如下表所示: (测试样品为 Φ 10 Χ 5圆柱)

从上面三个实施例来看, 随着 Tb含量的增加, 不仅磁体的矫顽力有很大提高, 而且磁性能也有了提高,,用该方法制备的钕 铁硼磁材可广泛应用在对耐温有较高要求 的各种产品中。