[发明专利]一种稀土永磁粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土永磁粉的制备方法，属于稀土磁性材料技术领域。

背景技术

粘结稀土永磁体是由稀土永磁粉末和粘结材料相结合而成，按要求直接注射或模压成型各种永磁器件。该类磁体具有尺寸精度高、磁均匀性好、耐蚀性好、成品率高、易加工成形状复杂的器件等优点，广泛应用于家电、微电机、自动化办公设备、仪器仪表、医疗器件、汽车、磁力机械等装置和设备中。

制备粘结稀土永磁体的关键是稀土永磁粉的制备，磁粉的性能直接决定了粘结磁体的品质及市场价格。目前，粘结稀土永磁粉主要包括MQ各向同性磁粉、HDDR各向异性粉、Th₂Zn₁₇型各向异性粉、TbCu₇型各向同性粉，ThMn₁₂型各向异性粉，市场上成熟的粘结稀土永磁体基本上为各向同性的粘结NdFeB磁体。近年来，随着电动车、风力发电、磁悬浮列车的发展，对高性能高稳定性的稀土永磁体提出了更高的要求。

研究发现，间隙原子(C、N、F、H)进入到稀土铁化合物中会对其性能产生较大的影响，称为间隙原子效应。间隙原子效应能提高化合物的居里温度、饱和磁化强度及各向异性场。

专利文献CN1059230A、CN1079580A发明了高居里温度的稀土铁氮化合物R₂Fe₁₇N_x、R₂Fe₁₄BN_y和R(Fe，M)₁₂N_z，指出这种化合物制得的磁粉具有耐蚀性高、抗氧化能力强的特点，但是制备工艺长，难以产业化，其中制备过程中的粉末氧化，氮化的均匀性、磁粉的粒度及磁粉中的软磁相a-Fe和富稀土相是影响最终磁粉性能的主要因素。

专利文献CN1326200A、US2004144450、JP2004063666、JP2003173907、JP2002057017均公开了一种生产树脂粘结磁体的各向同性SmFeN粉末磁体材料，晶体结构是TbCu₇型，薄片的厚度为10～40μm，通过熔体纺丝熔融合金并且将所得的合金粉在含氮气体中直接渗氮来制备磁体粉末。

专利文献US5916376公开了一种材料的制备方法，提出轮速至少为50m/s，喷射压力为0.3～2kgf/cm²，热处理温度为600～850℃，以此得到的磁粉软磁相晶粒大小为5～60nm，软磁相的体积比占10～60vol.％。

对于TbCu₇型氮化物磁粉来说，一般通过快速凝固的方法来制备，制备工艺一般主要包括快淬、晶化、氮化等步骤，以上现有技术均未公开通过调节环境气氛，即通过调节压力、喷嘴与快淬轮速之间的关系来改进制备工艺从而提高材料的制备效率以及磁性能的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土永磁粉的制备方法，通过改进制备工艺来提高材料的制备效率以及磁性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种稀土永磁粉的制备方法，该方法包括：

(1)将稀土合金进行高温熔化得到熔融的稀土合金钢液的熔炼步骤；

(2)将熔融的稀土合金钢液通过喷嘴喷射，与旋转的水冷辊接触进行快淬得到稀土合金粉的快淬步骤；

(3)将稀土合金粉在650～850℃温度范围内进行热处理的步骤；

(4)将热处理后的稀土合金粉进行氮化处理的步骤；

其中，稀土合金高温熔化的步骤以及稀土合金钢液的快淬步骤分别在熔炼腔室和快淬腔室中进行，两个腔室之间通过喷嘴连接；快淬腔室的环境气氛为氩气与氦气的混合气。

在该方法中，所述的熔炼步骤在熔炼腔室中进行，主要采用中频感应熔炼方式，熔炼时，熔炼腔室中需要充入一定的惰性气体，以形成与快淬腔室的压差ΔP，熔炼完成后的稀土合金钢液通过熔炼坩埚底部的喷嘴喷射而出。