[發明專利]鈦鋯鎵復合添加的低失重釹鐵硼磁性材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110379358.6
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102436889A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 趙紅良
• 申請（專利權）人: 寧波同創強磁材料有限公司
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;B22D11/06;B22F3/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種磁性材料及其制備方法，尤其涉及一種鈦鋯鎵復合添加的高性能低失重釹鐵硼磁性材料及其制備方法。

背景技術

在世界制造業、新材料產業中心向中國轉移的過程中，作為高新技術產業基礎的新材料行業備受矚目，作為新材料產業重要組成部分的稀土永磁材料，尤其是釹鐵硼產業也進入了關鍵性發展時期；我國在釹鐵硼生產上，已經初步形成了自己的產業體系。產量已占到了世界總額的40％。

釹鐵硼(NdFeB)磁性材料是八十年代初開發的第三代永磁材料，其具有很強的磁性能，是當今磁性最強的永磁體，被稱為“永磁王”。釹鐵硼永磁材料因其具有良好的性價比，被廣泛應用于國際和國內的新興發展產業和支柱產業，如計算機工業、信息工業、通訊工業、汽車工業、核磁共振成像工業、辦公自動化等。隨著對磁體器件要求的提高，尤其是信息通訊領域所用器件向小型化、輕量化、高速化、低噪音化等方向的發展，要求磁體性能逐漸提高，對高性能釹鐵硼磁體的用量將會不斷增加，因此高性能釹鐵硼永磁材料是目前行業發展的重點。

但高性能釹鐵硼磁性材料的生產需要使用較多的稀有貴重金屬如鎵和鈷等，由于近年來的有色金屬和稀土元素價格大幅上漲，這導致高性能釹鐵硼磁性材料的生產成本居高不下，且現有的高性能釹鐵硼永磁材料耐腐蝕性較差、失重高，嚴重制約了燒結釹鐵硼磁性行業的快速發展。

現有技術中通過添加鋯等價格相對便宜的金屬，替代釹鐵硼磁體中鈮、鈷等相對昂貴的金屬，從而降低生產成本，如中國專利申請(公開號：CN101256860A)涉及一種用鋯取代鈮的釹鐵硼永磁材料，該永磁材料的組成配比為，(28～35)％鐠釹合金，(1～10)％釓，(0.1～0.5)％鋯，(0.95～1.3)％硼，(0.1～1.5)％鋁，(0.01～0.3)％銅，其余為鐵及不可避免的雜質，上述為重量百分比。雖然該磁性材料通過調整合金成分，添加金屬元素鋯，取代釹鐵硼合金中的鈮元素。但是鋯元素的添加量僅為0.1％～0.5％，在該磁性材料中還含有1～10％的稀土元素釓，仍不能有效的降低成本。又如中國專利申請(公開號：CN1862717A)涉及一種超高矯頑力燒結釹鐵硼磁性材料及其制備方法，該釹鐵硼磁性材料成分及其重量百分比為Nd：21％～26％；Dy：3％～10％；Tb：0.2％～6％；Co：2％～7％；Nb：0.2％～4％；Cu：0.05％～0.7％；Ga：0.01％～0.6％；B：0.6％～1.2％；其余為Fe。雖然可以通過傳統普通鑄錠方法制備出內稟矯頑力≥35kOe(2786kA/m)的燒結釹鐵硼磁體。但是其貴重金屬的使用量仍然偏高，例如鈷(Co)的質量百分比為2％-7％，鏑(Dy)的質量百分比為3％-10％，成本依然較高，并且其僅對釹鐵硼的工作溫度進行改進，無法減少其失重問題，從而對于磁性材料的耐腐蝕特性沒有改進。

發明內容

本發明針對現有技術所存在的缺陷，提供一種高性能、成本低、耐腐蝕、低失重的鈦鋯鎵復合添加的釹鐵硼磁性材料。

本發明上述目的可以通過以下技術方案來實現的：一種鈦鋯鎵復合添加的低失重釹鐵硼磁性材料，其特征在于：所述釹鐵硼磁性材料的組分及質量百分比為：Nd：25.0％-32.0％，B：1.0％-1.5％，Dy：0.3％-5.0％，Al：0.3％-0.8％，Zr：0.05-0.5％，Ti：0.05-0.5％，Co：0.2-0.8％，Cu：0.05％-0.4％，Ga：0.05-0.5％，余量為Fe。

燒結釹鐵硼磁性材料具有多相組織，且各相的氧化能力不同，分布在晶界處的富Nd相和富B相易于優先發生氧化，形成晶間腐蝕。另外磁體的致密度不高，加上氧化物較疏松，孔隙率大，磁體的表面很難形成氧化物保護膜，一旦氧化就造成連鎖反應，加速氧化；而且由于磁體主相Nd∶Fe∶B相的體積分數一般都在90％以上，當形成電化學局部腐蝕電池時，具有小陽極大陰極的特點，晶界處富Nd相和富B相的腐蝕電流密度較大，加速了晶間腐蝕和破壞。

首先，本發明采用鈦鋯鎵復合添加的方式，并對其添加量進行了限制，這些合金能滿足磁體對晶界相的要求，熔點較低，潤濕性較好，在液相燒結過程中能起到光滑主相晶粒，細化結晶，使得晶界相分布均勻，減弱磁交換耦合作用；在燒結中能通過擴散作用進入Nd∶Fe∶B主相的組織中，部分取代Nd或Fe，從而改善磁體主相的耐腐蝕性能，磁體的致密度增加孔隙較少，最后得到的磁性材料的腐蝕失重也會更小。