本发明涉及磁性材料的,具体涉及一种钕铁硼粉体及其制备方法和近终成型钕铁硼磁体。
背景技术:
1、智能电子是5g国家战略落地的重要战场。高性能烧结钕铁硼磁体是高端智能电子器件的关键基础材料。然而,随着高端智能电子器件向着微型化、服役场景多样化的方向发展,传统技术制备特微磁体材料利用率低,易引入加工缺陷,导致性能劣化。仅需少量加工或不再加工的近终成型技术成为学界和头部企业研发和关注的焦点。
2、德国弗劳恩霍夫研究院通过注射成型(m i m)的方式实现烧结钕铁硼的近终成型,但是注射成型磁体烧结前需进行加热脱脂,不可避免地导致磁体碳、氧含量大量增加,磁体无实用性能;另外现有技术中也公开了多种3d打印用钕铁硼粉末及烧结钕铁硼磁体的方法,与注射成型类似,其磁粉成型需使用有机物,后续脱脂过程不可避免地导致磁体碳、氧含量大量增加。上海交通大学、 stefan研究所等单位通过火花放电等离子体烧结技术(sps)制备出近终成型钕铁硼磁体,为保证磁体性能,稀土用量增加16%,导致成本大为增加。
3、现有钕铁硼粉体,因为不具有外层的低熔点层,在加热过程中熔池过热导致稀土元素损耗通常需加入过量的稀土元素保证制备的磁体的磁性能。此外,由于ndfeb熔点高,打印过程能源消耗大,磁粉在加热过程中容易氧化,后续冷却过程亦会有杂相生成使得最终磁体性能恶化。因此,现有技术有待于进一步发展。
技术实现思路
1、针对现有技术的种种不足,为了解决上述问题,现提出一种钕铁硼粉体及其制备方法和近终成型钕铁硼磁体,并提供如下技术方案:
2、一种钕铁硼粉体的制备方法,步骤如下:将钕铁硼粉体的原料进行熔炼及高压喷射得到得到钕铁硼粉体,所述钕铁硼粉体的原料及质量百分比为:b:0.9%-1%,nd:20%-30%,pr:0%-24%,cu:0.97%-4.82%,m:0%-3%,fe为余量;其中,m为nb、t i、zr元素中的至少一种。
3、进一步的,所述钕铁硼粉体的原料及质量百分比为:b:1%,nd:28%,cu:4%,t i:3%,fe为余量。
4、进一步的,所述钕铁硼粉体的原料及质量百分比为:b:0.93%,nd:15%,cu:4.3%,nb:1.5%、zr:1.5%,fe为余量。
5、进一步的,所述高压喷射的压力为2-6mpa。
6、进一步的,所述熔炼温度为为1380至1480℃。
7、进一步的,所述钕铁硼粉体的原料放入气雾化设备进行熔炼及高压喷射得到粉末颗粒。
8、另外,本发明还提供了一种由上述钕铁硼粉体的制备方法制备得到的钕铁硼粉体,所述钕铁硼粉体具有主相层和低熔点层,所述主相层外部包覆低熔点层,所述主相层由rfebn组成,r为nd或prnd,n为cu、nb、t i、zr中的一种或多种,所述低熔点层由cu、nd和m组成。
9、进一步的,所述低熔点层的厚度为0.5-20μm。
10、本发明还提供了一种由上述钕铁硼粉体制备得到的近终成型钕铁硼磁体,所述的磁体由钕铁硼粉体采用选择性激光熔融、选择性激光烧结或电子束熔化成型等的方法制备得到。
11、有益效果:
12、1、本发明基于cu-fe难混溶合金相分离冶金学特征,通过调整钕铁硼粉体的原料组成和配比并且结合高压喷射实现了具有主相层和低熔点层的钕铁硼粉体的制备,其中低熔点层的厚度可以调整。
13、2、钕铁硼粉体的低熔点层可降低后续钕铁硼磁体制备过程中的熔融温度,并且降低打印过程中稀土损耗量及磁体氧化程度,提升磁体性能,低熔点层在微尺寸磁体中可降低主相晶粒间磁交换耦合作用,进一步提升磁体性能;还可为后续晶界扩散过程提供扩散通道,提升扩散深度及扩散后磁体性能。
1.一种钕铁硼粉体的制备方法,其特征在于,步骤如下:将钕铁硼粉体的原料进行熔炼及高压喷射得到钕铁硼粉体,所述钕铁硼粉体的原料及质量百分比为:b:0.93%-1%,nd:15%-30%,pr:0%-24%,cu:0.97%-4.82%,m:0%-3%,fe为余量;其中,m为nb、ti、zr元素中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的钕铁硼粉体的制备方法,其特征在于,所述钕铁硼粉体的原料及质量百分比为:b:1%,nd:27%,cu:2%,ti:3%,fe为余量。
3.根据权利要求1所述的钕铁硼粉体的制备方法,其特征在于,所述钕铁硼粉体的原料及质量百分比为:pr:13%,b:0.93%,nd:15%,cu:4.3%,nb:1.5%、zr:1.5%,fe为余量。
4.根据权利要求1所述的钕铁硼粉体的制备方法,其特征在于,所述高压喷射的压力为2-6mpa。
5.根据权利要求1所述的钕铁硼粉体的制备方法,其特征在于,所述熔炼的温度为1380-1480℃。
6.根据权利要求1所述的钕铁硼粉体的制备方法,其特征在于,所述钕铁硼粉体的原料放入气雾化设备进行熔炼及高压喷射得到粉末颗粒。
7.一种由权利要求1-6任一项所述的钕铁硼粉体的制备方法制备得到的钕铁硼粉体,其特征在于,所述钕铁硼粉体具有主相层和低熔点层,所述主相层外部包覆低熔点层,所述主相层由rfebn组成,r为nd或prnd,n为cu、nb、ti、zr中的一种或多种,所述低熔点层由cu、nd和m组成。
8.根据权利要求7所述的钕铁硼粉体,其特征在于,所述低熔点层的厚度为0.5-20μm。
9.一种由权利要求7-8任一项所述的钕铁硼粉体制备得到的近终成型钕铁硼磁体,其特征在于,所述的近终成型钕铁硼磁体由钕铁硼粉体采用选择性激光熔融、选择性激光烧结或电子束熔化成型的方法制备得到。