工艺技术对钕铁硼磁体性能影响的研究

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1、工艺技术对钕铁硼磁体性能影响的研究工艺技术对钕铁硼磁体性能影响的研究工艺技术对钕铁硼磁体性能影响的研究工艺技术对钕铁硼磁体性能影响的研究工艺技术对钕铁硼磁体性能影响的研究工艺技术对钕铁硼磁体性能影响的研究工艺技术对钕铁硼磁体性能影响的研究第1卷第3期2007年9月材料研究与应用MATERIA乙SRESEARCHANDAPPLICATIONVo1.1.NO.3Sept.2007文章编号:1673-9981(2007)03-0199-04工艺技术对钕铁硼磁体性能影响的研究伍尚南,肖方明,黄莉丽(1-肇庆三环京粤磁材有限公司,广东肇庆526020;2.广州有色金属研究院稀有金属研究所,广东广州5

2、10650)摘要:对采用添加元素,氢破和烧结工艺制备烧结钕铁硼永磁体进行了研究,结果表明.添加Dy和Cu可以提高磁体的矫顽力.氢破工艺可以提高磁体剩磁以及改善剩磁曲线的方形度,合适的烧结温度可以提高磁体的密度和剩磁.将这三项优化组合可以提高磁体的最大磁能积.关键词:钕铁硼磁体;烧结工艺;氢破;添加元素中图分类号:TM273文献标识码:A通常用剩磁B,内禀矫顽力Hd和最大磁能积(BH)来衡量烧结钕铁硼的磁性能.在制备烧结永磁材料中,破碎和烧结等工艺对磁体的磁性能有很大影响.本文主要研究和探讨氢破工艺,烧结工艺及添加稀土元素对磁体磁性能的影响.1实验方法将纯度高的原料Nd,Dy,B-Fe,纯F

3、e及其它合金元素按一定比例配料,然后用中频真空感应炉熔炼,再采用甩片工艺可制得厚度约0.4mm的钕铁硼合金片.用自制的氢化一脱氢炉对合金片进行氢化一脱氢处理.在温度200～300℃,抽真空至0.05Pa时,充人氢气,控制氢气压0.1～0.6MPa.当气流量不再变化时(说明反应完成),再抽真空至0.O1Pa,并在400～600℃保温3O～240min进行脱氢处理.经过氢破一脱氢处理后,在合金粉中添加一定比例的抗氧化剂,在氮气保护下用气流磨制成粒度为3～5,am的粉末.用全自动(横向)磁场压机和等静压机将添加润滑剂的粉末压制成型,然后在1060~li00℃下烧结,最后进行时效处理.用NIM一1

4、0000H磁特性测量仪测试磁体的硬磁性能指标.收稿日期:2007—03—05作者简介:伍尚南(1966一),男,广东肇庆人,工程师,学士.2结果与分析2.1添加元素对磁性能的影响Dy取代Nd形成的Dy2Fe.B四方相,具有很高的各向异性.在300K时,DyzFe.B的各向异性场(HA=11940kA/m)t比Nd2Fe1.B的各向异性场(HA=5810kA/m)大很多.烧结永磁材料(Ndo.sDy0.5)1sFe77B8的内禀矫顽力达3980kA/m[2],是目前矫顽力最高的钕铁硼永磁材料[:1].图1为Dy原子分数对内禀矫顽力和剩磁的影响.从图1可以看g●《瞬竣.

5、

6、Dy原子分~Jt/

7、%图1Dy含量对内禀矫顽力和剩磁的影响TheeffectofadditionofDyoncoerciveforceandremanence200材料研究与应用出,随着Dy原子分数的增加,内禀矫顽力提高.其原因是:一方面,Dy取代部分Nd提高了磁体的各向异性场,从而提高了合金的矫顽力;另一方面,Nd—Fe—B合金在熔炼过程中,容易析出a—Fe枝状晶,而Dy取代Nd后,可抑制a—Fe枝状晶的析出,有利于提高磁体的矫顽力.从图1还可知道,当Dy原子分数大于0.39/6时,随着Dy原子分数的增加,剩磁线性下降.这是由于DyFeB四方相的磁感应强度比NdFeB低造成的.研究中发现,在钕铁硼永磁合金中

8、加人少量的铜,Cu几乎不进人基体相内,主要存在于晶界富Nd相中.因此,加人少量的Cu,不但可以提高永磁体的5ool200900600磁场强度H/(kA?rfl越骥龋趣内禀矫顽力,而且剩磁不会降低.另外,在合金中加人少量的铌可形成FeNb相,有利于细化晶粒和抑制一Fe相的析出,对提高永磁体的内禀矫顽力和降低不可逆损失有一定的帮助.2.2氢破碎工艺对磁体性能的影响氢破碎制粉工艺是将钕铁硼合金置于氢气环境下,利用钕铁硼磁体主相Nd2FeB相和富Nd相吸收H.速度的不同,使氢气沿富钕相薄层进人合金而产生一定的气压,使之膨胀爆裂而破碎,从而在Nd2FeB相和富Nd相的交界处产生应力并形成微裂纹.2O

9、O9607204802400磁场强度H/(kA?12’1)图2磁性能检测曲线(a)氢破工艺;(b)机械破碎工艺Fi0.2Demagnetizationcurvesofmagnet(a)hydrogendemolish;(b)mechanicalcrush图2是添加I)y和Cu的钕铁硼合金经不同破碎工艺处理后的磁性能测试结果.从图2可看出,采用氢破工艺制备的磁体,其磁性能曲线的方形度较采用机械破碎工艺制备的磁体的磁性能方形