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釹鐵硼(NdFeB)是第三代稀土永磁材料,具有高剩磁密度、高矯頑力和高磁能積的優(yōu)點,是迄今為止磁性最強的永磁材料,被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)與居民生活中的各個領(lǐng)域。
近年來,隨著釹鐵硼磁體應用領(lǐng)域的迅速擴張,對原材料的需求已經(jīng)變得越來越大,但因稀土開采的成本較高且隨著國家調(diào)控力度的加大,其材料成本也逐漸加大。在當前價格漲幅較大,下游市場的價格承受能力比較有限的情況下,部分下游企業(yè)選擇了使用較便宜的鐵氧體或鋁鎳鈷、釤鈷等材料代替釹鐵硼磁體原材料中的稀土,這給釹鐵硼磁體市場帶來較大的不穩(wěn)定性。
目前公知的燒結(jié)釹鐵硼的生產(chǎn)流程為:配料-熔煉-氫碎-氣流磨-成型-等靜壓-燒結(jié)-后加工,制備得到釹鐵硼永磁體。除了原材料上升導致成本增加外,在制備過程中最大的能耗就是燒結(jié)過程,燒結(jié)過程需要在高溫高壓條件下進行較長時間的煅燒,使得制備工藝的成本上升;而且在煅燒升溫的過程中熱量傳播由外到里受熱不均勻容易導致制備得到的釹鐵硼不穩(wěn)定,給后續(xù)的加工帶來不便。
目前研究中,為了提高燒結(jié)釹鐵硼的矯頑力,興起了晶界擴散技術(shù)。燒結(jié)釹鐵硼晶界擴散稀土及稀土合金是近幾年興起的一種矯頑力強化新技術(shù)。燒結(jié)釹鐵硼晶界擴散工藝是指在燒結(jié)釹鐵硼磁體表面附著一層含稀土元素的金屬或化合物,并在富釹(Nd)相熔點以上進行熱處理,利用晶界擴散遠高于體擴散的特點,在回火過程中晶界相熔化,加快與擴散物質(zhì)的反應,進而改變晶界附近局域的化學成分和結(jié)構(gòu)特點,提高磁體矯頑力的同時幾乎不損害剩磁。目前上述方法所采用的擴散源為含Dy/Tb(鏑/鋱)的合金或化合物時,由于擴散源熔點高,后續(xù)過程需要高溫(超過800℃)長時間(5-7小時)擴散處理才能使Dy/Tb等重稀土元素進入到燒結(jié)釹鐵硼磁體內(nèi)部,擴散效率低,且需要再次進行高溫的煅燒擴散,需要使用多種設(shè)備,工藝復雜。
本發(fā)明的目的是提供一種通過微波加熱替代傳統(tǒng)燒結(jié)的方式制備釹鐵硼磁體的方法,通過預燒結(jié)后在釹鐵硼表面附著上Dy/Tb(鏑/鋱)附著層,再次微波熱處理制備得到具有高矯頑力的釹鐵硼磁體。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種釹鐵硼磁體的微波燒結(jié)方法,包括如下步驟:將釹鐵硼原料配置好,經(jīng)熔煉、氫碎、氣流磨、取磁成型、等靜壓制備得到釹鐵硼生胚,
(1)將釹鐵硼生胚放置到微波反應器中在惰性氣體的保護下進行預燒結(jié)后,對其表面進行清潔處理,得到表面潔凈的釹鐵硼;
(2)在表面清潔的釹鐵硼表面涂覆上Dy/Tb(鏑/鋱)元素形成Dy/Tb元素附著層;
(3)將涂覆有附著層的釹鐵硼放入微波反應器中在惰性氣體的保護下進行微波熱處理,得到釹鐵硼磁體。
本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明通過二次微波處理將Dy/Tb附著到釹鐵硼磁體上進行晶界擴散制備得到高矯頑力的釹鐵硼磁體,將微波頻率控制在433~2450±50MHz,熱效率高,附著層的晶界擴散速度快,時間短,而且材料的內(nèi)外受熱均勻,制備得到的釹鐵硼磁體缺陷更少,性能更優(yōu)。
2、本發(fā)明先對釹鐵硼生胚進行預燒結(jié),將釹鐵硼生胚固化,此時釹鐵硼處于臨界狀態(tài),在釹鐵硼磁鐵的晶相邊緣存在各向異性,然后將Dy/Tb涂覆到釹鐵硼磁體表面進行晶界擴散,Dy/Tb會更容易進入釹鐵硼磁體的晶界內(nèi)部,并擇優(yōu)分布于主相晶粒邊緣,改善不均勻區(qū)磁晶各向異性,擴散效率更高,并且隨著壓力的增加其擴散速率越高,制備得到的釹鐵硼磁體缺陷更少,性能更佳。
3、本發(fā)明采用微波進行熱處理,將微波頻率控制在433~2450±50MHz,使得材料的內(nèi)外受熱均勻,通過控制不同階段的頻率來控制各個熱處理階段的溫度,可控性更好;與常規(guī)方法相比,采用本發(fā)明的方法制備得到的釹鐵硼磁體的剩磁、矯頑力和磁能積均有了顯著提升,本發(fā)明制得的釹鐵硼磁體具有高剩磁、高矯頑力和高磁能積,性能遠優(yōu)于常規(guī)方法制備得到的釹鐵硼。
序號 | 專利號 | 專利名稱 | 專利類型 | 專利狀態(tài) | 其他資料 |
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1 |
一種釹鐵硼磁體的微波燒結(jié)方法 |
發(fā)明專利 |
已下證 |
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