磁鐵
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適於大規模生產可配製出係列牌號的磁體生產技術
 
 

    釹鐵硼磁鐵作為第三代稀土永磁材料,釹鐵硼具有原材料豐富、價格低廉以及高剩磁Br和高磁能積(BH)m的特點,在許多技術領域中已成為重要的組元,如計算機技術、信息技術、航空航天技術、交通運輸(汽車)技術等,尤其是混合動力汽車(HEV)、電動汽車(EV)用的各種電機對釹鐵硼的需求量較大。然而三元係燒結釹鐵硼的矯頑力Hcu.偏低,溫度穩定性差的缺點限製了它的應用。

    目前企業廣泛采用且行之有效的方法是直接添加重稀土Dy或Tb替代部分Nd以提高磁體的磁晶各向異性場Ha來提高磁體矯頑力。由於重稀土元素的原子磁矩與鐵的原子磁矩是反鐵磁性耦合,在矯頑力隨重稀土添加量增加而提高的同時,磁體的剩磁也會急劇降低。另一方麵,重稀土Dy或Tb的價格昂貴,因此製備既具有高矯頑力又不含Tb少含Dy的釹鐵硼磁體成為亟待解決的問題。

    為解決這一問題,人們進行了廣泛深入的研究。NdFeB磁體的矯頑力屬於形核機製,反磁化疇一般容易在晶界區域形核,因此提高矯頑力的重點在於改善晶界相結構與性能。近期發展的雙相工藝就是通過直接添加液相來改變晶界相的成分與性能。該方法分別配製富重稀土的輔相和高能積的主相,將兩種合金粉末按照配比混合後成型。然而,采用該工藝製備的磁體均勻性較差,原因在於含有重稀土的富稀土相是作為液相使用,兩種粉末難以達到理想均勻的混合狀態。2009年日本的DSLi等人采用還原擴散方法將Dy2O3或DyF3與CaH2混合粉末塗覆在磁體的表麵,然後將磁體真空加熱至1073〜1273K,保溫0.5〜池。結果是讓Dy擴散至晶界相,在不降低剩磁的情況下,提高矯頑力40%。然而,該方法適用的磁體尺寸僅有3.0X3.0X2.8mm3,無法滿足工業生產需求。

    據恒誌信網消息:國內最新研製成功一種
無Tb少Dy的高矯頑力磁體及製備方法,通過主相晶粒表層和晶界相重組,改善其結構與性能。測試結果表明,與傳統技術製備的同等性能燒結NdFeB永磁體相比,采用技術製備的磁體可使重稀土的添加量由原來占稀土總量的16%〜降至6%〜14%,同時還添加一定量的Ho、Er等使Dy的用量減少到5%〜12%,提高了稀土資源的利用率和磁體的性價比。
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    無Tb少Dy的高矯頑力磁體的製備方法包括如下工藝步驟:
    步驟1:按照釹鐵硼合金質量百分比的組成分子式(Nciicichxhrex)aFe100_a_b_cBbTMc(wt.%)和NdaFe100_a_b_cBbTMc(wt•%)分別配製原料,其中0%^χ^24%,29%^a彡30%,0.彡1.5%,0.5%^c彡2%,所需稀土原料可以直接采用含Ho、Er、Dy比例確定的混合稀土,TM為Ga,Co,Cu,Nb,Al元素中的一種或幾種;
    步驟2:將步驟1配好的原料分別熔煉。首先將原材料放入中頻感應熔煉速凝爐坩堝內,在真空度達到10’a以上時送電預熱,待真空度重新達到10’a以上後停止抽真空並充入高純Ar,使爐內Ar氣壓達到-0.04〜-0.08Mpa後進行熔煉。隨後將鋼液澆注到線速度為1.5〜3m/s的水冷銅輥上,獲得平均厚度範圍在0.15〜0.5mm的速凝薄帶;
    步驟3:所製得的速凝薄帶分別裝入氫化爐中進行粗破碎。在保護氣氛下將防氧化潤滑劑與粗破碎磁粉按照3〜7ml/kg的比例混合,防止在隨後的氣流磨過程中細粉團聚和氧化。其中防氧化潤滑劑中醇類汽油占85%-96%,基礎合成油占4%-15%。所采用的醇可以是甲醇或乙醇,所采用基礎複合油的黏度指數大於90,如聚a-烯烴或酯類油等。氣流磨風選輪的轉速度控製在3000r/min〜4000r/min,成分為NdaFe1(1(1_a_b_。BbTM。(wt.%)的磁粉粒度控製在3〜5μπι,成分為(Nd1Q(1_xHREx)aFei(1(1_a_b_。BbTM。(Wt•%)的磁粉粒度控製在0.07〜2•5μπι;
    步驟4:按照合金設計成分,以不同比例分別稱取步驟3製備的磁粉並在混料機中將磁粉充分混合。
    步驟5:在惰性氣體保護氣氛下,將混合磁粉在磁場強度為1.5〜2Τ的磁場中取向成型,再進行冷等靜壓,製成毛坯;
    步驟6:將成型後的毛坯放入高真空的燒結爐中進行燒結,燒結過程中在400°C〜800°C保溫0.5〜10小時進行脫氫,在燒結溫度1020°C〜1080°C保溫1〜4小時後水冷或空冷,然後分別在750°C〜950°C和450°C〜600°C進行1〜4小時的回火處理。

    
與現有技術相比優點在於:使用混合稀土進行配料,減少了采用經進一步分離、提純的稀土所增加成本。在保持磁體性能前提下,可使重稀土的添加量由原來占稀土總量的16%〜M%降至6%〜14%,同時還添加一定量的Ho、Er等使Dy的用量減少到5%〜12%;其次采用隻需熔煉兩種成分速凝帶,便可配製出係列牌號的磁體,具有較高的成分可調自由度,可極大的降低生產成本,適於工業大規模生產。
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發布人:AG亞洲遊戲平台 發布時間:2018年3月9日 此新聞已被瀏覽 3608
 
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