[发明专利]一种高速电机用钕铁硼磁体

说明书

技术领域

本发明涉及电机用永磁材料领域，特别涉及一种高速电机用钕铁硼磁体。

背景技术

烧结NdFeB永磁材料属于第三代稀土永磁材料，与其他类型永磁材料相比，具有磁性能高，价格低等突出优点，使得其开发和应用得到了超常规的发展。目前其综合磁性能已达到较高水平，应用已涉及国民经济的各个领域，特别是在电机上应用广泛。

烧结NdFeB作为一种功能材料，科技人员的研究重点一直放在如何提高其磁性能上，经过24年的发展，已经取得了突破性的进展。商用产品最大磁能积已达到414-438kJ/m³(52-55MGOe)，随着烧结NdFeB稀土永磁磁性能的不断提高，其力学性能的缺点成了其致命弱点，大大限制了应用领域的进一步扩大。稀土永磁材料的抗拉、抗弯强度均较低，抗压强度较高；且其断裂韧性K_IC比普通金属材料低1～2个数量级，与陶瓷材料的断裂韧性相当。强韧性差使稀土永磁体在加工过程中容易开裂、掉渣，这大大降低了磁体的成品率和加工精度，提高了磁体的加工成本，限制了磁体在高精度电机上的应用。同时，由于稀土永磁材料的强韧性差，抗震、抗冲击能力相应也较差，使得材料在对抗震、抗冲击力要求较高的场合的应用也受到限制，比如高速电机等领域。近年来，NdFeB稀土永磁体的力学特性越来越受到关注，如何提高烧结NdFeB稀土永磁体的强韧性已经成为了迫在眉睫的重要课题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种高速电机用钕铁硼磁体，该材料在保持钕铁硼磁体磁性能的前提下，提高其强韧性，使其适用高速电机的使用需求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高速电机用钕铁硼磁体，该钕铁硼磁铁按原子百分比组成为Nd：6.7％～10.2％、Dy：5.5％～8.0％、B：3.5％～5.0％、Co：7.0％～8.5％、Cu：1.8％～2.3％、Ti：0.01％～0.1％、Si：0.5％～2.0％，余量为Fe及不可避免的杂质。

优选，该钕铁硼磁铁按原子百分比组成为Nd：7.5％～9.5％、Dy：6.5％～7.5％、B：4％～4.5％、Co：7.5％～8.0％、Cu：2.0％～2.2％、Ti：0.04％～0.06％、Si：0.9％～1.6％，余量为Fe及不可避免的杂质。

最优选，该钕铁硼磁铁按原子百分比组成为Nd：8.5％、Dy：7.0％、B：4.3％、Co：7.8％、Cu：2.1％、Ti：0.05％、Si：1.3％，余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明通过在钕铁硼中添加Co、Cu、Ti、Si，使晶粒细化或晶界强韧化，从而达到提高磁体强韧性的目的。添加的合金元素在钕铁硼烧结坯主相组织晶界间形成新的相组织，有效提高磁体的矫顽力和晶界的磁畴结构强度，大幅提高了钕铁硼磁体的耐高温性和材料的耐腐蚀性。Dy，Co，Cu，Ti等元素提高磁体原子间的相互作用，提高磁体各相异性场，在合金中形成弥散相，从而提高了钕铁硼磁铁的强韧性。

本发明的钕铁硼永磁体可采用常规的熔炼、破碎、压制、烧结、时效步骤进行制备。

本发明的有益效果为：

本发明的钕铁硼材料的抗弯强度可达400～460MPa，断裂韧性K_IC可达4.0～5.5MPa·m^1/2，因此可以满足高速电机对钕铁硼磁体强韧性的需求。

具体实施方式

实施例一

一种高速电机用钕铁硼磁体，该钕铁硼材料按原子百分比组成为Nd：6.7％、Dy：8.0％、B：3.5％、Co：8.5％、Cu：1.8％、Ti：0.1％、Si：0.5％，余量为Fe及不可避免的杂质。

实施例二

一种高速电机用钕铁硼磁体，该钕铁硼材料按原子百分比组成为Nd：10.2％、Dy：5.5％、B：5.0％、Co：7.0％、Cu：2.3％、Ti：0.01％、Si：2.0％，余量为Fe及不可避免的杂质。

实施例三

一种高速电机用钕铁硼磁体，该钕铁硼材料按原子百分比组成为Nd：8.3％、Dy：7.0％、B：4.4％、Co：7.8％、Cu：2.1％、Ti：0.05％、Si：1.2％，余量为Fe及不可避免的杂质。

实施例四

一种高速电机用钕铁硼磁体，该钕铁硼磁铁按原子百分比组成为Nd：7.5％、Dy：7.5％、B：4％、Co：8.0％、Cu：2.0％、Ti：0.06％、Si：0.9％，余量为Fe及不可避免的杂质。

实施例五