[发明专利]一种全致密各向异性NdFeB/MnBi混合永磁的制备方法

说明书

本发明公开一种全致密各向异性NdFeB/MnBi混合永磁的制备方法，首先制备MnBi合金粉末，按质量比计算，将20‑30％的MnBi合金粉末和70‑80％的NdFeB粉末混合后得到NdFeB/MnBi混合粉末，将该NdFeB/MnBi混合粉末放入磁场中取向成型，然后将成型后的NdFeB/MnBi混合粉末烧结即得NdFeB/MnBi混合永磁，采用本发明所制备的各向异性NdFeB/MnBi混合永磁，密度可达到7.75‑7.95g/cm³，样品中两种硬磁相都具有较好取向，且退磁曲线表现出单相退磁特征，适量MnBi的加入可保证磁体磁性能的同时，改善NdFeB磁体在高温下的矫顽力。

技术领域

本发明涉及大块永磁技术领域，具体涉及一种全致密各向异性NdFeB/MnBi混合永磁的制备方法。

背景技术

钕铁硼永磁合金是当今磁能积最高的永磁，且生产工艺成熟、成本较低，被广泛应用，然而钕铁硼永磁的居里温度较低，磁性能随温度增加会大幅下降，不适宜应用在高温工作环境领域。

近年来一种不含稀土的永磁锰铋合金引起人们的注意，锰铋合金虽然磁能积远小于钕铁硼永磁，但也具有独特的优势：不含稀土元素，矫顽力较高，且矫顽力随温度升高而升高。由以前的公开报道可知，已有人将MnBi和NdFeB制作为混合磁体，如将MnBi和NdFeB磁粉混合制作成各向同性粘结磁体，或利用烧结法将混合粉末烧结为各向异性块体。前者，磁体密度较低且为各向同性，磁体磁性能较低；而后者，尽管磁体为各向异性，但由于采用的烧结法，磁体无法实现全致密，密度较低，造成磁体磁性能较低。因此，为利用MnBi磁粉的优势，改善NdFeB磁体的综合磁性能，如何制得全致密各向异性NdFeB/MnBi混合永磁具有重要的意义。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种全致密各向异性NdFeB/MnBi混合永磁的制备方法。

技术方案如下：一种全致密各向异性NdFeB/MnBi混合永磁的制备方法，其关键在于：制备MnBi合金粉末，按质量比计算，将20-30％的MnBi合金粉末和70-80％的NdFeB粉末混合后得到NdFeB/MnBi混合粉末，将该NdFeB/MnBi混合粉末放入磁场中取向成型，然后将成型后的NdFeB/MnBi混合粉末烧结即得NdFeB/MnBi混合永磁。

制备MnBi合金粉末的步骤如下：配置MnBi合金原料，然后采用真空电弧熔炼将MnBi合金原料制成合金铸锭，接着将合金铸锭破碎并真空甩带制成MnBi合金薄带，最后将MnBi合金薄带进行真空热处理并破碎即得所述MnBi合金粉末。

制备所述NdFeB/MnBi混合粉末的方法为首先将MnBi合金粉末放入球磨罐中进行首次滚动球磨，然后再加入NdFeB粉末进行二次滚动球磨即得所述NdFeB/MnBi混合粉末。

上述首次滚动球磨是在正庚烷的保护下进行，按质量比计算，球料比为10:1球磨120min；所述二次滚动球磨的时间为60min。

上述磁场为脉冲磁场，磁场强度为2.5T，所述取向成型过程中在氩气氛围下进行。

上述真空热处理的条件为真空度10^-2Pa，温度300℃，保温处理8h。

上述烧结条件为在3min内将温度升温至300℃，然后保温5min，接着在1min内将温度升温至600℃，最后在60min内快速降温至50℃即可，整个烧结过程中施加1GPa压力。

上述MnBi合金原料中按摩尔比计算Mn:Bi的摩尔比为1:1；所述NdFeB粉末为经HDDR处理后的各向异性NdFeB磁性粉末；所述MnBi合金粉末为80目。