無鏑與少鏑添加高性能燒結(jié)釹鐵硼磁體制備技術(shù)研究.pdf

1、燒結(jié)釹鐵硼磁體是一種以Nd、Fe、B為主要原材料的多晶復(fù)相永磁材料，磁性能優(yōu)異，應(yīng)用領(lǐng)域幾乎遍及所有國民工業(yè)。然而該類磁體的磁性能穩(wěn)定性較差，阻礙了其在高新領(lǐng)域應(yīng)用的擴展。為了提高磁體的綜合性能，通常加入Dy等重稀土元素，但Dy的價格在400～1000萬/噸之間浮動，大大加重了企業(yè)經(jīng)濟負擔(dān)，因此研究無Dy或少Dy添加制備高矯頑力磁體是行業(yè)發(fā)展的趨勢。我國是燒結(jié)釹鐵硼磁體生產(chǎn)及消費的主體，但由于多數(shù)企業(yè)設(shè)備陳舊，工藝落后，高端產(chǎn)品在市場上

2、競爭力比較弱。如何改進制備技術(shù)，降低生產(chǎn)成本，同時提高磁體性能，日益受到業(yè)內(nèi)學(xué)者和生產(chǎn)企業(yè)的重視。
　　 在工業(yè)生產(chǎn)線上制備了(Pr-Nd)32.5FebalNb0.65Cu0.20Al0.65B1.15+xwt％的Dy2O3(x=0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4)燒結(jié)磁體。分析了燒結(jié)磁體的密度、顯微組織、取向度和磁性能與Dy2O3添加數(shù)量的關(guān)系。結(jié)果表明:添加量為0～2.0％時，磁體密度變化不大，添加量超過2

3、.0％，密度小幅下降。添加0～0.8％Dy2O3時，平均晶粒尺寸減小，富Nd相分布更加均勻。當(dāng)Dy2O3的數(shù)量超過0.8％，顯微組織中出現(xiàn)較多異常長大的晶粒，晶粒邊界形貌惡化。隨著添加Dy2O3質(zhì)量分數(shù)的增加，磁體取向度線性增加，從1.71增加到2.24。內(nèi)稟矯頑力也線性升高，從1220 kA·m-1大幅升高到1524 kA·m-1。剩磁和磁能積單調(diào)下降，剩磁從1.296 T下降到1.228 T，磁能積從325.3kJ·m-3下降到29

4、3.2 kJ· m-3。Hk/Hcj則隨Dy2O3的增加先升高后降低。Dy進入晶粒形成(Nd，Dy)2Fe14B相，提高磁晶各向異性場，但Dy與Fe發(fā)生反鐵磁性耦合，降低剩磁和磁能積。
　　 在工業(yè)生產(chǎn)線上制備了(Pr-Nd)32.7-xHoxFebalNb0.1Cu0.25Al0.85B1.08(wt％，x=0、1、3、5)燒結(jié)磁體。分析了燒結(jié)磁體的鑄錠組織、磁體顯微組織、硬度、取向度、磁性能和溫度穩(wěn)定性與Ho添加數(shù)量的關(guān)系。

5、結(jié)果顯示:添加一定數(shù)量的Ho，可以抑制鑄錠中α-Fe的形成，減少富Nd相團聚現(xiàn)象，Nd2Fe14B柱狀晶間距減小，磁體顯微組織變得更精細、均勻。隨著添加Ho質(zhì)量分數(shù)的增加，磁體硬度線性增加，每增加1％的Ho，硬度升高20～30HV;取向度線性增加，添加5％的Ho，取向度提高了約20％;內(nèi)稟矯頑力大幅增加，從1115.2 kA·m-1提高到1268.8 kA·m-1;退磁曲線方形度先增加后大幅減小;剩磁和磁能積小幅下降;溫度穩(wěn)定性明顯改善

6、，添加1％Ho的磁體在60℃、80℃、100℃保溫后，開路磁通不可逆損失hirr分別降低了2.16％、6.18％和10.96％。Ho起到細化晶粒，優(yōu)化液相燒結(jié)過程中晶界相的分布狀態(tài)，促進燒結(jié)致密化過程的作用。
　　 通過添加液相合金來優(yōu)化磁體成分，適當(dāng)改進片鑄技術(shù)、粉末制備技術(shù)、磁場取向與成型技術(shù)以及燒結(jié)技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)線上批量生產(chǎn)出無Dy添加的45M、42H牌號燒結(jié)釹鐵硼磁體和添加1.4％質(zhì)量分數(shù)Dy2O3的40SH牌號燒結(jié)釹

7、鐵硼磁體。合金鑄片中柱狀晶特征明顯;粉末顆粒尺寸細小，分布均勻;從而使取向度提高，磁體顯微組織致密、精細。45M燒結(jié)釹鐵硼磁體的磁性能為，Br=1.367 T(13.67 kGs)，Hcj=1151.33 kA·m-1(14.46 kOe)，(BH)max=361.30 kJ·m-3(45.39 MGOe)。42H燒結(jié)釹鐵硼磁體的磁性能為，Br=1.292 T(12.92 kGs), Hcj=1406.05 kA·m-1(17.66 k