[发明专利]一种各向异性NdFeB辐射取向磁环的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土永磁材料技术领域，具体涉及一种组织均匀细小、致密度高，具有优异磁性能的各向异性NdFeB辐射取向磁环的制造方法。

背景技术

永磁无刷电机在汽车、计算机、家电产品、办公用品等领域的应用非常广泛，这类电机一般采用永磁体磁环作为转子，通过转子磁体的磁场和定子绕组产生的磁场相互作用，产生转矩，推动电机转动。这类磁环主要包括铁氧体磁环与NdFeB磁环。其中，NdFeB永磁是迄今为止磁性能最好的一类永磁材料，采用这类材料制备出的磁环在相同的性能下，体积远小于铁氧体磁环，特别适应于当前无刷电机小型化、轻量化的要求，具有广阔的市场前景。

目前，制备NdFeB磁环的方法有多种^[1-7]。如将NdFeB粘结磁粉进行模压、注塑等方法^[1-2]，制备成辐射取向的粘结磁环，这种磁环的特点是成型容易，便于大批量的生产，但是，由于粘结磁环的密度较低且含有非磁性的粘结剂，其磁性能不高。还有将快淬NdFeB磁粉热压致密后进行热挤^[3-5]，以获得致密的NdFeB辐射取向磁环，但是这种方法过程复杂，效率低且成本高昂，难以推向市场应用。此外，将NdFeB合金铸锭破碎后在磁场下取向成型，然后进行烧结，也可以制备出高性能的全致密NdFeB辐射取向磁环^[6-7]，但是，该工艺也存在着磁环易开裂、一致性差等问题。

微波加热是近年来发展起来的一种冶金新技术。这种加热方式的特点是将微波能量在金属材料内部直接转化为热能，属于整体加热，加热速度快且加热均匀。而且，采用微波加热技术，可以有效降低化学反应的活化能，从而降低反应温度，缩短反应时间。但是，目前还没有发现将微波加热技术用于制备各向异性NdFeB辐射取向磁环领域的报道。  　

发明内容

本发明的目的旨在提供一种工艺简单、生产效率高及能耗低的各向异性NdFeB辐射取向磁环的制造方法，使得到的各向异性NdFeB辐射取向磁环具备组织均匀细小和致密度高的特点，从而具有优异的磁性能。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实施的：

一种各向异性NdFeB辐射取向磁环的制造方法，包括下述步骤：

（1）将各向异性NdFeB磁粉在辐射磁场下取向成型，获得环状毛坯；

（2）将已辐射取向成型的环状毛坯置于微波热压设备中进行微波热压处理。

研究发现，本发明的方法，由于微波加热是通过微波能量在金属材料内部直接转化为热能来实现的，加热速度快且均匀，因此整个热压致密过程可以在很短的时间内完成，不会出现材料组织过分长大的情况；而且，由于磁环的致密过程是在模具的约束下完成，因此也不存在常规烧结过程中磁环容易开裂、一致性差的情况。

作为优选方案，根据本发明所述的一种各向异性NdFeB辐射取向磁环的制造方法，其中，所述的微波热压处理中：温度为500-1100℃，压力为30-200MPa，保压时间为1-60min。选取合适的热压参数，可以使磁环具有较高的致密度同时，晶粒组织不至于过分长大，从而具有良好的磁性能。

作为更优选方案，根据本发明所述的一种各向异性NdFeB辐射取向磁环的制造方法，其中，所述的微波热压处理中：温度为700-1000℃，压力为50-100MPa，保压时间为5-10min。选取更合适的热压参数，除了可使磁环具有良好的磁性能外，能耗也可降低。

作为优选方案，根据本发明所述的一种各向异性NdFeB辐射取向磁环的制造方法，其中，所述的微波热压处理是在氩气保护或真空环境下进行的。本发明的术语“真空”是本领域的通用术语；选择氩气保护的目的是防止氧化。

作为优选方案，根据本发明所述的一种各向异性NdFeB辐射取向磁环的制造方法，其中，所述的各向异性NdFeB磁粉采用HDDR工艺^[8-10]制备的各向异性NdFeB磁粉或采用快淬+热压-热变形+破碎工艺^[11-13]制备的各向异性NdFeB磁粉。目前制备各向异性NdFeB磁粉的工艺主要有两种，即HDDR工艺与快淬+热压-热变形+破碎工艺，本发明采用两种工艺制备的磁粉皆可。

作为优选方案，根据本发明所述的一种各向异性NdFeB辐射取向磁环的制造方法，其中，所述的各向异性NdFeB磁粉的粒径为5-200μm。