專利名稱：一種利用放電等離子燒結制備稀土永磁材料的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用放電等離子燒結制備稀土永磁材料的方法，屬磁性材料技術領域。
為實現上述目的，本發明提出的利用放電等離子燒結制備稀土永磁材料的方法，該方法依次包括如下各步驟(1)將稀土釹-鐵-硼(Nd-Fe-B)系材料采用熔體快淬法制取稀土永磁材料非晶帶，熔體快淬法的線速度為15～50米/秒；(2)將上述非晶帶進行晶化處理，晶化溫度500℃～900℃，保溫5～40分鐘；(3)將上述晶化處理的磁體粉碎至4～10μm的磁粉；(4)將上述細粉在壓力為1～5噸/cm2、磁場強度≥15.0kOe條件下進行壓力成型，再在2～4/cm2噸條件下進行冷等靜壓，得到壓制體；(5)將上述壓制體包套后置入放電等離子燒結裝置中進行燒結及熱壓變形，燒結溫度500℃～900℃，保溫5～40分鐘，燒結及熱壓變形后的磁體即為本發明的稀土永磁材料。
在上述制備方法中，可以對燒結后的永磁材料進行熱處理。
利用上述放電等離子燒結方法制備稀土永磁材料燒結，可將燒結及熱壓變形兩個工藝過程合二為一，一次完成磁體制備。所得到的永磁材料熱變形后獲得各向異性，磁體晶粒細小，晶粒尺寸小于100nm，顯微組織均勻，矯頑力高，磁能積高，穩定性好，使用溫度高。
具體實施方式
將稀土釹-鐵-硼系(Nd-Fe-B)永磁材料，其成分為NdaFebNbcBd，其中a，b，c，d為原子百分比，a13-18，b75-80，c0.1-1.0，d5-9，采用熔體快淬法制取稀土永磁材料非晶帶，熔體快淬法的線速度為15～50米/秒；對制備好的非晶帶進行晶化處理，晶化溫度500℃～900℃，保溫5～40分鐘；將上述晶化處理的磁體粉碎至4～10μm的磁粉；在壓力為1～5噸/cm2、磁場強度≥15.0kOe條件下將磁粉進行壓力成型，再在2～4噸/cm2條件下進行冷等靜壓，得到壓制體；然后將壓制體包套后置入放電等離子燒結裝置中進行燒結及熱壓變形，燒結溫度500℃～900℃，保溫5～40分鐘。燒結及熱壓變形后的磁體即為本發明的稀土永磁材料。
放電等離子燒結方法是利用直流脈沖電壓在粉末顆粒間或空隙內產生瞬間的高溫等離子，高溫等離子是一種高溫、高活性離子化的電導氣體，它能促使物質產生高速擴散和遷移，從而促使燒結過程加快。由于放電等離子燒結具有燒結溫度低，燒結時間短，可獲得細小、均勻的組織，能對材料進行熱壓變形，能使材料形成各向異性諸特點，因此，該燒結方法可克服一般燒結方法中矯頑力與磁能積此長彼消的缺點，使矯頑力與磁能積同時提高，獲得高矯頑力、高磁能積、穩定性好及使用溫度高的永磁材料，并能實現快速、低溫高效燒結，獲得致密度高、晶粒細小的各向異性永磁材料。另外，該制備方法將燒結及熱壓變形兩個工藝過程合二為一，一次完成磁體制備。燒結后的磁體經熱處理或不經熱處理后即為本發明的稀土永磁材料。利用本發明的技術所制得到的永磁材料熱變形后獲得各向異性，磁體晶粒細小，晶粒尺寸小于100nm，顯微組織均勻，矯頑力高，磁能積高，穩定性好，使用溫度高。
實施例1(1)采用熔體快淬法制取Nd13Fe80.5Nb0.5B6非晶帶，其線速度為20米/秒；(2)將上述非晶帶進行晶化處理，晶化溫度600℃，保溫10分鐘；(3)將上述晶化處理的磁體粉碎至10μm；(4)將細粉末在壓力為2噸/cm2、磁場強度為15kOe條件下進行壓力成型；再在2噸/cm2條件進行冷等靜壓，得到壓制體；(5)將上述壓制體包套后放入SPS裝置中進行燒結及熱壓變形，燒結溫度600℃，保溫10分。
燒結后的磁體即為本發明的高性能稀土永磁材料，其性能為Br＝1.29T，Hci＝21.1kOe，(BH)max＝40.4MGOe。
實施例2(1)采用熔體快淬法制Nd13Fe80.3Nb0.7B6取非晶帶，熔體快淬法的線速度為25米/秒；
(2)將上述非晶帶進行晶化處理，晶化溫度700℃，保溫10分鐘；(3)將上述晶化處理的磁體粉碎至8μm的細粉；(4)將上述細粉在壓力為2噸/cm2、磁場強度為15kOe條件下進行壓力成型；再在2噸/cm2條件進行冷等靜壓，得到壓制體；(5)將上述壓制體包套后放入SPS裝置中進行燒結及熱壓變形，燒結溫度650℃，保溫10分。
燒結后的磁體即為本發明的高性能稀土永磁材料，其性能為Br＝1.32T，Hci＝20.2kOe，(BH)max＝42.2MGOe。
實施例3(1)采用熔體快淬法制取Nd13Fe80.1Nb0.9B6非晶帶，熔體快淬法的線速度為35米/秒；(2)將上述非晶帶進行晶化處理，晶化溫度750℃，保溫15分鐘；(3)將上述晶化處理的磁體粉碎至5μm的細粉；(4)將上述細粉在壓力為2噸/cm2、磁場強度為20kOe條件下進行壓力成型；再在3噸/cm2條件進行冷等靜壓，得到壓制體；(5)將上述壓制體包套后放入SPS裝置中進行燒結及熱壓變形，燒結溫度為750℃，保溫10分；(6)燒結后的磁體經熱處理后即為本發明的高性能稀土永磁材料，熱處理溫度為650℃，保溫3小時后冷至室溫。其性能為Br＝1.34T，Hci＝19.8kOe，(BH)max＝43.2MGOe。
權利要求
1.一種利用放電等離子燒結制備稀土永磁材料的方法，其特征在于該方法依次包括如下各步驟(1)將稀土釹-鐵-硼(Nd-Fe-B)系材料采用熔體快淬法制取稀土永磁材料非晶帶，熔體快淬法的線速度為15～50米/秒；(2)將上述非晶帶進行晶化處理，晶化溫度500℃～900℃，保溫5～40分鐘；(3)將上述晶化處理的磁體粉碎至4～10μm的細粉；(4)將上述細粉在壓力為1～5噸/cm2、磁場強度≥15.0kOe條件下進行壓力成型，再在2～4/cm2噸條件下進行冷等靜壓，得到壓制體；(5)將上述壓制體包套后置入放電等離子燒結裝置中進行燒結及熱壓變形，燒結溫度500℃～900℃，保溫5～40分鐘，燒結及熱壓變形后的磁體即為本發明的稀土永磁材料。
2.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(5)中所述的燒結及熱壓變形兩個過程合二為一，一步完成磁體制備。
3.按照權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于燒結后的稀土永磁材料可進行熱處理。
4.采用如權利要求1所述方法制備的稀土永磁材料，其特征在于永磁材料熱變形后獲得各向異性。
5.按照權利要求4所述的稀土永磁材料，其特征在于永磁材料顯微組織均勻、晶粒細小，晶粒尺寸小于100nm。
全文摘要
一種利用放電等離子燒結制備稀土永磁材料的方法,涉及磁性材料制造技術。本發明采用熔體快淬法制取永磁材料非晶帶;將非晶帶進行晶化處理并粉碎成細粉;在壓力為1～5噸/cm
文檔編號H01F1/057GK1358595SQ0113486
公開日2002年7月17日 申請日期2001年11月16日 優先權日2001年11月16日
發明者陳秀云, 姜忠良, 潘偉, 胡曉清, 朱靜 申請人:清華大學