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高性能烧结NdFeB成分设计及工艺的研究

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钕铁硼永磁体是目前硬磁性能最高、应用最广、发展最快的新一代永磁材料,在现代科学技术各领域,如计算机、信息、通讯、航空航天、交通运输(汽车)、办公自动化、家电技术与人体医疗和保健等方面获得广泛的应用.虽然国际先进水平的工业生产的钕铁硼磁体的磁能积已可以达到414kJ/m3(52 MGOe)，但是国内的多数钕铁硼生产企业,由于生产设备陈旧,工艺技术落后,致使产品性能低,且性能的一致性和稳定性差,一直不能进入钕铁硼磁体的主流应用领域.基于这种现状,本文结合河冶科技的实际生产装备条件生产高附加值产品的市场需要，选择《高性能烧结NdFeB成分设计及工艺研究》课题开展研究. 本文首先根据高磁能积烧结钕铁硼磁体成分设计理论，计算了试验材料的制备成分，并结合实际冶炼的烧损等因素，制定了实际材料的设计成分。根据高磁能积永磁材料的显微组织因素，选择了薄板铸锭＋HD＋气流磨制备粉体的烧结粉体制备工艺，对粉体的几何尺寸特征进行了测定并与传统机械制备法进行了比较。表明HD工艺制备的粉体具有几何颗粒尺寸细小均匀（4um），单晶颗粒比例高的特征。对两种工艺制备的粉体进行不同温度烧结的试验表明，与传统工艺相比，HD+气流磨工艺烧结的磁体的剩磁、内禀矫顽力、最大磁能积均高于传统工艺，且烧结温度较低。通过不同比例添加润滑剂的试验，即对不同润滑剂添加量的粉料进行了磁体烧结和磁性能测定，得到了最佳的润滑剂添加量（0.05％）。磁性能提高主要归结于磁场成型过程中获得了高的取向度，同时减小了烧结过程中的氧化。通过Dy、Nb单独添加以及复合添加对磁性能影响的研究，得出了制备N45磁体最佳的Dy、Nb添加量。结果表明，Dy的添加量不高于1％，同时添加不到1％的Nb，可使磁体矫顽力提高的基础上，由于复合添加Nb，弥补由于添加Dy造成的剩磁下降，从而使综合磁性能达到较高的水平。 本工作结合河冶科技现有的生产设备,通过调整工艺参数,优化成分配方,添加微量元素等手段,使磁体的硬磁性能得以大幅度提高,工业化批量生产的烧结钕铁硼磁体磁性能稳定地达到了N45所要求的性能指标。

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