两种合金粉末热变形Nd-Fe-B磁体的研究

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本文探索了不同温度下Nd-Cu合金粉末和Nd-Fe-B快淬薄带磁粉混合热变形,首先利用熔体快淬法制备了不同淬速下Nd10.5Pr2.5Fe80Nb1B6快淬薄带,研究了薄带中c轴织构的特点和织构产生的机制,同时测试了不同淬速下薄带的磁性能。根据所得结果制备出合适淬速下的富稀土Nd10.5Pr2.5Fe80Nb1B6和贫稀土Nd11.5Fe81.8B6.0Nb0.7快淬薄带,通过破碎研磨制粉后,将已经制备好的Nd67Cu33合金粉末分别与两种合金成分的薄带粉末按照一定比例混合均匀后制备热压/热变形磁体,分析研究不同热变形温度下Nd67Cu33合金粉末和快淬薄带粉末混合后热压/热变形Nd-Fe-B磁体择优取向、微观组织和磁性能。  研究结果表明Nd10.5Pr2.5Fe80Nb1B6合金在淬速为5~20m/s时,在薄带的自由面产生了c轴取向的织构,计算其峰强比I(006)/I(410)为14.63~69.07,充磁后薄带粉末颗粒的约化剩磁比为0.69~0.74,内禀矫顽力Hci=376~713kA·m-1,最大磁能积(BH)max=106~157kJ·m-3。确定出当淬速为20m/s时快淬薄带形成的c轴织构和磁性能最好。而在相同淬速下的贫稀土Nd11.5Fe81.8B6.0Nb0.7快淬薄并没有形成c轴织构,表现为各向同性。  富稀土合金粉末和Nd67Cu33合金粉末混合后在993K、150Mpa下热压2min,随后在变形量为60%、压力为150Mpa的条件下分别在1113K、1120K、1128K和1133K四种温度下变形5min,6wt%Nd67Cu33/94wt%Nd10.5Pr2.5Fe80Nb1B6热变形磁体形成了一定的择优取向,当温度从1113K升高到1133K,其峰强比I(00l)/I(214)由0.83增加到1.39。在1128K和1128K下热变形磁体内微观结构比1113K和1120K时磁体结构更加均匀,磁体内有效变形区域逐渐增多,片状组织数量增多,等轴组织数量相对较少,择优取向逐渐变好。热变形磁体磁性能和择优取向变化趋势基本保持一致,在1133K时形成最好择优取向同时获得了最好磁性能,Br=0.78T,Hci=1746kA·m-1,(BH)max=113.04kJ·m-3。  贫稀土合金粉末和Nd67Cu33合金粉末混合后在同样的变形条件下在1113K、1120K、1128K和1133K四种热变形温度下制备6wt%Nd67Cu33/94wt%Nd11.5Fe81.8B6.0Nb0.7热变形磁体,也都存在一定的择优取向,其峰强比I(00l)/I(214)在1113K和1133K时只有0.91和0.93,表明形成的择优取向较弱。这表明贫稀土合金和Nd-Cu合金混合热变形的择优取向要弱于富稀土合金和Nd-Cu合金粉末混合的热变形磁体。在1120K和1128K时I(00l)/I(214)则上升到1.18和1.29形成的择优取向增强。1120K和1128K时的热变形磁体相比于1113K和1133K时磁体内部微观组织更加均匀,同样的有效变形区域明显增多,片状组织和板条状组织更多,其择优取向明显提高。在1128K时获得最好的择优取向和磁性能,剩磁Br=0.747T,矫顽力Hci=1058.92kA·m-1,最大磁性能积(BH)max=85.20kJ·m-3。相比于富稀土合金热变形磁体,贫稀土粉末和Nd67Cu33合金粉末混合后6wt%Nd67Cu33/94wt%Nd11.5Fe81.8B6.0Nb0.7热变形磁体整体形成的择优取向较弱,其获得的最佳磁性能也低于富稀土合金的,这是由于贫稀土合金自身变形能力较差引起的。
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