永磁快淬带的电磁凝固及热压纳米晶磁体及其制备方法

摘要

一种永磁快淬带的电磁凝固及热压纳米晶磁体及其制备方法，涉及稀土永磁材料制造技术领域。永磁快淬带的电磁凝固及热压纳米晶磁体的合金化学方程式为 (Nd,R_轻,R_重)₂(Fe,T)₁₄B，其中，R_轻为Ce、La、Pr的组合，至少包括Ce 0-35%或La 0-10%、Pr 0-15%；R_轻的含量占总稀土含量的10%-40%；重稀土R_重为Dy、Tb的组合，至少包括Dy 0-9% 或Tb 0-6%；Nd 13-27%；R_轻10-40%；R_重 2-9%；Fe 57-69%；B 1-1.2%；另外还包括其他元素T：Co 3-10%；Ga≤1%;Cu≤2%;Al≤1.5%； Nb≤0.6%。优点在于，快淬带的整个断面都分布着均匀细等轴晶。产品抗氧化能力强、性能高，且制备工艺简单。

主权项

一种永磁快淬带的电磁凝固及热压纳米晶磁体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按合金的化学方程式(Nd,R_轻,R_重)₂(Fe,T)₁₄B配制原料，将配制的原料装进坩埚，抽真空至(1‑5)×10^‑4Pa，送中频电流使其完全熔化，且合金液温度上升至1350‑1500℃时，待合金液成分混合均匀；化学方程式中，R_轻为Ce、La、Pr的组合，至少包括Ce 0‑35％或La 0‑10％、Pr 0‑15％；R_轻的含量占总稀土含量的10％‑40％；重稀土R_重为Dy、Tb的组合，至少包括Dy 0‑9％或Tb 0‑6％；Nd 13‑27％；R_轻10‑40％；R_重2‑9％；Fe 57‑69％；B 1‑1.2％；另外还包括其他元素T：Co 3‑10％；Ga≤1％；Cu≤2％；Al≤1.5％；Nb≤0.6％；均为重量百分数；各组分含量之和为百分之百；(2)开启快淬辊表面上方的线圈磁场控制系统，产生磁场的线圈平面平行于快淬带的运动方向平行，使磁场垂直于快淬带的自由面；采用频率范围在200‑1300Hz之间的交变磁场，磁场强度范围在0.03‑0.6T之间；线圈与辊之间有耐火材料相隔，避免导线与速凝鳞片接触或由于过热导致导线熔化；(3)控制辊的表面初始温度保持在100‑500℃范围；辊速在15m‑40m/s；(4)将合金液在压力差的作用下，喷射到辊面上，压差范围为0.3‑1.2MPa，快淬过程是在磁场中进行，形成的纳米晶或微晶Nd‑Fe‑B永磁快淬带在强冷及电磁力的作用下在辊面上约束成型，辊旋转拉伸快淬带并将其送入水冷储料罐中，获得厚度在0.03‑0.45mm的快淬带；(5)将电磁凝固永磁快淬带破碎成粉，称取一定量，放入圆柱状热压模具的腔体内，通过上下压头将合金粉固定在模具内；(6)利用感应加热或电流加热，将热压模具和磁粉加热至600～800℃；上压头启动并对磁粉施加100～200MPa的压强，制成各向同性压坯样品，并使压坯样品达到全密度，然后停止加热和加压，当压坯样品冷却至室温后将其从热压模具中取出；样品在600～800℃阶段的时间控制在6min以内，用3～5min从常温升至600～800℃，然后保温1～2min；整个热压过程是在高真空之下完成的，真空度高于1×10^‑2Pa；(7)更换热压模具为热流变模具，内径要大于热压模具20‑60mm，利用感应线圈将热流变模具和全密度压坯样品迅速加热至600～950℃，上压头启动并对样品施加100MPa的压强，将直径为20‑60mm的各向同性压坯样品热变形至30mm‑80mm，控制变形率为65‑75％，最终获得热压/热流变纳米晶磁体。