稀土铁系永磁材料的制备原理及技术

铸造-热变形工艺
热压-热变形工艺
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问题：为什么热压 形变样品沿平行压
力方向的磁性能会
有所提高？
HDDR制备各向异性磁粉
• 粘结剂是粘结磁体中的重要组分，它在粘结磁体 中形成连续相，它的基本作用是增加磁粉颗粒之 间的结合度。 • 粘结剂包括：热固性树脂、热塑性树脂、橡胶及 金属Zn。 • 为了加强磁粉与粘结剂之间的亲和性，可用偶联 剂处理NdFeB磁粉的界面。
• 偶联剂主要有：硅烷类、钛酸酯类、有机络合物 类等。
稀土永磁材料制备技术——
主要内容
• 烧结法制备稀土铁系永磁材料
• 粘结法制备稀土铁系永磁材料 • 热变形法制备稀土铁系永磁材料
稀土铁系永磁材料制备方法
• 1983年日本和美国同时发现了钕铁硼合金，称为 第三代永磁材料，当Nd原子和Fe原子分别被不同 的RE原子和其他金属原子取代可发展成多种成分 不同、性能不同的Nd-Fe-B系永磁材料。 • 其制备方法主要有烧结法、热变形法、还原扩散 法、熔体快淬法、粘结法、铸造法等，其中烧结 法和粘结法在生产中应用最广泛。
粘结法制备稀土铁系永磁材料
• 定义：是将经冶炼、研磨后的合金粉末+粘结剂和 其他添加剂按一定比例混合，然后用压制、挤出 或注射成型等方法制成一定形状的材料的过程。 • 特点：工艺简单、原料利用率高、尺寸精度高、 无需二次加工、产品性状自由度大、机械强度高， 今年来研究较多，发展较快。
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• 粘结永磁材料制造的关键技术是：磁粉的制备、 偶联剂和粘结剂的选择，粘结剂的添加量，成型
粘结永磁体的成型方法主要有压制成型、注射 成型、挤压成型和压延成型。
热变形法制备稀土铁系永磁材料
热压/热变形法就是在一定的温度范围内，施加 一定的压力，将快淬粉末、球磨粉末、HDDR粉末压 制成块体，目的是为了获得各向异性磁粉。
下图是热压磁体以及热压/热变形磁体最大磁能积随 Nd含量的变化关系，可以看出随着稀土含量的增加，热 变形磁体的最大磁能积显著提高。
的压力和取向磁场的强度等。
• 粘结Nd-Fe-B永磁材料用的磁粉制造方法主要有快
淬法（MQ）、HDDR法、机械合金化法和雾化法等。
• 粘结剂的基本作用是增加磁性粉末颗粒的流动性 和它们之间的结合强度。 • 选择粘结剂的原则：结合力大，粘结强度高，吸 水性低，尺寸稳定性好和热稳定性好等。
HDDR制备各向同性磁粉
烧结法制备稀土铁系永磁材料
• 烧结Nd-Fe-B系永磁材料是用粉末冶金的方法制造的，其 主要的工艺流程图如图所示：
合金冶炼、速凝薄带的制备：
• 制粉工段负责将熔炼后的产品制成细粉，主要过程 有氢碎（中碎）、粗粉搅拌、气流磨、细粉搅拌。
为了进一步提高密度，改进粉末颗粒之间的接触性质， 提高强度，使磁体具有高用磁性能的显微组织特性，需要将 压坯加热到粉末基体相熔点以下的温度，进行热处理一段时 间，这一过程称为烧结。