專利名稱：一種制備低失重稀土-鐵-硼永磁體的方法
技術領域：
本發明涉及一種制備低失重稀土 -鐵-硼永磁體的方法，屬于磁性材料領域。
背景技術：
燒結釹鐵硼NdFeB系(稀土 -鐵-硼永磁體的典型代表)永磁體是目前磁性能最好的永磁材料，已經廣泛應用于電機、汽車、風力發電等諸多領域。但這類磁體有一個較明顯的缺點，即磁體耐腐蝕性差(磁體失重較大)，從而限制了磁體應用范圍的進一步擴大。
燒結釹鐵硼系永磁體腐蝕主要來自氧化，即化學腐蝕。燒結釹鐵硼NdFeB系材料由三個相組成，主相基體Nd2Fe14B、富B相和富Nd相。三個相的氧化能力是不同的，富B氧化能力較強，其次是富Nd相和基體相。燒結釹鐵硼系永磁體氧化往往是從富B相和富Nd 相開始的，因為富B相和富Nd都分布在晶界處，氧化從晶界開始。因此，改善燒結釹鐵硼 NdFeB系材料的防腐能力，降低材料失重，一般都從優化晶界結構著手。
為解決這一難題，人們進行了很多研究。一種有效的方法就是在燒結釹鐵硼NdFeB 材料晶界中添加微量(通常在3%以內)的含重稀土 -鈷液相合金RaCobGa1(l(l_a_b (R為重稀土元素Dy和Tb中的一種或兩種，60彡a彡80，10彡b彡15)，來改善燒結釹鐵硼NdFeB材料晶界結構，提高晶界相的電負性，降低腐蝕電流密度，減小晶間腐蝕，從而降低了磁體的失重；但這種添加技術也有它的局限性:首先重稀土在重稀土 -鈷的合金液相中所占比例較大，這種添加方式會導致磁體的成本價格上升，降低稀土資源的利用效率；其次Co進入晶界相，形成軟磁相，在反磁場下反磁化核容易形核，降低磁體矯頑力。發明內容
本發明的目的在于提供一種制備低失重燒結釹鐵硼系永磁體的方法。
本發明的制備低失重稀土 -鐵-硼永磁體的方法，包括下述步驟:(1)真空熔煉制備重稀土-鈷液相合金及釹鐵硼合金并將其分別氫破碎，經氣流磨分別制備成平均粒度為1-10 μ m的細粉；(2)將納米Zn粉溶于防氧化劑中，使Zn粉均勻分散；所述防氧化劑為釹鐵硼合金制備工藝中常用的普通有機溶劑，其也可稀釋納米Zn粉，防止納米Zn粉團聚，其可以采用二元或多元醇型非離子表面活性劑如C15H24O2，也可以采用如天津市悅圣新材料研究所的1#防氧化劑(市售產品型號YSH-Ol)。
(3)將溶有納米Zn粉的防氧化劑與液相合金粉混勻組成的復合液相粉，在氮氣保護下添加到釹鐵硼合金粉末中，使之在釹鐵硼粉末中分布均勻；(4)將上述混勻后的釹鐵硼粉末在磁場中取向成型得到壓坯，壓坯再經過壓力為 200MPa冷等靜壓處理；(5 )將經步驟(4 )處理后的壓坯真空燒結，再經回火處理，制成磁體。
優選的，步驟(I)中，所述重稀土-鈷液相合金組成為RaCobGa1QQ_a_b，其中，R為重稀土元素Dy和Tb中的一種或兩種，60彡a彡80，10彡b 彡15 ;所述釹鐵硼合金組成為McQxPyNz，其中，M為Pr、Nd、Dy、Tb、Ho、Gd元素中的一種或多種，優選為Nd，Q為Fe、Co元素一種或兩種，優選為Fe或者Fe與Co的混合，P為B元素，N為Al、Nb、Zr、Cu、Ga、Mo、W、 V元素的一種或多種，29彡c彡34，64彡X彡68，0.98彡y彡1.1，O彡z彡I ;所述真空熔煉制備重稀土 -鈷液相合金RaCobGaltltlIb及釹鐵硼合金McQxPyNz為合金煉制的常用真空熔煉技術即是將各配料按質量配比在真空感應熔煉爐坩堝中熔化并攪拌均勻后，澆注后冷卻成合金。
優選的，所述液相合金經氣流磨制備成平均粒度為1-5 μ m的細粉，釹鐵硼合金經氣流磨制備成平均粒度優選為3-6 μ m的細粉。
步驟(2)中，所述納米Zn粉粒度尺寸優選為l_200nm，納米Zn粉與防氧化劑的重量比為1:1-3。
步驟(3)中，所述復合液相粉的添加比例優選為釹鐵硼粉末重量的0.5%-2.0%，納米Zn粉優選占復合液相粉重量的30%-70%。
步驟(4)中，取向磁場的強度優選為1.0-2.0T。
步驟(5)中，優選的，壓坯在1000°C -1200°C真空燒結4-6小時。
步驟(5)中，所述回火處理是先于880°C _920°C —級回火2-4小時，然后再于 4500C _600°C二級回火處理4-6小時。
所述重稀土 -鈷液相合金和釹鐵硼合金包括:鑄錠合金或速凝鑄片合金。所述的成型包括密封氮氣保護方式成型和室溫條件下開放式成型。
本發明在釹鐵硼粉末中復合添加重稀土 -鈷合金液相粉和納米Zn粉，由于Zn粉的沸點約910°C，高溫下易揮發，納米Zn粉添加量比例較大，能保證足夠的Zn粉進入晶界相和主相外延層，而納米Zn粉均勻分布于晶界相和包裹在主相外延層，增強了磁體主相和晶界相的防氧化能力，磁體失重降低；同時Zn粉的添加，重稀土-鈷合金液相粉用量減少，磁體磁性能降低很少，稀土資源也得到了高效利用，因此按照本發明的處理方法制備的磁體， 失重較低，耐蝕性增強，更具有較低的成本，應用領域更加廣泛。
具體實施方式
·
實施例1①、真空熔煉制備重稀土 -鈷液相合金Dy65Co15Ga2tl和釹鐵硼合金(PrNd ) 30.5DyL 5 Fe65.8BLο Nb0.3CoL0Cu0.1 Ala4，將所述液相合金和釹鐵硼合金分別經氫碎爐吸氫破碎、540°C 脫氫處理后，在氮氣保護下、密封罐中均勻混合，再經氣流磨制粉成微粉，液相合金粉平均粒度為2.5um，釹鐵硼粉末平均粒度為3.2um。
②、將平均粒度為50nm的納米Zn粉，防氧化劑(市售產品，型號YSH-01)混合，使用頻率為2.7KHz超聲波處理，使Zn粉均勻分散于防氧化劑中；防氧化劑主要是稀釋納米 Zn粉，防止納米Zn粉團聚；納米Zn粉與防氧化劑的重量比為1:1.5。
③、氮氣保護下將含納米Zn粉的防氧化劑、液相合金粉組成的復合液相粉添加到密封罐中釹鐵硼合金粉末中，使用三維混料機混料2小時，使復合液相粉在釹鐵硼合金粉末中分布均勻；復合液相粉添加比例為釹鐵硼合金粉末重量的1.0%，其中含納米Zn粉的防氧化劑占復合液相粉重量的40%。
④、釹鐵硼粉末在密封氮氣保護方式成型和室溫條件下，在1.2T的磁場中取向成型初壓，再經壓力為200MPa冷等靜壓壓制成坯料。
⑤、壓坯在1045°C真空燒結5小時，再經900°C —級回火3小時和480°C二級回火處理5小時,制成磁體。
對比例1:使用上述相同工藝，只添加相同重量比例的液相合金粉Dy65Co15Ga2tl和釹鐵硼合金粉末，不添加Zn粉，制備釹鐵硼磁體。
PCT實驗(溫度120°C ±3°C、濕度100%RH、壓力0.2MPa，400小時)，樣品尺寸 Φ 10 X IOmm,測試磁體失重，結果如表一:表一添加納米Zn粉磁體與不添加磁體失重對比__
權利要求
1.一種制備低失重稀土 -鐵-硼永磁體的方法，包括下述步驟:(1)真空熔煉制備重稀土-鈷液相合金及釹鐵硼合金并將其分別氫破碎，經氣流磨分 別制備成平均粒度為1-10 μ m的細粉；(2)將納米Zn粉溶于防氧化劑中，使Zn粉均勻分散；(3)將溶有納米Zn粉的防氧化劑與液相合金粉混勻組成的復合液相粉，在氮氣保護下 添加到釹鐵硼合金粉末中，使之在釹鐵硼粉末中分布均勻；(4)將上述混勻后的釹鐵硼粉末在磁場中取向成型得到壓坯，壓坯再經過壓力為 200MPa冷等靜壓處理；(5)將經步驟(4)處理后的壓坯真空燒結，再經回火處理，制成磁體。
2.如權利要求1所述制備低失重稀土-鐵-硼永磁體的方法，其特征在于:步驟(I)中。
3.如權利要求1所述制備低失重稀土-鐵-硼永磁體的方法，其特征在于:步驟(I) 中，所述液相合金經氣流磨制備成平均粒度為1-5 μ m的細粉，釹鐵硼合金經氣流磨制備成 平均粒度為3-6 μ m的細粉。
4.如權利要求1所述制備低失重稀土-鐵-硼永磁體的方法，其特征在于:步驟(2) 中，所述納米Zn粉粒度尺寸為l_200nm，納米Zn粉與防氧化劑的重量比為1:1_3。
5.如權利要求1所述制備低失重稀土-鐵-硼永磁體的方法，其特征在于:步驟(3) 中，所述復合液相粉的添加比例為釹鐵硼粉末重量的0.5%-2.0%。
6.如權利要求1所述制備低失重稀土-鐵-硼永磁體的方法，其特征在于:所述含納 米Zn粉的防氧化劑占復合液相粉重量的30%-70%。
7.如權利要求1所述制備低失重稀土-鐵-硼永磁體的方法，其特征在于:步驟(4) 中，取向磁場的強度為1.0-2.0T。
8.如權利要求1所述制備低失重稀土-鐵-硼永磁體的方法，其特征在于:步驟(5) 中，壓坯在1000°C -1200°C真空燒結4-6小時。
9.如權利要求1-8任一項所述制備低失重稀土-鐵-硼永磁體的方法，其特征在于: 步驟(5)所述回火處理是先于880°C _920°C—級回火2-4小時，然后再于450°C _600°C二 級回火處理4-6小時。
全文摘要
本發明公開了一種制備低失重稀土-鐵-硼永磁體的方法，包括步驟(1)制備平均粒度為1-10μm的重稀土-鈷液相合金粉和釹鐵硼合金粉；(2)將納米Zn粉均勻分散于防氧化劑中；(3)將由納米Zn粉與液相合金粉組成的復合液相粉，在氮氣保護下與釹鐵硼粉末混勻；(4)將混勻后的釹鐵硼粉末在磁場中取向成型，冷等靜壓處理；(5)真空燒結回火處理制成磁體。本發明在釹鐵硼粉末中復合添加重稀土-鈷合金液相粉和納米Zn粉，納米Zn粉均勻分布于晶界相和包裹在主相外延層，增強了磁體主相和晶界相的防氧化能力，磁體失重降低；同時Zn粉的添加，重稀土-鈷合金液相粉用量減少，磁體磁性能降低很少，稀土資源也得到了高效利用。
文檔編號B22F9/04GK103137315SQ20131009738
公開日2013年6月5日 申請日期2013年3月25日 優先權日2013年3月25日
發明者周志國, 黃秀蓮, 陶昆, 陳靜武, 衣曉飛, 熊永飛 申請人:安徽大地熊新材料股份有限公司