耐高温烧结钕铁硼磁体的制备及性能研究

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本文首先对烧结钕铁硼磁体的研究进展做了分析和总结,采用25kg真空中频感应熔炼炉制备了钕铁硼铜模合金锭和速凝鳞片合金锭,以XRD、磁性能测试等分析测试方法,分别研究了凝固工艺、氢破碎工艺、抗氧化剂、润滑剂、合金元素、烧结温度、回火工艺等对烧结钕铁硼磁体的磁性能以及显微组织的影响,制备出了剩磁Br在1.35T1.45T,矫顽力Hcj在11501500kA/m,最大磁能积(BH)max大小为350kJ/m3左右,密度7.57.6g/cm3的高性能烧结钕铁硼磁体。接着讨论了磁体磁性能的改变的原因,进而结合相关研究结论得出具有高性能的磁体所应具有的理想的显微组织。同时,也对工业生产的具有高矫顽力的烧结钕铁硼磁体进行了研究。得出以下主要结论:水冷铜模法获得的铸锭中有α-Fe相析出,使破碎制粉变得困难,由于α-Fe相为软磁性相,它的存在降低了主相Nd2Fe14B的体积分数降低,导致制得磁体的饱和磁化强度降低。速凝铸片工艺,铸片冷凝速度快,有效抑制了α-Fe相的析出,铸片组织均匀,柱状晶生长良好,富钕相沿柱状晶边界均匀分布。氢破碎可提高气流磨磨粉速率,且制得磁体的磁性能比传统的机械破碎方法制得磁体的磁性能高,是一种优良的铸锭粗破碎的方法;在气流磨磨粉时,添加抗氧化剂可显著降低最终制得磁体的氧含量,提高磁体磁性能;磁场取向压制成型时,加入润滑剂,可以有效提高磁体的磁性能和密度;随着烧结温度的升高,磁体密度和剩磁均提高,矫顽力则呈降低趋势。回火后,磁体的磁性能尤其是内禀矫顽力Hcj明显提高。磁体的这种磁性能的显著改善,主要是由于回火处理改变了磁体的显微组织。回火后的磁体,主相与晶界相边界平直光滑、清晰,富钕相沿晶界分布更加均匀,减少了磁体的组织缺陷,降低了晶界处的散磁场,使磁体的矫顽力显著提高。生产的成分牌号N33UH和牌号N35SH烧结钕铁硼磁体的显微组织无空隙、疏松等缺陷,组织精细、均匀、致密,Nd2Fe14B主相晶粒形状规则、尺寸均匀,不存在过细和异常大的晶粒,富钕相沿晶界均匀分布,团簇现象少,是比较理想的高性能磁体的显微组织。磁体在200℃以内剩磁平均温度系数和矫顽力平均温度系数变化小,温度稳定性好。
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