[发明专利]一种烧结钕铁硼永磁材料氢碎工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土类磁体的制作方法，特别是具有高性能烧结钕铁硼磁体的制作方法，具体为一种烧结钕铁硼永磁材料氢碎工艺，属于磁性材料技术领域。

技术背景

烧结钕铁硼永磁材料由于具有非常高的磁性能，应用在电机领域，有非常好的节能效果，同时可以缩小电机尺寸，目前烧结钕铁硼永磁材料已经成为节能技术的重要支撑性基础材料，并成为微特电机不可替代的功能材料，现已在家电、汽车、计算机、通讯、医疗、航天、军事等领域的应用十分广泛。基于其优异的磁特性和现代工业发展的需求，烧结钕铁硼发展非常迅速，特别是应用烧结钕铁硼的电机具有较高的能效，烧结钕铁硼永磁电机开发和应用现已被视为全球节能减排的主要途径之一。目前全球已达到10万吨的产量，而且市场需求还在扩大。然而烧结钕铁硼永磁材料重最关键的原材料稀土金属受资源的限制，已经成为各工业国家的战略材料。为了突破稀土金属供需矛盾，提高材料磁性能，降低同等功率电机的烧结钕铁硼永磁材料的使用量已成为研究的主要方向。

烧结钕铁硼永磁材料1983年发明，传统的工艺为采用铸锭加三次机械破碎（颚式初破碎、对辊式中破碎和气流磨破碎），该工艺生产磁体磁性能较低，在90年代，采用速凝铸片工艺、氢碎工艺和气流磨粉碎工艺，材料磁性能大幅度提高，该工艺于2000年在中国开始应用在批量生产中，现已比较成熟。

该工艺在近20年来的研究主要集中在速凝铸片技术和气流磨制粉技术，在氢碎工艺的研究非常少，少量的研究主要集中在铸片吸氢过程的研究上，在非专利文献1和2中重点研究的铸片吸氢反应的原理。专利文献3中主要介绍钕铁硼不饱和吸氢工艺方法主要介绍通过控制氢气浓度来控制反应进度。非专利文献4中，主要研究氢碎的吸氢过程，特别是富钕相含量对氢碎反应的影响，并发现铸锭的破碎断裂面的多少对氢碎反应的孕育时间有影响，并提到升温来缩短孕育期，文中主要涉及铸锭氢碎工艺研究，该工艺目前已经被淘汰。

非专利文献1：NdFeB合金选择氢爆的研究 中国稀土学报  2005年2月第23卷第1期；

非专利文献2：NdFeB氢爆过程中充氢量的定量控制  功能材料 2004年增刊（35）卷

专利文献3：一种钕铁硼不饱和吸氢工艺方法 申请号201210430345.1

非专利文献4：NdFeB合金吸氢过程的研究 中国稀土学报  2004年2月第22卷第1期。

发明内容

本发明的目的是提供一种烧结钕铁硼铸片氢碎工艺，通过对铸片进行活化处理，解决烧结钕铁硼铸片吸氢的不均匀性问题，从而提高氢碎粉料均匀性，提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法。

本发明烧结钕铁硼永磁材料氢碎工艺，包括以下步骤：

（1）        将钕铁硼铸片装入氢碎炉中；

（2）        对钕铁硼铸片进行加热，加热到60~150℃； 

（3）        给氢碎炉通入一氧化碳（CO）进行活化处理，气体流量为10~100mL/min，通入时间为30~180min； 

（4）        停止通入CO，并抽真空到10Pa以下，充入氩气至1000Pa，对炉内CO进行置换，再抽真空到10Pa以下；

（5）        重复操作步骤4，使炉内CO重量百分比浓度小于100PPm；

（6）        关闭真空抽气泵组，并给氢碎炉内充入氢气，让钕铁硼铸片和氢气发生反应，钕铁硼铸片应膨胀而发生破碎成粉料。

步骤1中，将钕铁硼铸片装入氢碎炉中是指将金属原材料经过加热熔化，并快速冷却成宽度2~30mm，厚度0.2~0.7mm的金属薄片，将该薄片装入容器，连同容器一起放进氢碎炉；

在步骤1中，要求抽真空到真空度低于20Pa（这是本领域的通用作法）；

步骤2中，所述对钕铁硼铸片进行加热采用电加热，加热元件为石墨棒或铁铬铝合金系列电阻丝或镍铬电热合金系列电阻丝；

步骤3中，所述CO的重量百分比纯度大于95%，其中杂质氧气（O₂）和水（H₂O）的合计重量百分比含量小于100PPm；

步骤3中，在通入CO的同时，氢碎炉的真空泵组处于开启状态，真空泵组由滑阀泵、罗茨泵、扩散泵、分子泵中至少两种组成；

步骤6中，铸片和氢气反应完成后，对粉料进行脱氢处理，并冷却到60℃以下；

所述钕铁硼铸片中稀土金属重量百分比为28~31%；

所述钕铁硼铸片所含的稀土金属为Nd同时伴有La、Ce、Pr、Eu、Gd、Tb、Dy和Ho中至少一种元素；