一種具有高溫穩(wěn)定性的納米稀土永磁材料的制備系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種納米稀土永磁材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，依次包括配料裝置、熔煉裝置、合金甩帶裝置、和晶化處理裝置；配料裝置、熔煉裝置、合金甩帶裝置、和晶化處理裝置從工藝上游至工藝下游依次排列；配料裝置包括工業(yè)純金屬元素Fe的供料器、工業(yè)純金屬元素Nd的供料器、工業(yè)純金屬元素B的供料器、工業(yè)純金屬元素Nb的供料器、工業(yè)純金屬元素Zr的供料器、以及工業(yè)純金屬元素Fe、Nd、B、Nb、Zr的原子百分比配料控制器；所述熔煉裝置得到合金溶液與合金甩帶裝置連通；合金甩帶裝置得到的甩帶后產(chǎn)物與晶化處理及退火熱處理裝置連通。本實(shí)用新型不添加Co元素，具有低成本、高工作溫度、高內(nèi)稟矯頑力的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種具有高溫穩(wěn)定性的納米稀土永磁材料的制備系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有高溫穩(wěn)定性的納米稀土永磁材料的制備系統(tǒng)，更具體地，涉及一種低成本、高工作溫度、高內(nèi)稟矯頑力的粘結(jié)釹鐵硼納米稀土永磁材料的制備系統(tǒng)。
[0002]在本實(shí)用新型中，術(shù)語(yǔ)“第一比例控制器”是指所述原子百分比配料控制器具有基本表達(dá)式為RxFe1(l(l?x?z?yBzNy,其中，R為釹和/或鐠；Fe為鐵元素，B為硼元素；N為銀或錯(cuò)；x為15?36的任意數(shù)值，z為2?10的任意數(shù)值，y為4?10的任意數(shù)值。
[0003]在本實(shí)用新型中，術(shù)語(yǔ)“第二比例控制器”是指所述原子百分比配料控制器具有基本表達(dá)式為RxFe1(l(l?x?z?yBzNy,其中，R為釹和/或鐠；Fe為鐵元素，B為硼元素；N為銀或錯(cuò)；x為18?32的任意數(shù)值，z為2.6?8.5的任意數(shù)值，y為4.8?9的任意數(shù)值。
[0004]在本實(shí)用新型中，術(shù)語(yǔ)“第一比例控制器”是指所述原子百分比配料控制器具有基本表達(dá)式為RxFe1(l(l?x?z?yBzNy,其中，R為釹和/或鐠；Fe為鐵元素，B為硼元素；N為銀或鋯；x為20?29.5的任意數(shù)值，z為3?7.9的任意數(shù)值，y為5.5?7.6的任意數(shù)值。
[0005]在本實(shí)用新型中，術(shù)語(yǔ)“晶化處理溫度控制器”是指晶化處理在400?800°C進(jìn)行的溫度控制器。
[0006]在本實(shí)用新型中，術(shù)語(yǔ)“使晶化處理時(shí)間控制器”是指使晶化處理時(shí)間為2?35分鐘的時(shí)間控制器。
【背景技術(shù)】
[0007]粘結(jié)釹鐵硼的納米稀土永磁材料因其高性能、低成本等優(yōu)點(diǎn)，而獲得廣泛的研究和重視，但這類材料居里溫度普遍偏低，在高溫環(huán)境下應(yīng)用受到很大的限制。
[0008]諸如各種電機(jī)及傳感器要求其工作溫度在130?150°C左右，而在汽車工業(yè)領(lǐng)域，要求其工作溫度在150?180°C，為提高粘結(jié)釹鐵硼的納米稀土永磁材料的高溫穩(wěn)定性，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，許多研究在NdFeB基礎(chǔ)上復(fù)合添加Co?Dy、Co?Ga形成一種新型復(fù)合永磁材料。
[0009]如在專利《一種具有較好溫度穩(wěn)定性的納米晶復(fù)合NdFeB永磁合金及其制備方法》(專利申請(qǐng)?zhí)?201010215804.5)中描述了一種具有較好溫度穩(wěn)定性的納米復(fù)合NdFeB永磁合金，該永磁合金成分以原子百分比計(jì)為:Fe70?80%、Nd7?12%、Co3?8%、Ga0.1?4%、Zr0.2?5%、B4?10%。但是，此專利使用了過多的戰(zhàn)略資源Co，這將使成本提高而不利于推廣應(yīng)用。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)的釹鐵硼永磁合金的缺點(diǎn)是磁性能較低，熱穩(wěn)定性差，使用溫度低，在高溫環(huán)境下不利于使用，比如電機(jī)、傳感器等部件，磁體的磁性能會(huì)因發(fā)熱或環(huán)境溫度提高而大大降低，甚至導(dǎo)致部件失效，因而限制了磁體的使用范圍。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]本實(shí)用新型的目的是提供一種粘結(jié)釹鐵硼納米稀土永磁材料的制備系統(tǒng)，其不添加Co元素，具有低成本、高工作溫度、高內(nèi)稟矯頑力的優(yōu)點(diǎn)。
[0012]為此，本實(shí)用新型提供了一種納米稀土永磁材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，依次包括配料裝置、熔煉裝置、合金甩帶裝置、和晶化處理裝置；配料裝置、熔煉裝置、合金甩帶裝置、和晶化處理裝置從工藝上游至工藝下游依次排列；配料裝置包括工業(yè)純金屬元素Fe的供料器、工業(yè)純金屬元素Nd的供料器、工業(yè)純金屬元素B的供料器、工業(yè)純金屬元素Nb的供料器、工業(yè)純金屬元素Zr的供料器、以及工業(yè)純金屬元素Fe、Nd、B、Nb、Zr的原子百分比配料控制器；所述熔煉裝置得到合金溶液與合金甩帶裝置連通；合金甩帶裝置得到的甩帶后產(chǎn)物與晶化處理裝置連通。
[0013]優(yōu)選地，所述原子百分比配料控制器是第一比例控制器。
[0014]優(yōu)選地，所述原子百分比配料控制器是第二比例控制器。
[0015]優(yōu)選地，所述原子百分比配料控制器是第三比例控制器。
[0016]優(yōu)選地，所述熔煉裝置是真空熔煉爐。
[0017]優(yōu)選地，在所述熔煉裝置和所述合金甩帶裝置之間還設(shè)有合金預(yù)處理裝置。
[0018]優(yōu)選地，所述合金甩帶裝置具有溫度、氣壓、真空度、和/或輥面線速的控制裝置。
[0019]優(yōu)選地，所述晶化處理裝置設(shè)有使晶化處理在400?800°C進(jìn)行的溫度控制器。
[0020]優(yōu)選地，所述晶化處理裝置設(shè)有使晶化處理時(shí)間為2?35分鐘的時(shí)間控制器。
[0021]本實(shí)用新型通過添加Nb、Zr等過渡金屬元素改善永磁合金的微結(jié)構(gòu)，Nb、Zr等過渡金屬元素在快速凝固過程中形成超細(xì)的α -Fe相，抑制了 Nd-Fe-B晶粒的形核長(zhǎng)大，細(xì)化了晶粒，增強(qiáng)軟磁相和硬磁相的交換耦合作用，提高了產(chǎn)品的性能。
[0022]本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中釹鐵硼永磁合金磁性能較低，熱穩(wěn)定性差，使用溫度低，在高溫環(huán)境下不利于使用的缺點(diǎn)，在不添加Co元素的情況下獲得具有高內(nèi)稟矯頑力、高操作溫度磁粉。本實(shí)用新型的稀土永磁材料表現(xiàn)出約955?995kA/m的內(nèi)稟矯頑力(Hci)，820?840mT的高剩磁(Br)，114Kj/m3以上的最大磁能積(BHmax)以及150-180°C的最高工作溫度，顯著擴(kuò)大了相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，降低了磁粉的不可逆磁通，在150°C以上高溫處理I小時(shí)，不可逆損失為2%以下。
[0023]本實(shí)用新型的納米稀土永磁材料適合電機(jī)、傳感器等需要在高工作溫度下使用的部件，且磁體性能不會(huì)因器件的發(fā)熱或環(huán)境溫度的提高而降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為同類產(chǎn)品在SEM電鏡下的微觀結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖2為本實(shí)用新型產(chǎn)品在SEM電鏡下的微觀結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖3為本實(shí)用新型產(chǎn)品在不同溫度下的減磁量與同類產(chǎn)品的比較圖。
[0027]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型的納米稀土永磁材料的制備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖1-4和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型不限于這些實(shí)施例，以下實(shí)施例只為說明目的，不應(yīng)當(dāng)被用來限制本實(shí)用新型以及權(quán)利要求的范圍。
[0029]如圖4所示，一種納米稀土永磁材料的制備系統(tǒng)依次包括配料裝置1、熔煉裝置2、合金甩帶裝置3、晶化處理裝置4 ;配料裝置1、熔煉裝置2、合金甩帶裝置3、晶化處理裝置4從工藝上游至工藝下游依次排列；配料裝置I包括工業(yè)純金屬元素Fe的供料器、工業(yè)純金屬元素Nd的供料器、工業(yè)純金屬元素B的供料器、工業(yè)純金屬元素Nb的供料器、工業(yè)純金屬元素Zr的供料器、以及工業(yè)純金屬元素Fe、Nd、B、Nb、Zr的原子百分比配料控制器；所述熔煉裝置2得到合金溶液與合金甩帶裝置3連通；合金甩帶裝置3得到的甩帶后產(chǎn)物與晶化處理裝置4連通。
[0030]實(shí)施例1:
[0031]按照以下配方，純度為99.9%的Nd，原子百分比為29%，F(xiàn)e-B合金(其中B含量為19%)，B的原子百分比為2.8%，Nb的原子百分比為4.2%，剩余為Fe含量。在惰性氣體氬氣的保護(hù)下，放入真空熔煉爐中冶煉，得到50公斤成分均勻的合金錠，再將得到的合金錠進(jìn)行快淬處理(見圖3)，輪速約為20~39m/s，得到金屬薄帶后破碎過40目篩網(wǎng)，在500°C~700°C溫度下晶化10分鐘，將制備的樣品用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)測(cè)出其磁性能，性能如表I所示:
[0032]表1
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種納米稀土永磁材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，依次包括配料裝置、熔煉裝置、合金甩帶裝置、和晶化處理裝置；配料裝置、熔煉裝置、合金甩帶裝置、和晶化處理裝置從工藝上游至工藝下游依次排列；配料裝置包括工業(yè)純金屬元素Fe的供料器、工業(yè)純金屬元素Nd的供料器、工業(yè)純金屬兀素B的供料器、工業(yè)純金屬兀素Nb的供料器、工業(yè)純金屬兀素Zr的供料器、以及工業(yè)純金屬元素Fe、Nd、B、Nb、Zr的原子百分比配料控制器；所述熔煉裝置得到合金溶液與合金甩帶裝置連通；合金甩帶裝置得到的甩帶后產(chǎn)物與晶化處理裝置連通。
2.如權(quán)利要求1所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述原子百分比配料控制器是第一比例控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述原子百分比配料控制器是第二比例控制器。
4.如權(quán)利要求1所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述原子百分比配料控制器是第三比例控制器。
5.如權(quán)利要求1所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述熔煉裝置是真空熔煉爐。
6.如權(quán)利要求1所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，在所述熔煉裝置和所述合金甩帶裝置之間還設(shè)有合金預(yù)處理裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述合金甩帶裝置具有溫度、氣壓、真空度、和/或輥面線速的控制裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述晶化處理裝置設(shè)有晶化處理溫度控制器。
9.如權(quán)利要求1所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述晶化處理裝置設(shè)有使晶化處理時(shí)間控制器。
【文檔編號(hào)】H01F1/053GK203573770SQ201320692567
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】陳鑫, 楊安, 郭蓓 申請(qǐng)人:江西江鎢稀有金屬新材料有限公司