添加润滑剂对烧结钕铁硼磁体性能的影响

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　　摘要：当前时期下，我国的烧结钕铁硼的利用十分广泛和普遍，其经济价值也是与日俱增。人们也开始对烧结钕铁硼进行了广泛地关注，研究者的研究也十分的广泛。对于烧结钕铁硼而言，其经济价值的重要体现就在于它的磁性。那么，运用烧结钕铁硼制作的磁体，研究者就发现，将烧结钕铁硼制作磁体的过程中添加润滑剂可以在很大程度上影响烧结钕铁硼磁体的性能。本文就是将添加润滑剂之后的烧结钕铁硼磁体性能发生的变化进行着重的阐述。
　　关键词：润滑剂；烧结钕铁硼；磁体；性能；影响
　　
　　0 引言
　　钕铁硼稀土永磁材料因优异的磁性能和良好的性价比, 已广泛地应用于电子、电力、机械、医疗器械等领域, 与人们的现代生活息息相关, 是现代高新技术产业中重要而不可缺少的材料。烧结钕铁硼的主要化学成分为：Nd―Fe―B,由于自身化学成分的特殊性，它被广泛地应用于实际，成为重要的金属功能材料，其中其由于具有良好的磁性，因此被技术人员称为“磁王”。烧结钕铁硼永磁体作为第三代磁性材料，其最大的磁能积可以达到40MGOe，为第一代磁性材料的10倍左右，为第二代磁性材料的5倍左右。正是由于烧结钕铁硼永磁体的高磁能积，当前已经逐步取代了第一、二代磁性材料，并得到了广泛地应用，近年来，也有很多研究者开放了高性能的烧结钕铁硼材料，越来越受到人们的关注，市场需求量也是与日俱增。烧结Nd―Fe―B磁体的应用可分为3类：(1)高技术领域中应用的高档磁体；(2)传统用途的中档磁体；(3)一般应用的低档磁体。日本生产钕铁硼磁体的原材料主要来自我国，这表明我国所生产的原材料的性能达到了生产高性能钕铁硼磁体的要求!但在高性能钕铁硼磁体的制备工艺技术方面，我国同日本相比存在很大的差距。因此，我们应在生产工艺方面开展研。本文就是将添加润滑剂之后的烧结钕铁硼磁体性能发生的变化进行着重的阐述，目的是为了能够提高我国烧结钕铁硼磁体的生产工艺，与国际接轨，提高产品的性能。
　　1 试验方法介绍
　　生产钕铁硼磁体采用以下工艺流程：原材料→预处理→配料→熔炼→铸片→氢爆→气流磨→混料→压型→烧结→热处理→机加工→电镀 充磁→检验→包装→产品。在实际试验过程中，按照化学计量比（Ni,Dy,Tb）29(Fe,Al,Ca,Cu,Co)203B14.5进行配料比加入，其中稀土金属元素要求纯度在99.5%以上，对于工业硼铁而言，则应该达到99.9%的纯铁。首先在速凝厚片炉中熔炼及铸片，通过调节速凝厚片炉的铜辊线速度，可得到不同厚度的合金片，然后氢爆破碎合金片!使破碎后的合金片粒度小于1mm，再经气流磨制成粉，在制粉过程中添加抗氧化剂，在压机压制成型过程中添加润滑剂。最后在1080℃的条件下烧结3.5h在600℃下退火4h，得到烧结磁体。
　　2 润滑剂的加入对烧结钕铁硼磁体性能的影响分析
　　钕铁硼永磁粉末颗粒的流动性较差，在粉末中加入适当的润滑剂。可以减少粉末颗粒之间的摩擦，防止粉末颗粒团聚，改善粉末的流动性。在压力和磁场强度相同的条件下，以添加抗氧化剂0.04%的磁粉为试样，进行润滑剂添加量对磁性能影响的试验。结果列于表1由表,1可知，当加入,0.3%的润滑剂时，由于磁性颗粒转动阻力减少，粉末取向度提高，使磁体的永磁性能提高(当润滑剂添加量过多时，磁体内的润滑剂、硬脂酸锌、残留量太多，造成磁体的永磁性能下降。具体而言可以见下表1中的结果显示。
　　根据以上试验结果，决定采用冷凝厚片工艺制取厚度为0.3mm厚的合金片!并将其在室温和2MPa压力下氢爆，然后添加0.04%的抗氧化剂进行气流磨，再添加0.03%润滑剂进行压制成型，最后进行烧结及热处理等工序!生产出磁体’采用中国计量科学研究院研制NIM-10000型磁特性测量仪测试磁体磁性能，其磁性能曲线见图1所示。
　　润滑剂添加量还会对取向度和永磁性能的影响。表2给出了不同润滑剂添加量与磁体性能的关系，图2给出了取向度与润滑剂添加量的关系．图2表明润滑剂添加量分别为0.10％、0.05％、0.02％时，磁体材料的(006)衍射峰与(105)峰的比值分别为1．6、1．37、1．24，两个峰值强度之比值表示磁体中磁粉的取向程度．比值随着润滑剂添加量的增加而上升，表明随着润滑剂添加量的增加，磁粉颗粒之间的摩擦力减小，流动性增强，磁体的取向度提高．
　　由表2可见，当润滑剂的添加量由0.02％增加到0.05％时，剩磁由1．425 T增加到1．457 ,相对增加量为2．2％，磁能积也有相应的增加．适当增加添加剂的加入量可提高磁体的取向度、剩磁和磁能积．但过多地加入润滑剂(增加到0.10％时)，磁体的剩磁和磁性能不再明显改善，反而有所降低．这是由于增加润滑剂的添加量虽然可使取向度有所提高，但磁体中过多的润滑剂在烧结时难于完全脱出，导致磁体中C含量偏高，烧结磁体密度降低，使磁体的剩磁和磁能积不但没有提高，反而下降。
　　3 结论
　　烧结钕铁硼磁体的粉末流动性与磁体的取向度、剩磁和磁能积密切相关．在松装状态下，磁粉密度较小时，影响粉末流动性的主要因素是磁粉颗粒团聚；当磁粉经压实密度较高时，影响磁粉流动性的主要因素是粉末颗粒间的摩擦力．添加润滑剂对克服磁粉团聚的效果不明显，但是对克服具有较高密度的坯块的粉末摩擦力和提高磁体取向度有显著的作用，从而明显提高磁体的剩磁与磁能积．
　　参考文献：
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　　[2]高汝伟，等. 粉末流动性和添加润滑剂对烧结钕铁硼磁体取向度和磁性能的影响[J].自然科学进展，2006,16（4）.
　　[3]王标，等. 添加润滑剂对烧结钕铁硼磁体性能的影响[J].材料研究学报，2004,18（6）.
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