永磁材料粉末的制备方法.pdf

本发明属于永磁材料的制备领域。特别适用于稀土-过渡金属-间隙原子型永磁材料的制备方法。
    目前稀土永磁材料已发现有多种，钐铁氮永磁材料是继钕铁硼之后最有前途的稀土永磁材料之一，也是当今国内外磁学界努力开发的领域。主要的研究方向是提高磁性能和磁体粉末的制备方法。稀土永磁粉末的制备方法目前主要的有四种，1为机械合金化法;2为HDDR法;3为熔体快淬法。采用上述方法制备的磁粉虽然有较高的矫顽力，但剩磁却很低。因此磁能积也较低，而且磁粉的制备工艺也复杂。最近日本TDK公司介绍了一种传统粉末冶金法制备钐铁氮永磁粉末，由该方法所制备的磁性粉末虽然有较高的磁性能，Br＝13KG，iHc＝10.4KOe，（BH）amx＝30MGOe，其工艺为：1、在高纯流动氢气下在250℃保温4小时进行氢化处理;2、在高纯流动氮气下在450℃保温63小时进行氮化处理;3、在高纯流动氩气下在450℃保温3小时进行退火处理。然后再采用球磨使粉末细化。上述方法主要的缺点是工艺复杂，生产周期长和不经济等。

    本发明的目的是提出一种制备高性能稀土-过渡金属-间隙原子型永磁材料粉末的方法，该方法具有生产工艺简单、经济和生产周期短等特点。

    根据本发明目的所提出的高性能稀土永磁粉末的制备方法，针对钐铁永磁材料粉末的特性，我们所采用的该制备方法详述如下。首先将熔炼后地钐铁合金锭在1050℃～1150℃的高温下进行均匀化退火处理，退火处理时间为8～16小时，然后采用机械或手工方法将合金锭破碎至＜30μm的颗粒。在本发明方法中氢气热处理是采用高纯静态加压方式，处理温度为200℃～300℃，保温时间为2～4小时。氮化热处理采用高纯静态加压氮气进行热处理，其加热温度为470℃～550℃并保温2～6小时。在本发明方法中所采用的高纯静态加压氢气和氮气热处理工艺中各气体压力均＞1bar。等该料处理后再进行球磨，最后使永磁粉末颗粒度在1-3μm。钐铁氮永磁材料采用上述制备方法生产，能够经济地得到很高的磁性能，其性能是Br＝12.2～12.8KG，iHc＝5-9KOe，（BH）max＝23-25MGOe。其原因在于经高温均匀化处理后的合金锭具有均匀的内部组织，合金锭破碎后在＞1bar的氢气中进行低温处理使钐铁化合物晶胞体积膨胀，颗粒产生裂纹，对促进后续工艺中氮原子的吸收和扩散很重要，另外适当提高氮化温度也是缩短氮化时间的途径，采用静态气氛在＞1bar的压力下有利于材料对氢、氮原子的吸收与扩散。因为氢、氮气都是还原性气体。氢、氮原子要往合金内部渗透与扩散，就要求合金表面的气体浓度和压力要有足够大，这样才能够增强气体原子与合金的亲和力，达到气体原子扩散与渗透的目的。

    采用本发明制备稀土永磁材料粉末的方法与现有技术相比较具有以下特点。由于本发明方法仍使用原设备。因此生产设备不需要再投资，而且生产工艺简单，生产周期短，并且产品性能高。该工艺是一种经济生产钐铁氮高性能永磁材料粉末的制备方法。

    实施例

    本发明实施例是将Sm2Fe17合金锭在1050℃温度下处理，保温时间12小时，然后经机械破碎，使合金料粒度＜30μm。本发明方法的实施例各工艺参数见表1。由上述方法所制备的钐铁氮磁粉的磁性能见表2。从表1、表2可看出，采用本发明方法生产的钐铁氮磁粉具有工艺简单，生产周期短，而磁粉的综合磁性能好等优点。

    在实施例中，表1是静态加压氢，氮气氛下合金热处理的各工艺参数。表2是由本发明方法所制备的钐铁氮磁粉各磁性能数据。

    表1工艺序号氢气处理氮气处理球磨温度℃时间  小时气压  bar温度℃时间  小时气压 bar小时12802.51.147041.13223041.752021.31.5325031.248031.22

    表2    性能序号      Br KGsiHc KOe(BH)max MGOe112.27.923.2212.85.224312.56.323.6