成分、回火工艺对烧结钕铁硼组织和磁性能的影响

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烧结钕铁硼磁体是目前磁性能最佳的一代稀土永磁体,由于其磁性能高和体积小等优点在国民经济中发挥出积极的作用。近年来随着钕铁硼稀土永磁市场范围的推广,特别是风力发电、先进医疗器械和新能源汽车等行业的发展,导致下游产品对磁体的磁性能要求越来越高,因此企业必须通过改进现有生产工艺,优化磁体相成分等手段来提高产品磁性能满足客户需求。而对于应用在一些磁性能要求不高的消费电子、玩具等产品时,其生产门槛低、工艺相对粗放,使得生产企业竞争越来越激烈,降低生产成本已是当务之急。现阶段我国是稀土储量大国也是稀土永磁体最大生产国,但是一些高端市场主要在美国和日本,而且我国稀土资源中对提高磁性能有帮助的Dy和Tb等重稀土元素含量低价格高,La、Ce和Y等轻稀土元素含量高价格低,但是大量添加轻稀土元素会降低磁体的矫顽力,必须找到一种合理的成分配比达到高性能化和经济适用化的要求。因此我国企业急需探索一系列措施提高产品质量降低生产成本,在国际市场中变被动为主动。结合某钕铁硼企业生产实际,跟踪分析了从配料、熔炼、甩片、氢破碎、气流磨、取向压型、等静压、烧结、热处理直到最终成品出厂全过程,重点分析了不同成分钕铁硼的熔炼浇注温度等制备甩片的工艺参数对甩片质量、粉末粒度影响及成分和回火工艺对组织、磁性能影响,对于企业钕铁硼产品质量提高具有一定参考价值。通过调控烧结钕铁硼中Ce含量与重稀土元素含量,发现添加Ce含量为20 wt.%时可以用双主相工艺制备出磁性能较低的磁体,矫顽力最大值为11.09 KOe,降低Ce含量到6.5 wt.%并添加微量Dy元素(0.8 wt.%),矫顽力提高到14.83 KOe,继续降低Ce含量到0.05 wt.%并添加3.2 wt.%的Dy和0.48 wt.%的Tb,矫顽力最大为21.99 KOe,因此优化成分可以显著改善磁性能。实验同时挑选不同成分且磁性能由低到高的三种牌号的磁体(N35、N50和35SH)进行二级回火实验,发现优化回火工艺可以改善磁体的显微组织和磁性能,磁性能随着回火温度的增大先增加达到最后值后开始降低,如果要进一步提高磁性能必须优化成分。实验发现的钕铁硼组成、结构、烧结工艺与磁性能间的关系可以为企业实际生产任务提供有利数据。
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