一种高丰度稀土永磁材料及其制备方法与流程

1.本发明属于永磁材料技术领域，具体的说是一种高丰度稀土永磁材料及其制备方法。


背景技术：

2.稀土永磁材料是现已知的综合性能最高的一种永磁材料，将稀土金属和过渡金属组成的合金，再经过充磁制得的一种磁性材料；不仅促进了永磁器件向小型化发展，提高了产品的性能，而且促使某些特殊器件的产生。
3.公开号为cn113436826a的一项中国专利公开了一种高丰度稀土烧结的永磁体及其制备方法；所述永磁体按照质量占比包括以下组分：硼铁合金0.9-1.12％、纯铁64.38-70.1％、稀土元素29-32.5％、微量元素0-2％。制备工艺采用特定的烧结工艺曲线，结合特定的烧结架，提高了温度稳定性能，从而提升产品的综合性能。
4.稀土永磁材料制备时，需要将主相合金粉末和辅相合金粉末进行搅拌混合，但是有与合金粉末较为细小，且流动性较好，使得搅拌装置无法很好地将合金粉末搅动混合，部分合金粉末会在罐体的底部外圈堆积，降低合金粉末的混合均匀性。
5.为此，本发明提供一种高丰度稀土永磁材料及其制备方法。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种高丰度稀土永磁材料，所述稀土永磁材料由下列重量份的原料组成：
8.主相合金
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
90-100份
9.辅相合金
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1-5份；
10.所述主相合金由下列重量份的原料组成：
[0011][0012]
所述辅相合金由下列重量份的原料组成：
[0013]
稀土元素
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
50-60份
[0014]
铁
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
40-50份；
[0015]
所述稀土元素包括镧、铈、镨和钕；所述其他元素为钴、镍、钼、镓、铝、铜、锆和铌中的一种或多种。
[0016]
一种高丰度稀土永磁材料的制备方法，该制备方法适用于上述的稀土永磁材料，
且制备方法包括以下步骤：
[0017]
a1：利用感应熔炼和速凝甩带工艺分别制备主相合金和辅相合金；
[0018]
a2：将主相合金和辅相合金经过氢破碎工艺和气流研磨工艺，制备主相合金粉末和辅相合金粉末；
[0019]
a3：利用搅拌装置将主相合金粉末和辅相合金粉末在氩气的保护气氛下混合搅拌均匀；
[0020]
a4：将混合均匀的合金粉末在磁场内进行压型，再进行冷等静压，制成生坯；
[0021]
a5：将生坯在真空条件下进行烧结，再进行回火，制得高丰度稀土永磁体。
[0022]
优选的，a3中所述搅拌装置的搅拌混合方法包括以下步骤：
[0023]
b1：将主相合金粉末和辅相合金粉末加入罐体的内部，栓紧密封盖，抽出罐体内部的空气，并充入氩气；
[0024]
b2：启动电机，驱动主轴带动搅拌桨搅拌罐体内部的合金粉末，同时，带动扇叶转动，在吸筒的内部产生向上的气流，将吸筒底部的合金粉末吸起，合金粉末伴随气流在吸筒的内部充分的得到混合；
[0025]
b3：合金粉末从回流管处喷向罐体的底部，高速喷射的合金粉末将罐体底部外圈堆积的合金粉末吹散向吸筒的底部坍塌和移动，使得合金粉末搅拌混合的基础上进行气流循环混合，将合金粉末混合均匀。
[0026]
优选的，所述搅拌装置包括支撑臂、电机、罐体、密封盖、主轴、搅拌桨、吸筒、扇叶和回流管；所述罐体的一侧设置有支撑臂，所述支撑臂的顶面固接有电机，所述罐体的顶面栓接有密封盖，所述支撑臂的顶部底面与密封盖的顶面固接，所述密封盖的底面转动安装有主轴，所述电机与主轴通过皮带传动连接，所述密封盖的底面固接有吸筒，所述吸筒的内圈套在主轴的外圈，所述主轴的底端固接有搅拌桨，所述搅拌桨位于吸筒的下方，所述主轴的中部外圈固接有扇叶，所述吸筒的内圈套在扇叶的外圈，所述吸筒的顶部侧面连通有回流管，所述回流管的出口指向罐体远离搅拌桨的一侧底部；工作时，将主相合金粉末和辅相合金粉末加入罐体的内部，栓紧密封盖，抽出罐体内部的空气，并充入氩气；电机经过皮带的传动带动主轴转动，带动搅拌桨搅拌罐体内部的合金粉末，同时，主轴带动扇叶转动，在吸筒的内部产生向上的气流，搅拌桨将吸筒底部的合金粉末搅动，吸筒内部的气流将吸筒底部的合金粉末吸起，使得吸筒的底部产生凹陷区，使得外圈的合金粉末向凹陷区靠近，合金粉末伴随气流沿着吸筒向上移动，合金粉末伴随气流飘动时，合金粉末充分地得到混合，合金粉末从回流管处喷向罐体的底部，高速喷射的合金粉末将罐体底部外圈堆积的合金粉末吹散向吸筒的底部坍塌和移动，合金粉末在搅拌桨搅拌混合的基础上，使得合金粉末在吸筒的内部飘动混合，从而提高了合金粉末混合的均匀性和混合的效率。
[0027]
优选的，所述搅拌桨的中部外壁环绕固接有多个套杆，所述套杆的内部滑动安装有弹性滑杆，所述套杆的内部靠近搅拌桨中心的一端与弹性滑杆靠近套杆内部的一端之间固接有弹绳，所述弹性滑杆远离套杆的一端固接有球头；工作时，搅拌桨转动时，产生的离心力，使得弹性滑杆从套杆的内部滑出，使得弹绳拉伸，扩大了搅拌桨的搅拌直径；同时，弹性滑杆带动球头撞击罐体的内壁，将罐体外圈堆积的合金粉末扬起，降低了合金粉末在罐体的底部外圈堆积的概率。
[0028]
优选的，所述弹性滑杆靠近套杆的一端外圈滚动安装有多个滚珠，所述滚珠的外
壁与套杆的内壁滑动配合；工作时，弹性滑杆滑动时，带动滚珠贴合套杆的内壁滑动，同时滚珠受到套杆开口处内圈的阻挡；通过滚珠不但降低了弹性滑杆与套杆之间的摩擦阻力，而且降低了弹性滑杆从套杆内部滑出的概率，降低了弹性滑杆脱离套杆后对搅拌桨旋转的影响，提高了安全性。
[0029]
优选的，所述套杆的端头固接有锥形橡胶套，所述锥形橡胶套的内圈与弹性滑杆的外圈滑动配合，所述锥形橡胶套的内部滑动安装有弹性环；通过弹性环的弹力，使得锥形橡胶套的内圈紧贴弹性滑杆的外圈；工作时，弹性滑杆在弹绳的拉力作用下滑入套杆的内部时，弹性滑杆的外圈贴合锥形橡胶套的内圈滑动，将弹性滑杆外壁沾染的合金粉末推除，从而提高了套杆内部的清洁程度，继而提高了弹性滑杆滑动的流畅性。
[0030]
优选的，所述吸筒的内部固接有多组扰流板，每组所述扰流板环绕固接在吸筒的内壁上，所述扰流板与主轴呈斜角；工作时，合金粉末伴随气流沿着吸筒向上移动时，气流受到扰流板的阻挡导向，使得气流在吸筒的内部产生旋转，使得伴随气流飘动的合金粉末之间相互撞击混合，不但提高了合金粉末的粉碎程度，而且提高了合金粉末的混合程度。
[0031]
优选的，所述主轴的外壁固接有多组柔性杆，所述柔性杆的端头固接有钢珠，每组所述柔性杆位于扰流板的上方；工作时，主轴在电机的驱动下逐渐加速转动，直到主轴的转速恒定后，主轴带动柔性杆逐渐有向下弯曲逐渐向外圈伸直，使得钢珠从撞击下一层的扰流板脱离扰流板，柔性杆转动，提高了对向上移动的合金粉末的混合均匀程度；当搅拌完成后，电机关闭，吸筒内部向上的气流消失，使得吸筒内部的合金粉末向下飘落，主轴的转速逐渐降低直至静止，使得柔性杆的转速逐渐降低，使得柔性杆的端头在钢珠的重力作用下，使得柔性杆的端头向下弯曲，使得钢珠撞击扰流板，将扰流板表面的合金粉末震落，从而提高了扰流板的清洁程度，继而降低了合金粉末的损耗。
[0032]
本发明的有益效果如下：
[0033]
1.本发明所述的一种高丰度稀土永磁材料及其制备方法，通过设置支撑臂、电机、罐体、密封盖、主轴、搅拌桨、吸筒、扇叶和回流管；电机经过皮带的传动带动主轴转动，带动搅拌桨搅拌罐体内部的合金粉末，同时，主轴带动扇叶转动，在吸筒的内部产生向上的气流，吸筒内部的气流将吸筒底部的合金粉末吸起，合金粉末伴随气流沿着吸筒向上移动，合金粉末伴随气流飘动时，合金粉末充分地得到混合，合金粉末从回流管处喷向罐体的底部，高速喷射的合金粉末将罐体底部外圈堆积的合金粉末吹散向吸筒的底部坍塌和移动，合金粉末在搅拌桨搅拌混合的基础上，使得合金粉末在吸筒的内部飘动混合，从而提高了合金粉末混合的均匀性和混合的效率。
[0034]
2.本发明所述的一种高丰度稀土永磁材料及其制备方法，通过设置套杆、弹性滑杆、弹绳和球头；搅拌桨转动时产生的离心力，使得弹性滑杆从套杆的内部滑出，使得弹绳拉伸，扩大了搅拌桨的搅拌直径；同时，弹性滑杆带动球头撞击罐体的内壁，将罐体外圈堆积的合金粉末扬起，降低了合金粉末在罐体的底部外圈堆积的概率。
附图说明
[0035]
下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0036]
图1是本发明实施例一的立体图；
[0037]
图2是本发明实施例一的主视图；
[0038]
图3是图2中a处局部放大图；
[0039]
图4是图3中b处局部放大图；
[0040]
图5是图2中c处局部放大图；
[0041]
图6是本发明实施例二搅拌桨的底部结构图；
[0042]
图7是本发明的制备方法流程图；
[0043]
图8是本发明的搅拌混合方法流程图；
[0044]
图中：1、支撑臂；2、电机；3、罐体；4、密封盖；5、主轴；6、搅拌桨；7、吸筒；8、扇叶；9、回流管；10、套杆；11、弹性滑杆；12、弹绳；13、球头；14、滚珠；15、锥形橡胶套；16、弹性环；17、扰流板；18、柔性杆；19、钢珠；20、橡胶块；21、竖杆。
具体实施方式
[0045]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
[0046]
实施例一
[0047]
本发明实施例所述的一种高丰度稀土永磁材料，所述稀土永磁材料由下列重量份的原料组成：
[0048]
主相合金
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
90-100份
[0049]
辅相合金
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1-5份；
[0050]
所述主相合金由下列重量份的原料组成：
[0051][0052]
所述辅相合金由下列重量份的原料组成：
[0053]
稀土元素
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
50-60份
[0054]
铁
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
40-50份；
[0055]
所述稀土元素包括镧、铈、镨和钕；所述其他元素为钴、镍、钼、镓、铝、铜、锆和铌中的一种或多种。
[0056]
如图7所示，一种高丰度稀土永磁材料的制备方法，该制备方法适用于上述的稀土永磁材料，且制备方法包括以下步骤：
[0057]
a1：利用感应熔炼和速凝甩带工艺分别制备主相合金和辅相合金；
[0058]
a2：将主相合金和辅相合金经过氢破碎工艺和气流研磨工艺，制备主相合金粉末和辅相合金粉末；
[0059]
a3：利用搅拌装置将主相合金粉末和辅相合金粉末在氩气的保护气氛下混合搅拌均匀；
[0060]
a4：将混合均匀的合金粉末在磁场内进行压型，再进行冷等静压，制成生坯；
[0061]
a5：将生坯在真空条件下进行烧结，再进行回火，制得高丰度稀土永磁体。
[0062]
如图8所示，a3中所述搅拌装置的搅拌混合方法包括以下步骤：
[0063]
b1：将主相合金粉末和辅相合金粉末加入罐体3的内部，栓紧密封盖4，抽出罐体3内部的空气，并充入氩气；
[0064]
b2：启动电机2，驱动主轴5带动搅拌桨6搅拌罐体3内部的合金粉末，同时，带动扇叶8转动，在吸筒7的内部产生向上的气流，将吸筒7底部的合金粉末吸起，合金粉末伴随气流在吸筒7的内部充分的得到混合；
[0065]
b3：合金粉末从回流管9处喷向罐体3的底部，高速喷射的合金粉末将罐体3底部外圈堆积的合金粉末吹散向吸筒7的底部坍塌和移动，使得合金粉末搅拌混合的基础上进行气流循环混合，将合金粉末混合均匀。
[0066]
如图1至图2所示，所述搅拌装置包括支撑臂1、电机2、罐体3、密封盖4、主轴5、搅拌桨6、吸筒7、扇叶8和回流管9；所述罐体3的一侧设置有支撑臂1，所述支撑臂1的顶面固接有电机2，所述罐体3的顶面栓接有密封盖4，所述支撑臂1的顶部底面与密封盖4的顶面固接，所述密封盖4的底面转动安装有主轴5，所述电机2与主轴5通过皮带传动连接，所述密封盖4的底面固接有吸筒7，所述吸筒7的内圈套在主轴5的外圈，所述主轴5的底端固接有搅拌桨6，所述搅拌桨6位于吸筒7的下方，所述主轴5的中部外圈固接有扇叶8，所述吸筒7的内圈套在扇叶8的外圈，所述吸筒7的顶部侧面连通有回流管9，所述回流管9的出口指向罐体3远离搅拌桨6的一侧底部；工作时，将主相合金粉末和辅相合金粉末加入罐体3的内部，栓紧密封盖4，抽出罐体3内部的空气，并充入氩气；电机2经过皮带的传动带动主轴5转动，带动搅拌桨6搅拌罐体3内部的合金粉末，同时，主轴5带动扇叶8转动，在吸筒7的内部产生向上的气流，搅拌桨6将吸筒7底部的合金粉末搅动，吸筒7内部的气流将吸筒7底部的合金粉末吸起，使得吸筒7的底部产生凹陷区，使得外圈的合金粉末向凹陷区靠近，合金粉末伴随气流沿着吸筒7向上移动，合金粉末伴随气流飘动时，合金粉末充分地得到混合，合金粉末从回流管9处喷向罐体3的底部，高速喷射的合金粉末将罐体3底部外圈堆积的合金粉末吹散向吸筒7的底部坍塌和移动，合金粉末在搅拌桨6搅拌混合的基础上，使得合金粉末在吸筒7的内部飘动混合，从而提高了合金粉末混合的均匀性和混合的效率。
[0067]
如图3所示，所述搅拌桨6的中部外壁环绕固接有多个套杆10，所述套杆10的内部滑动安装有弹性滑杆11，所述套杆10的内部靠近搅拌桨6中心的一端与弹性滑杆11靠近套杆10内部的一端之间固接有弹绳12，所述弹性滑杆11远离套杆10的一端固接有球头13；工作时，搅拌桨6转动时，产生的离心力，使得弹性滑杆11从套杆10的内部滑出，使得弹绳12拉伸，扩大了搅拌桨6的搅拌直径；同时，弹性滑杆11带动球头13撞击罐体3的内壁，将罐体3外圈堆积的合金粉末扬起，降低了合金粉末在罐体3的底部外圈堆积的概率。
[0068]
如图4所示，所述弹性滑杆11靠近套杆10的一端外圈滚动安装有多个滚珠14，所述滚珠14的外壁与套杆10的内壁滑动配合；工作时，弹性滑杆11滑动时，带动滚珠14贴合套杆10的内壁滑动，同时滚珠14受到套杆10开口处内圈的阻挡；通过滚珠14不但降低了弹性滑杆11与套杆10之间的摩擦阻力，而且降低了弹性滑杆11从套杆10内部滑出的概率，降低了弹性滑杆11脱离套杆10后对搅拌桨6旋转的影响，提高了安全性。
[0069]
如图4所示，所述套杆10的端头固接有锥形橡胶套15，所述锥形橡胶套15的内圈与弹性滑杆11的外圈滑动配合，所述锥形橡胶套15的内部滑动安装有弹性环16；通过弹性环16的弹力，使得锥形橡胶套15的内圈紧贴弹性滑杆11的外圈；工作时，弹性滑杆11在弹绳12
的拉力作用下滑入套杆10的内部时，弹性滑杆11的外圈贴合锥形橡胶套15的内圈滑动，将弹性滑杆11外壁沾染的合金粉末推除，从而提高了套杆10内部的清洁程度，继而提高了弹性滑杆11滑动的流畅性。
[0070]
如图2和图5所示，所述吸筒7的内部固接有多组扰流板17，每组所述扰流板17环绕固接在吸筒7的内壁上，所述扰流板17与主轴5呈斜角；工作时，合金粉末伴随气流沿着吸筒7向上移动时，气流受到扰流板17的阻挡导向，使得气流在吸筒7的内部产生旋转，使得伴随气流飘动的合金粉末之间相互撞击混合，不但提高了合金粉末的粉碎程度，而且提高了合金粉末的混合程度。
[0071]
如图5所示，所述主轴5的外壁固接有多组柔性杆18，所述柔性杆18的端头固接有钢珠19，每组所述柔性杆18位于扰流板17的上方；工作时，主轴5在电机2的驱动下逐渐加速转动，直到主轴5的转速恒定后，主轴5带动柔性杆18逐渐有向下弯曲逐渐向外圈伸直，使得钢珠19从撞击下一层的扰流板17脱离扰流板17，柔性杆18转动，提高了对向上移动的合金粉末的混合均匀程度；当搅拌完成后，电机2关闭，吸筒7内部向上的气流消失，使得吸筒7内部的合金粉末向下飘落，主轴5的转速逐渐降低直至静止，使得柔性杆18的转速逐渐降低，使得柔性杆18的端头在钢珠19的重力作用下，使得柔性杆18的端头向下弯曲，使得钢珠19撞击扰流板17，将扰流板17表面的合金粉末震落，从而提高了扰流板17的清洁程度，继而降低了合金粉末的损耗。
[0072]
实施例二
[0073]
如图6所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述搅拌桨6的底面环绕固接有多个橡胶块20，所述橡胶块20的底面固接有竖杆21，所述竖杆21的底端设置有尖角；工作时，搅拌桨6搅拌罐体3内部的合金粉末，搅拌桨6底部的合金粉末相对静止，使得该部分的合金粉末的混合程度较差；竖杆21受到离心力的作用，使得竖杆21向外圈旋转展开，使得竖杆21将搅拌桨6底部的合金粉末搅动，降低了搅拌桨6底部的合金粉末沉积的概率。
[0074]
工作时：利用感应熔炼和速凝甩带工艺分别制备主相合金和辅相合金；将主相合金和辅相合金经过氢破碎工艺和气流研磨工艺，制备主相合金粉末和辅相合金粉末；将主相合金粉末和辅相合金粉末加入罐体3的内部，栓紧密封盖4，抽出罐体3内部的空气，并充入氩气；
[0075]
电机2经过皮带的传动带动主轴5转动，带动搅拌桨6搅拌罐体3内部的合金粉末；搅拌桨6转动时产生的离心力，使得弹性滑杆11从套杆10的内部滑出，使得弹绳12拉伸，扩大了搅拌桨6的搅拌直径；同时，弹性滑杆11带动球头13撞击罐体3的内壁，将罐体3外圈堆积的合金粉末扬起；
[0076]
同时，主轴5带动扇叶8转动，在吸筒7的内部产生向上的气流，搅拌桨6将吸筒7底部的合金粉末搅动，吸筒7内部的气流将吸筒7底部的合金粉末吸起，使得吸筒7的底部产生凹陷区，使得外圈的合金粉末向凹陷区靠近，合金粉末伴随气流沿着吸筒7向上移动，气流受到扰流板17的阻挡导向，使得气流在吸筒7的内部产生旋转，使得伴随气流飘动的合金粉末之间相互撞击混合，合金粉末充分地得到混合，合金粉末从回流管9处喷向罐体3的底部，高速喷射的合金粉末将罐体3底部外圈堆积的合金粉末吹散向吸筒7的底部坍塌和移动，合金粉末在搅拌桨6搅拌混合的基础上，使得合金粉末在吸筒7的内部飘动混合，提高了合金
粉末混合的均匀性和混合的效率；
[0077]
当搅拌完成后，电机2关闭，吸筒7内部向上的气流消失，使得吸筒7内部的合金粉末向下飘落，主轴5的转速逐渐降低直至静止，使得柔性杆18的转速逐渐降低，使得柔性杆18的端头在钢珠19的重力作用下，使得柔性杆18的端头向下弯曲，使得钢珠19撞击扰流板17，将扰流板17表面的合金粉末震落，从而提高了扰流板17的清洁程度，继而降低了合金粉末的损耗；
[0078]
将混合均匀的合金粉末在磁场内进行压型，再进行冷等静压，制成生坯；将生坯在真空条件下进行烧结，再进行回火，制得高丰度稀土永磁体。
[0079]
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
[0080]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0081]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。