一種添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體，由下述組分按質量百分比組成：Pr?Nd：25?35％、B：1?2％、Al：0.1?1％、Cu：0?0.2％、Co：1?2％、Ga：0.1?1％、Nb：0.02?0.08％、Zr：0.01?0.05％、介孔二氧化硅0.1?1％，余量為Fe和材料中少量不可避免的雜質；本發明從氣流磨磨制后的釹鐵硼磁體原料粉末入手，將微米級原料粉末直接包覆鍍鎳，提高了釹鐵硼原料粉末的耐腐蝕能力，防止了后續過程中粉末團聚成顆粒基團，有利于粉末的取向成型；介孔二氧化硅的加入使納米組分與釹鐵硼磁體主相復合成晶界相，生產出的磁體晶型結構均勻，具有優良的耐腐蝕性、耐溫性和高矯頑力。
【專利說明】
一種添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及稀土永磁材料技術領域，尤其涉及一種添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體及其制備方法。
【背景技術】
[0002]釹鐵硼永磁材料，作為稀土永磁材料發展的最新結果，由于其優異的磁性能而被稱為磁王，是目如具有最強磁力的永久磁體，其最大磁能積尚過鐵氧體10倍以上，具有體積小重量輕、極高的磁能積和矯頑力、能量密度高等優點，使得釹鐵硼永磁材料在現代工業和電子技術中獲得了廣泛應用。
[0003]近年來隨著釹鐵硼磁體在多領域的高速發展，燒結釹鐵硼磁體以優越的性能廣泛應用于各方面，從而使得計算機硬件、儀器儀表、電聲電機、傳感器、磁選磁化等設備的小型化、輕量化、薄型化成為可能。由于微米級釹鐵硼磁體原料粉末之間的范德華力、倫敦力和磁力的相互作用使粉末團聚成二次粉末顆粒，形成了小顆粒基團，造成粉末的流動性差、取向困難，最終導致釹鐵硼永磁材料具有居里溫度點低、溫度特性差、易被氧化腐蝕等缺點。
[0004]中國發明專利CN105702405A首創采用納米級介孔材料添加到釹鐵硼磁體材料中來改善其微結構及結構缺陷，從而提高其矯頑力和工作溫度，其優點在于加工工藝簡單、晶型結構均一、磁體材料矯頑力強、耐溫性好，但其并沒有改善釹鐵硼磁體易被氧化腐蝕的缺點，為此本發明從氣流磨磨制后的釹鐵硼磁體原料粉末入手，將微米級的原料粉末先進行表面鍍鎳，顆粒表面包覆一層納米級鎳層，再與介孔二氧化硅混合進行后續工藝，從而全面改善釹鐵硼磁體的缺點。
【發明內容】
[0005]本發明是為了彌補現有技術的不足，提供一種添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體及其制備方法。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0007]—種添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體，由下述組分按質量百分比組成:
[0008]Pr-Nd:25-35%:1-2% ^Al:0.1-1% ^Cu:0-0.2% ^Co:1-2% ^Ga:0.1-1% ^Nb:
0.02-0.08%,Zr:0.01-0.05%,介孔二氧化硅0.1-1%,余量為Fe和材料中少量不可避免的雜質；
[0009]所述的Pr-Nd合金中Nd含量為20-40wt%。
[0010]所述的一種添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體，由下述組分按質量百分比組成:
[0011]Pr-Nd: 28-32%、B:1.3-1.7%、Al:0.4-0.6%、Cu:0.05-0.15%、Co:1.4-1.6%、Ga: 0.3-0.7 %、Nb: 0.04-0.06 %、Zr: 0.02-0.04 %、介孔二氧化硅 0.2-0.5%,余量為 Fe 和材料中少量不可避免的雜質；
[0012]所述的Pr-Nd合金中Nd含量為20_40wt%。
[0013]—種所述的添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體制備方法，包括以下步驟:
[0014](I)按比例稱取制備釹鐵硼磁體的原料Pr-Nd、B、Al、Cu、Co、Ga、Nb、Zr、Fe，經無油、無潮和無銹處理后送入真空感應爐中，在真空度10.2-10.6?&、溫度1200-1300°(:的條件下熔煉成合金液，合金液以2-4m/s的速度澆鑄到銅輥表面速凝甩帶成厚度為0.2-0.5mm的合金薄片；
[0015](2)將上述合金薄片送入氫碎爐，在0.6-1.2Mpa的氫壓下吸氫2-4小時，再在500-650°C的溫度下脫氫6-8小時破碎成平均粒度為100-200μπι的粗粉，將粗粉用氣流粉碎機在
0.12-0.18Mpa的壓力下磨至平均粒度為3-4μπι的細粉；
[0016](3)將上述釹鐵硼原料細粉用含有濃度為200-250g/LNiS04.6H20、25_35g/LNiC12.6!120、30-4(^/1^3803、0.5-18/1糖精鈉、1-28/1十二烷基硫酸鈉的鍍鎳溶液浸泡進行表面電鍍鎳層，在溫度為40-60 °C、pH為4.5-5.5、電流密度為1-2A/dm2的條件下表面電鍍20-30分鐘至鎳層厚度為40-60nm時停止；
[0017](4)將上述鍍了鎳層的釹鐵硼原料細粉用去離子水清洗、過濾4-6次，再將過濾好的細粉在90-110 °C下恒溫干燥4-5小時，冷卻至室溫，在氮氣保護下與介孔二氧化硅在三維混料機中攪拌混合，混料時添加總重量0.l-0.3wt%潤滑劑后混料3-4小時，形成均勻的混合磁粉；
[0018](5)將上述混合磁粉在全自動成型壓機中自動定量稱取，取向成型壓制成坯塊，經真空封裝、冷等靜壓、剝油后送入真空燒結爐中，在300-4000C下保溫0.5-1小時，在800-900°C下保溫2-3小時，在溫度1050-1100°C、真空度0.004-0.006Pa的條件下燒結4-6小時，冷卻后得到燒結磁體；
[0019](6)將上述燒結磁體進行二級回火處理，一級回火溫度850-950°C、保溫3-4小時，二級回火溫度450-550°C、保溫4-5小時，最終得到燒結永磁體。
[0020]—種所述的添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體制備方法，所述步驟(3)中釹鐵硼原料細粉質量與鍍鎳溶液體積比為70-90g: 1L。
[0021]—種所述的添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體制備方法，所述步驟(4)中介孔二氧化硅的粒徑為100-200nm、孔徑為10-20nmo
[0022]與現有技術相比，本發明的優點是:
[0023]本發明從氣流磨磨制后的釹鐵硼磁體原料粉末入手，將微米級原料粉末直接包覆鍍鎳，粉末顆粒表面包覆一層納米級鎳層，提高了釹鐵硼原料粉末的耐腐蝕能力，防止了后續過程中粉末團聚成顆粒基團，有利于粉末的取向成型；介孔二氧化硅的加入使納米組分與釹鐵硼磁體主相復合成晶界相，既可以起到異相成核作用，還可以改善釹鐵硼磁體微結構及缺陷，在保證剩磁基本不變的同時提高了磁體的矯頑力，生產出的燒結釹鐵硼磁體晶型結構均勻，耐溫性和機械加工性能都得到了顯著提升，更具有優良的耐腐蝕性和高矯頑力等優點。
【具體實施方式】
[0024]—種添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體，由下述組分按質量百分比組成:
[0025]Pr-Nd:28%、B:1.3%、Al:0.4%、Cu:0.05%、Co:1.4%、Ga:0.3%、Nb:0.04%、Zr:
0.02%,介孔二氧化硅0.2%,余量為Fe和材料中少量不可避免的雜質；
[0026]所述的Pr-Nd合金中Nd含量為20wt%。
[0027]—種所述的添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體制備方法，包括以下步驟:
[0028](I)按比例稱取制備釹鐵硼磁體的原料Pr-Nd、B、Al、Cu、Co、Ga、Nb、Zr、Fe，經無油、無潮和無銹處理后送入真空感應爐中，在真空度10.2Pa、溫度1200°C的條件下熔煉成合金液，合金液以2m/s的速度饒鑄到銅棍表面速凝用帶成厚度為0.2mm的合金薄片；
[0029](2)將上述合金薄片送入氫碎爐，在0.6Mpa的氫壓下吸氫2小時，再在500 °C的溫度下脫氫6小時破碎成平均粒度為ΙΟΟμπι的粗粉，將粗粉用氣流粉碎機在0.12Mpa的壓力下磨至平均粒度為3μπι的細粉；
[0030](3)將上述釹鐵硼原料細粉用含有濃度為200g/LNiS04.6H20、25g/LNiC12.6!120、3(^/1^3803、0.58/1糖精鈉、18/1十二烷基硫酸鈉的鍍鎳溶液浸泡進行表面電鍍鎳層，在溫度為40°C、pH為4.5、電流密度為lA/dm2的條件下表面電鍍20分鐘至鎳層厚度為40nm時停止；
[0031](4)將上述鍍了鎳層的釹鐵硼原料細粉用去離子水清洗、過濾4次，再將過濾好的細粉在90 °C下恒溫干燥4小時，冷卻至室溫，在氮氣保護下與介孔二氧化硅在三維混料機中攪拌混合，混料時添加總重量0.1wt %潤滑劑后混料3小時，形成均勻的混合磁粉；
[0032](5)將上述混合磁粉在全自動成型壓機中自動定量稱取，取向成型壓制成坯塊，經真空封裝、冷等靜壓、剝油后送入真空燒結爐中，在300°C下保溫0.5小時，在800°C下保溫2小時，在溫度1050°C、真空度0.004Pa的條件下燒結4小時，冷卻后得到燒結磁體；
[0033](6)將上述燒結磁體進行二級回火處理，一級回火溫度850°C、保溫3小時，二級回火溫度450 °C、保溫4小時，最終得到燒結永磁體。
[0034]—種所述的添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體制備方法，所述步驟(3)中釹鐵硼原料細粉質量與鍍鎳溶液體積比為70g: 1L。
[0035]—種所述的添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體制備方法，所述步驟(4)中介孔二氧化娃的粒徑為I OOnm、孔徑為I Onm。
【主權項】
1.一種添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體，其特征在于由下述組分按質量百分比組成: Pr-Nd:25-35% ^B: 1-2% ^Al:0.1-1% ^Cu:0-0.2% ^Co:1-2% ^Ga:0.1-1% ^Nb:0.02-0.08%、Zr: 0.01-0.05%、介孔二氧化硅0.1-1%，余量為Fe和材料中少量不可避免的雜質； 所述的Pr-Nd合金中Nd含量為20-40wt%。2.根據權利要求1所述的一種添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體，其特征在于由下述組分按質量百分比組成: Pr-Nd:28-32 %、B:1.3-1.7 %、Al:0.4-0.6 %、Cu:0.05-0.15 %、Co:1.4-1.6 %、Ga:0.3-0.7%、Nb:0.04-0.06%、Zr:0.02-0.04%、介孔二氧化硅0.2-0.5% ,余量為Fe和材料中少量不可避免的雜質； 所述的Pr-Nd合金中Nd含量為20-40wt%。3.—種如權利要求1所述的添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)按比例稱取制備釹鐵硼磁體的原料Pr-Nd、B、Al、Cu、Co、Ga、Nb、Zr、Fe，經無油、無潮和無銹處理后送入真空感應爐中，在真空度10.2-10.6Pa、溫度1200-1300°C的條件下熔煉成合金液，合金液以2_4m/s的速度饒鑄到銅棍表面速凝用帶成厚度為0.2-0.5mm的合金薄片; (2)將上述合金薄片送入氫碎爐，在0.6-1.2Mpa的氫壓下吸氫2-4小時，再在500-650°C的溫度下脫氫6-8小時破碎成平均粒度為100-200μπι的粗粉，將粗粉用氣流粉碎機在0.12-0.18Mpa的壓力下磨至平均粒度為3-4μπι的細粉； (3)將上述釹鐵硼原料細粉用含有濃度為200-250g/LNiS04.6H20、25_35g/LNiC12.6H20、30-40g/LH3B03、0.5_lg/L糖精鈉、l_2g/L十二烷基硫酸鈉的鍍鎳溶液浸泡進行表面電鍍鎳層，在溫度為40-60°C、pH為4.5-5.5、電流密度為1-2六/(11112的條件下表面電鍍20-30分鐘至鎳層厚度為40-60nm時停止； (4)將上述鍍了鎳層的釹鐵硼原料細粉用去離子水清洗、過濾4-6次，再將過濾好的細粉在90-110 °C下恒溫干燥4-5小時，冷卻至室溫，在氮氣保護下與介孔二氧化硅在三維混料機中攪拌混合，混料時添加總重量0.l-0.3wt%潤滑劑后混料3-4小時，形成均勻的混合磁粉； (5)將上述混合磁粉在全自動成型壓機中自動定量稱取，取向成型壓制成坯塊，經真空封裝、冷等靜壓、剝油后送入真空燒結爐中，在300-4000C下保溫0.5-1小時，在800-900 V下保溫2-3小時，在溫度1050-1100 °C、真空度0.004-0.006Pa的條件下燒結4-6小時，冷卻后得到燒結磁體； (6)將上述燒結磁體進行二級回火處理，一級回火溫度850-950°C、保溫3-4小時，二級回火溫度450-550°C、保溫4-5小時，最終得到燒結永磁體。4.一種如權利要求3所述的添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體制備方法，其特征在于所述步驟(3)中釹鐵硼原料細粉質量與鍍鎳溶液體積比為70-90g:lL。5.—種如權利要求3所述的添加介孔材料的鍍鎳釹鐵硼磁體制備方法，其特征在于所述步驟(4)中介孔二氧化娃的粒徑為100-200nm、孔徑為10_20nm。
【文檔編號】C22C38/12GK106024241SQ201610555233
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月14日
【發明人】沈軍, 唐睿
【申請人】安徽萬磁電子有限公司