一種全致密各向異性NdFeB/MnBi混合永磁的制備方法技術

本發明專利技術公開一種全致密各向異性NdFeB/MnBi混合永磁的制備方法，首先制備MnBi合金粉末，按質量比計算，將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，將該NdFeB/MnBi混合粉末放入磁場中取向成型，然后將成型后的NdFeB/MnBi混合粉末燒結即得NdFeB/MnBi混合永磁，采用本發明專利技術所制備的各向異性NdFeB/MnBi混合永磁，密度可達到7.75?7.95g/cm

【技術實現步驟摘要】
一種全致密各向異性NdFeB/MnBi混合永磁的制備方法
本專利技術涉及大塊永磁
，具體涉及一種全致密各向異性NdFeB/MnBi混合永磁的制備方法。
技術介紹
釹鐵硼永磁合金是當今磁能積最高的永磁，且生產工藝成熟、成本較低，被廣泛應用，然而釹鐵硼永磁的居里溫度較低，磁性能隨溫度增加會大幅下降，不適宜應用在高溫工作環境領域。近年來一種不含稀土的永磁錳鉍合金引起人們的注意，錳鉍合金雖然磁能積遠小于釹鐵硼永磁，但也具有獨特的優勢：不含稀土元素，矯頑力較高，且矯頑力隨溫度升高而升高。由以前的公開報道可知，已有人將MnBi和NdFeB制作為混合磁體，如將MnBi和NdFeB磁粉混合制作成各向同性粘結磁體，或利用燒結法將混合粉末燒結為各向異性塊體。前者，磁體密度較低且為各向同性，磁體磁性能較低；而后者，盡管磁體為各向異性，但由于采用的燒結法，磁體無法實現全致密，密度較低，造成磁體磁性能較低。因此，為利用MnBi磁粉的優勢，改善NdFeB磁體的綜合磁性能，如何制得全致密各向異性NdFeB/MnBi混合永磁具有重要的意義。
技術實現思路
為解決以上技術問題，本專利技術提供一種全致密各向異性NdFeB/MnBi混合永磁的制備方法。技術方案如下：一種全致密各向異性NdFeB/MnBi混合永磁的制備方法，其關鍵在于：制備MnBi合金粉末，按質量比計算，將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，將該NdFeB/MnBi混合粉末放入磁場中取向成型，然后將成型后的NdFeB/MnBi混合粉末燒結即得NdFeB/MnBi混合永磁。制備MnBi合金粉末的步驟如下：配置MnBi合金原料，然后采用真空電弧熔煉將MnBi合金原料制成合金鑄錠，接著將合金鑄錠破碎并真空甩帶制成MnBi合金薄帶，最后將MnBi合金薄帶進行真空熱處理并破碎即得所述MnBi合金粉末。制備所述NdFeB/MnBi混合粉末的方法為首先將MnBi合金粉末放入球磨罐中進行首次滾動球磨，然后再加入NdFeB粉末進行二次滾動球磨即得所述NdFeB/MnBi混合粉末。上述首次滾動球磨是在正庚烷的保護下進行，按質量比計算，球料比為10:1球磨120min；所述二次滾動球磨的時間為60min。上述磁場為脈沖磁場，磁場強度為2.5T，所述取向成型過程中在氬氣氛圍下進行。上述真空熱處理的條件為真空度10-2Pa，溫度300℃，保溫處理8h。上述燒結條件為在3min內將溫度升溫至300℃，然后保溫5min，接著在1min內將溫度升溫至600℃，最后在60min內快速降溫至50℃即可，整個燒結過程中施加1GPa壓力。上述MnBi合金原料中按摩爾比計算Mn:Bi的摩爾比為1:1；所述NdFeB粉末為經HDDR處理后的各向異性NdFeB磁性粉末；所述MnBi合金粉末為80目。有益效果：采用本專利技術所制備的各向異性NdFeB/MnBi混合永磁，密度可達到7.75-7.95g/cm3，混合永磁中兩種硬磁相都具有較好取向(各向異性)，且退磁曲線表現出單相退磁特征，適量MnBi的加入可保證磁體磁性能的同時，改善NdFeB磁體在高溫下的矯頑力。附圖說明圖1為實施例1的退磁曲線；圖2為實施例1的垂直于磁化方向平面的XRD圖；圖3為實施例2的退磁曲線；圖4為實施例2的垂直于磁化方向平面的XRD圖。具體實施方式下面結合實施例和附圖對本專利技術作進一步說明。實施例1，步驟一、首先制備MnBi合金粉末配制摩爾比為1:1的MnBi的合金原料，利用真空電弧熔煉反復熔煉三次，從而得到成分均勻的合金鑄錠，接著將合金鑄錠破碎并以30m/s的甩帶速度進行真空甩帶，得到MnBi合金薄帶，將MnBi合金薄帶在真空熱處理爐中進行真空熱處理，真空熱處理條件為：真空度為10-2Pa、加熱溫度為300℃，保溫時間8h，然后將經真空熱處理后的MnBi薄帶放入手套箱中并破碎至80目，獲得所述MnBi合金粉末；步驟二、制備NdFeB/MnBi混合粉末按質量比計算，將20％的MnBi合金粉末和80％的經HDDR處理后的市售各向異性NdFeB粉末混合均勻得到NdFeB/MnBi混合粉末。為獲得混合均勻的NdFeB/MnBi混合粉末，采用兩步球磨法，即：將所述MnBi合金粉末放入球磨罐中，并在正庚烷保護下進行首次滾動球磨，首次滾動球磨的球料比為10:1；球磨120min后放入NdFeB粉末進行二次滾動球磨，二次滾動球磨時間為60min，然后將球磨后的混合粉末真空干燥去除正庚烷液體即得所述NdFeB/MnBi混合粉末；步驟三、制備NdFeB/MnBi混合永磁在手套箱中將步驟二中制得的NdFeB/MnBi混合粉末放入硬質合金無磁模具中，然后將該無磁模具放入磁場強度為2.5T的脈沖磁場成型機中在氬氣氛圍下對NdFeB/MnBi混合粉末取向成型，將成型后的NdFeB/MnBi混合粉末連同無磁模具一起放入放電等離子燒結爐中進行真空熱壓燒結，燒結工藝為：在1GPa壓力下，3min內溫度由室溫升至300℃，然后保溫5min，接著在1min內快速升溫至600℃，之后在60min內快速降溫至50℃，即制得各向異性的NdFeB/MnBi混合永磁，該NdFeB/MnBi混合永磁的密度為7.75g/cm3，如圖1所示，制得的NdFeB/MnBi混合永磁在室溫(25℃)及高溫(100℃)下均具有較好磁性能，如圖2所示，NdFeB/MnBi混合永磁還具有較好的取向。實施例2，步驟一、首先制備MnBi合金粉末配制摩爾比為1:1的MnBi的合金原料，利用真空電弧熔煉反復熔煉三次，從而得到成分均勻的合金鑄錠，接著將合金鑄錠破碎并以30m/s的甩帶速度進行真空甩帶，得到MnBi合金薄帶，將MnBi合金薄帶在真空熱處理爐中進行真空熱處理，真空熱處理條件為：真空度為10-2Pa、加熱溫度為300℃，保溫時間8h，然后將經真空熱處理后的MnBi薄帶放入手套箱中并破碎至80目，獲得所述MnBi合金粉末；步驟二、制備NdFeB/MnBi混合粉末按質量比計算，將30％的MnBi合金粉末和70％的經HDDR處理后的市售各向異性NdFeB粉末混合均勻得到NdFeB/MnBi混合粉末。為獲得混合均勻的NdFeB/MnBi混合粉末，采用兩步球磨法，即：將所述MnBi合金粉末放入球磨罐中，并在正庚烷保護下進行首次滾動球磨，首次滾動球磨的球料比為10:1；球磨120min后放入NdFeB粉末進行二次滾動球磨，二次滾動球磨時間為60min，然后將球磨后的混合粉末真空干燥去除正庚烷液體即得所述NdFeB/MnBi混合粉末；步驟三、制備NdFeB/MnBi混合永磁在手套箱中將步驟二中制得的NdFeB/MnBi混合粉末放入硬質合金無磁模具中，然后將該無磁模具放入磁場強度為3T的脈沖磁場成型機中在氬氣氛圍下對NdFeB/MnBi混合粉末取向成型，將成型后的NdFeB/MnBi混合粉末連同無磁模具一起放入放電等離子燒結爐中進行真空熱壓燒結，燒結工藝為：在1GPa壓力下，3min內溫度由室溫升至300℃，然后保溫5min，接著在1min內快速升溫至600℃，之后在60min內快速降溫至30℃，即制得各向異性的NdFeB/MnBi混合永磁，該NdFeB/MnB本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種全致密各向異性NdFeB/MnBi混合永磁的制備方法，其特征在于：制備MnBi合金粉末，按質量比計算，將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，將該NdFeB/MnBi混合粉末放入磁場中取向成型，然后將成型后的NdFeB/MnBi混合粉末燒結即得NdFeB/MnBi混合永磁。

【技術特征摘要】
1.一種全致密各向異性NdFeB/MnBi混合永磁的制備方法，其特征在于：制備MnBi合金粉末，按質量比計算，將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，將該NdFeB/MnBi混合粉末放入磁場中取向成型，然后將成型后的NdFeB/MnBi混合粉末燒結即得NdFeB/MnBi混合永磁。2.根據權利要求1所述的一種全致密各向異性NdFeB/MnBi混合永磁的制備方法，其特征在于制備MnBi合金粉末的步驟如下：配置MnBi合金原料，然后采用真空電弧熔煉將MnBi合金原料制成合金鑄錠，接著將合金鑄錠破碎并真空甩帶制成MnBi合金薄帶，最后將MnBi合金薄帶進行真空熱處理并破碎即得所述MnBi合金粉末。3.根據權利要求1或2所述的一種全致密各向異性NdFeB/MnBi混合永磁的制備方法，其特征在于：制備所述NdFeB/MnBi混合粉末的方法為首先將MnBi合金粉末放入球磨罐中進行首次滾動球磨，然后再加入NdFeB粉末進行二次滾動球磨即得所述NdFeB/MnBi混合粉末。4.根據權利要求3所述的一種全致密各向異性NdFeB/MnBi混合永磁的制備...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬毅龍，銀學國，鄭強，李兵兵，邵斌，郭東林，李春紅，
申請(專利權)人：重慶科技學院，
類型：發明
國別省市：重慶,50