[发明专利]一种具有优异矫顽力的Fe基块体永磁合金及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种具有优异矫顽力的Fe基块体永磁合金及其制备方法，属磁性合金材料及加工工艺技术领域。

背景技术

随着电子、信息产业的迅猛发展，磁性材料对人类社会的进步所起到的作用也越来越大。其中永磁材料是用量大、用途也很广泛的一种磁性材料，而稀土永磁材料是目前磁性能最好、发展最快的永磁材料之一。目前永磁材料的主要制备方法是将非晶化的薄带进行晶化处理，然后粘结或是烧结成型，这使得工艺复杂，成本高。而随着大块非晶合金的制备成功，这给永磁材料的制备提供了一个新思路。

上世纪90年代，日本的Inoue等人系统研究制备出了多个金属体系直径为1mm~30mm的棒状大块非晶合金。美国加州理工学院的Johnson等人发现了迄今为止非晶形成能力最好的Zr-Ti-Cu-Ni-Be合金系，其非晶形成能力已接近传统氧化物玻璃，得到的棒状大块非晶合金的直径最大可达到十多厘米。多组元大块非晶合金的发现由于其简单的制备工艺，优异的性能(如高强度、抗腐蚀、磁性等)，使它具有很好的应用前景。2002年，日本的张伟等人在对(Fe,Co)-(Nd,Dy)-B用非晶晶化的方法制备出了直径为0.5mm的棒状Fe₆₇Co_9.4Nd_3.1Dy_0.5B₂₀块体永磁合金。随后，罗马尼亚的Marinescu等人也用同样的方法得到了直径为0.6mm的Fe₆₆Co₁₀Nd₃Dy₁B₂₀块体永磁材料。但是迄今为止，用这种方法制备得到的块体永磁材料的矫顽力一般较低，只有200~300kA/m。我们通过成分调节，用铜模吸铸法及常规热处理工艺制备得到一种具有优异矫顽力的Fe基块体永磁合金。而且与传统的永磁材料的制备方法相比，用吸铸和热处理的方法制备块体永磁材料，可以节约成本，简化工艺，并且容易制备形状复杂的永磁材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优异矫顽力的Fe基块体永磁合金。

本发明的另一目的是提供一种具有优异矫顽力的Fe基块体永磁合金的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术手段来实现的。

一种具有优异矫顽力的Fe基块体永磁合金，其特征在于该合金的成分以原子百分含量计为：

Fe     55～75%

Nd     5～15%

Nb     1～7%

B     18～30%

上述Fe基块体永磁合金的制备方法，其特征在于该方法具有以下工艺步骤：

a． 将工业纯金属原料Fe、Nd、Nb以及FeB合金，以原子百分含量计为：Fe 55～75%、Nd 5～15%、Nb1～7%、B 18～30%进行配料，然后用真空非自耗电弧炉在氩气保护下进行熔炼，熔炼电流密度为100～220A/cm²，将合金反复熔炼3～5次，制得母合金；

b．重熔母合金后采用铜模负压吸铸法浇注，制得Fe基块体非晶合金；

c． 将上述大块非晶合金在580～850℃，真空度为3×10^－3～5×10^－3Pa条件下进行真空退火处理，退火时间为10～35分钟，制得具有优异矫顽力的Fe基块体永磁合金。

本发明中所用的原料为纯金属Fe、Nd、Nb以及FeB中间合金。

本发明合金具有较好的非晶形成能力，在室温下表现为优良的软磁性能。经过适当的真空处理后合金由软磁性转变为硬磁性。图1为本发明的合金在室温下的磁滞回线图，图中比较了铸态和经过真空退火后样品的磁性能。可以看出，本发明的Fe基合金在铸态时为软磁性能，经过真空退火后，合金由软磁性变为硬磁性，饱和磁化强度M_s=61Am²/kg，矫顽力_jH_c=819kA/m。

本发明的特点是：1）特殊的合金配方；2）使用非常简单的工艺方法，得到具有良好优异矫顽力的Fe基块体永磁合金。

本发明的合金具有优异的矫顽力，可以广泛用于信息、通讯、计算机等领域的磁性器件。这种具有硬磁性的Fe基块体永磁合金由于其简便的工艺，可以克服现有磁性材料加工工艺复杂、元件尺寸受限制的问题，使其应用领域进一步扩大。

附图说明

    图1为本发明的具有优异矫顽力的Fe基块体永磁合金在室温下的磁滞回线图。