钕铁硼磁体的制备方法与流程

本发明涉及钕铁硼磁体，具体为一种耐热钕铁硼磁体的制备方法。

背景技术：

1、钕铁硼磁体以其优异的磁性能而占领了永磁材料的巨大市场，在汽车电机、风力发电机及仪表器件等领域的应用越来越广泛，因而钕铁硼磁体制成的部件需要适应较高的环境温度；另外在一些精密仪器仪表及磁性器件，当外界工作环境条件变化时，要求磁体提供的磁场稳定，否则就要影响仪器仪表的精度和可靠性，因而要求磁体温度系数低，但是普通钕铁硼磁体的居里温度低、温度系数高，限制了其在环境温度较高的电机及精密仪表等领域的应用，因此有效的解决钕铁硼的高温稳定性，成为很多钕铁硼磁体研究工作的重点。

2、磁体的耐热性是指其磁性能不因温度的升高而劣化，在机器发热源处使用钕铁硼磁体，要求随使用温度升高而磁性能不恶化，在现有技术中，低温度系数的钕铁硼磁体，其工作温度较低、矫顽力也较低且成本普遍较高，目前烧结钕铁硼方面为了改善磁体的耐热性采取的方法主要是通过添加co元素来提高居里温度，但是co的添加会形成软磁性的晶界相，不起磁去耦作用，导致材料矫顽力的急剧降低；与烧结钕铁硼磁体相比，粘结钕铁硼磁体具有性价比高、成型方便、加工精度高等优势，但现有粘结钕铁硼磁体存在磁粉与专用树脂粘接不牢、树脂在磁粉表面包覆不完整、易团聚等问题，导致磁体的耐高温性能不理想。

3、本发明通过在钕铁硼磁体成分中引入y、ni等元素，使磁体的居里温度升高、温度系数降低；以合成耐热聚氨酯弹性体作为粘结剂，与表面改性后的磁粉进行压延成型，相容性好，使得制备的钕铁硼磁体较高的温度下仍保持较高的磁性能，工艺简单，成本低廉。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题为：

2、针对现有技术的不足，本发明提供了钕铁硼磁体的制备方法，解决了现有钕铁硼磁体居里温度低、耐热性能差的问题。

3、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

4、钕铁硼磁体的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行：

5、（1）将按质量份数计的10-15份金属nd粉、1-6份金属y粉、1.5-4.5份金属pr粉、2.5-3.5份金属nb粉、45-60份金属fe粉、8-18份金属ni粉、3-8份zro2、0.6-5.4份b-fe合金、0.2-1.5份金属cu粉、0.5-3.0份al2o3的原料放置于真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚中，通入氩气保护，在真空度为0.8×10-3pa-1.5×10-3pa、温度为1300-1500℃下熔炼10-30min，冷却成合金铸锭，然后将合金铸锭破碎至8-15mm，置于熔体快淬炉的铜坩埚中融化，融化后的合金液体快速浇注到钼辊上，得到钕铁硼快淬薄带。

6、（2）将钕铁硼快淬薄带加入到不锈钢氢爆罐中，在真空度为1.8×10-1pa-2.8×10-1pa、温度为450-550℃下活化20-50min，在罐内压力为0.15-0.25mpa下吸氢1-3h，在温度为480-520℃下放氢4-8h，冷却，气流磨制成粒度为1-5μm的细粉，得到钕铁硼磁粉。

7、（3）将钕铁硼磁粉置于kh550的乙醇溶液中，在20-35℃下，用超声波分散处理20-40min，然后浸泡12-24h，在100-120℃下干燥5-10h，得到改性钕铁硼磁粉。

8、（4）将耐热聚氨酯弹性体粘结剂、增塑剂、润滑剂和钙锌稳定剂加入捏合机中，在140-170℃下预处理30-60min，然后置于密闭式混炼机中，加入改性钕铁硼磁粉进行混炼，密炼机上顶栓压力为0.4-0.9mpa，将混合均匀的物料在双辊压延机上压延成型，成型后得到耐热钕铁硼磁体。

9、优选的，所述步骤（1）中钼辊表面线速度为5-20m/s，甩带温度为1200-1350℃。

10、优选的，所述步骤（3）中kh550的质量为钕铁硼磁粉质量的3-6%。

11、优选的，所述步骤（4）中各物质按质量份数计，耐热聚氨酯弹性体为2.5-6.5份、增塑剂为0.5-1.5份、润滑剂为2-4份、钙锌稳定剂为0.2-0.6份、改性钕铁硼磁粉为85-95份。

12、优选的，所述步骤（4）中混炼温度为150-180℃，混炼时间为40-80min，辊温为120-160℃。

13、优选的，所述耐热聚氨酯弹性体的制备方法按以下步骤进行：将聚四氢呋喃醚二醇在100-130℃下真空脱水1-3h，然后冷却至40-60℃，加入1,5-二异氰酸萘，在70-85℃下保温2-3h，得到聚氨酯预聚体，然后真空脱泡5-10min，加入扩链剂2,4,6-三(4-羟基苯基)-1,3,5-三嗪和1,4-二氧六环，搅拌10-20min，浇注到涂有脱模剂的平板模具中，固化干燥后得到耐热聚氨酯弹性体。

14、优选的，所述各物质按质量份数计，聚四氢呋喃醚二醇为100份，1,5-二异氰酸萘为42-105份，扩链剂2,4,6-三(4-羟基苯基)-1,3,5-三嗪为20-30份。

15、优选的，所述固化温度为60-80℃，固化时间为5-10天；所述干燥温度为110-130℃，干燥时间为2-4h。

16、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

17、（1）成分优化：通过引入适量的y、ni等元素，优化了磁体元素的搭配，显著提高了钕铁硼磁体的居里温度和矫顽力、降低了温度系数，且保持了磁体本身的磁性能，进一步改善了钕铁硼磁体耐热性能不良的缺点，扩大了钕铁硼磁体的适用范围。

18、（2）工艺优化：采用快淬薄带工艺，可以使主相晶粒得到细化，富钕相均匀分布，使得对主相晶粒的去耦合作用更加完全，从而提高磁体的矫顽力；采用氢爆制粉工艺可以获得粒径为1-5μm的颗粒，减少磁体表面的氧化，从而获得良好取向的磁体；采用压延成型工艺，使得磁粉在平行和垂直压延方向上，均能呈现片状平铺排列状态，实现了机械取向，从而具备了较高的磁性能。

19、（3）磁粉表面改性优化：通过kh550对钕铁硼磁粉进行表面改性，脱水缩合后形成以si-o-共价键形式与磁粉进行化学吸附，这种吸附与磁粉结合紧密，具有良好的防氧化效果且有利于改善磁粉与树脂的粘结性。

20、（4）耐热性聚氨酯弹性体粘结剂优化：通过合成含有耐热基团的萘基和三嗪基团的聚氨酯弹性体，与改性钕铁硼磁体构成一个非常稳固、刚硬的体系，使得磁体在高温环境下具有优良的尺寸稳定性。

技术特征：

1.一种钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于，所述制备方法按以下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的耐热钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中钼辊表面线速度为5-20m/s，甩带温度为1200-1350℃。

3.根据权利要求1所述的耐热钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中各物质按质量份数计，增塑剂为0.5-1.5份、润滑剂为2-4份、钙锌稳定剂为0.2-0.6份。

技术总结本发明涉及钕铁硼磁体技术领域，且公开了钕铁硼磁体的制备方法，通过引入Y、Ni等元素，优化了磁体元素的搭配，显著提高了钕铁硼磁体的居里温度和矫顽力、降低了温度系数，从而改善了钕铁硼磁体耐热不良的缺点；采用快淬薄带、氢爆制粉及压延成型工艺，使主相晶粒得到细化，实现了机械取向，使得磁体具备较高的磁性能；通过KH550对钕铁硼磁粉进行表面改性，脱水缩合后形成以Si‑O‑共价键形式与磁粉进行化学吸附，有利于改善磁粉与树脂的粘结性；含有耐热基团的萘基和三嗪基团的聚氨酯弹性体粘结剂，能与改性钕铁硼磁体构成一个非常稳固的体系，使得磁体在高温环境下具有优良的尺寸稳定性。技术研发人员：李军,刘超受保护的技术使用者：江苏普隆磁电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25