[发明专利]一种高耐腐蚀性和机加工性的烧结钕铁硼的制备方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及钕铁硼磁性材料加工领域，尤其涉及一种高耐腐蚀性和机加工性的烧结钕铁硼的制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼材料是目前磁能积最高的永磁材料，特别是烧结钕铁硼永磁体，其超高的矫顽力和剩磁，使其获得了“磁王”称号。高矫顽力和高剩磁使其在应用中提供了更大的磁通密度，大大的缩小了设备的体积。但是随着钕铁硼应用领域的扩展，客户对烧结钕铁硼的耐腐蚀性和可加工性提出了更高的要求。

烧结钕铁硼是一种易于在潮湿高温环境中而腐蚀破坏的化合物合金。在当前条件下，多数应用领域的钕铁硼烧结永磁体一般通过电镀镀层的手段来隔绝外部的高温湿热环境来保护钕铁硼永磁体本身不被腐蚀。镀层保护的弊端是在镀层破坏后，钕铁硼永磁体本身在使用环境中迅速腐蚀，发生突然性功能失效，其破坏之前几乎没有明显预兆。由于钕铁硼材料的这种由于迅速腐蚀而导致的突发性功能破坏使应用设备的失效很难得到有效的预警。

钕铁硼的可加工性是钕铁硼突破应用领域的另一个难题，对于结构复杂的异型磁体来说，模压成型以后，需要对其进行倒角、滚圆、套孔、切削等机械加工。由于钕铁硼的硬度高、延展性低，在机加工过程中不可避免的会造成掉角、掉边、磕斑、刀丝等机加工损伤。同时由于永磁体作为提供磁能的储能材料使用，其外形对自身性能产生很大的影响，一旦其外部出现机械硬伤基本代表其功能的失效。

发明内容

本发明目的就是提供一种高耐腐蚀性和机加工性的烧结钕铁硼的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高耐腐蚀性和机加工性的烧结钕铁硼的制备方法，包括以下步骤：

（1）原材料成份：其配方的组成百分比为：钒元素0.26-0.3%，锌元素1-3%，稀土元素13.8-14.3%，硼元素5.8-6.1%，铁元素73.22-75.45%，剩余量为其他元素，所述的其他元素为铜、铝、钴、钆、镓、中的一种或几种；

（2）利用铸锭工艺制备钕铁硼合金钢锭，通过氢碎和气流磨工艺制备平均粒度为3-5um的钕铁硼合金粉末；

（3）将上述得到的钕铁硼合金粉末在1.0-2.2T的磁场下压制成型，成型后经等静压工艺使其密度为4.3-4.7g/cm³；

（4）把经等静压后的坯体放入高真空烧结炉中，经过真空度0.05pa下1050-1120℃烧结3-6h，然后风冷或自冷至450-550℃，进行3-5h的时效处理，最后迅速冷却至70℃以下出炉。

本发明的优点是：

本发明的钒锌复合添加改善钕铁硼的耐腐蚀性和机加工性的方法是通过同时向钕铁硼中添加钒和锌两种元素，并通过特定的熔炼-氢碎-气流磨-烧结工艺来提高钕铁硼的耐腐蚀性和可加工性的目的。在添加2at%左右锌元素的钕铁硼材料中，钕铁硼的耐腐蚀会大大提高同时磁性能变化不大，当添加较微量5at%的锌元素时，钕铁硼的磁性能明显下降。而0.26at%左右微量钒的添加可有效防止烧结过程中的晶粒长大提高烧结钕铁硼磁性能的同时的材料的高低温力学性能得到改善，延展性增强，减少了由于热震而造成结构损伤的几率，从而大大提高了钕铁硼材料在加工过程中的破坏，提高了加工成品率。在本发明中通过使用钒和锌复合添加的方法，在保证材料磁性能不变的前提下提高了钕铁硼材料的耐腐蚀性同时极大改善了烧结钕铁硼材料的加工性能，满足了高端客户的需求。

具体实施方式

实施例1

（1）采用铸锭工艺制备钕铁硼钢锭，其名义成分原子百分比为：

Pr为2.27%，Nd为11.03%，B为6.02%，Dy为0.59%，Co为1.12%，V为0.26%，Zn为1.6%，Al为1.22%，Cu为0.16%，Fe为75.73%，

（2）用氢碎-气流磨工艺进行制粉，制粉后钕铁硼颗粒的平均粒径为3.5um；

（3）在1.7T的磁场中压制成型；

（4）将成型后的坯体进行130-200Mpa的压力下进行等静压5-20秒；

（5）进行磁性能测试盒耐腐蚀失重实验及实际生产中切片成品率统计，失重实验的条件为压力2个大气压，温度120℃，湿度100%RH，时间72小时。

通过上述工艺制备的样品的性能与普通钕铁硼对比列表如下：

实施例2

（1）采用铸锭制备钕铁硼钢锭，其名义成分原子百分比为：