[發明專利]一種低釹、無重稀土高性能磁體及制備方法

有效

• 申請號: 201110421875.5
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102436892A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 朱明剛;王景代;李衛;馮海波;方以坤;李巖峰;周鳴鴿;汪旭超;黃書林
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F7/02;H01F41/02;B22F3/16
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于稀土永磁材料技術領域，尤其涉及一種低釹、無重稀土高性能磁體及制備方法。

背景技術

釹鐵硼作為第三代稀土永磁材料具有高剩磁B_r，高矯頑力H_ci，高磁能積(BH)_m的特點并且不含戰略元素Co，因而一經發現便迅速的占領市場成為現代科學技術，如計算機技術、信息技術、航空航天技術、通訊技術、交通運輸(汽車)技術，辦公自動化技術、家電技術與人體健康和保健技術等關鍵材料之一。

與第二代SmCo系磁體相比，釹鐵硼系磁體具有較大的成本優勢，但是與鐵氧體相比仍然很高，其中金屬釹Nd占原材料成本的90％以上。隨著全球稀土永磁體產量的不斷增加，使金屬釹的使用量大幅度提高，給磁性材料生產企業及用戶造成了很大壓力。因此，我們發明這種低釹、無重稀土高性能磁體及制備方法具有重大的現實意義。

在天然稀土資源中，除Nd外還有儲量豐富且價格低廉的金屬La，Ce。然而La₂Fe₁₄B/Ce₂Fe₁₄B的磁矩Js和各向異性場H_A遠低于Nd₂Fe₁₄B，單獨使用無法滿足用戶對產品性能的要求。在用Ce部分替代Nd方面的研究中，冶金工業部鋼鐵研究總院和麥格昆磁(天津)有限公司分別提出中國專利CN1035737A和CN101694797，但按照專利提出的方法制備不同牌號磁體時均需要熔煉多種成分的合金，提高了生產成本。同時專利涉及的產品剩磁、矯頑力及磁能積均較低，是因為這種直接將Ce熔入合金中會使得Ce過多的替代了主相中的Nd而嚴重惡化體的性能。此外，在制備工藝方面，磁體的燒結溫度均高于1060℃，不僅易導致晶粒長大，惡化磁體性能，還增加了磁體的生產成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低釹、無重稀土高性能磁體及制備方法，其中磁體中稀土總含量的10％～40％的Nd被La、Ce(或其中的單獨一種，或兩種混合)替代，同時復合添加少量的合金元素TM以提高磁體的矯頑力。本發明系列牌號高性能磁體性能達到：磁能積(BH)_m均高于40MGOe，矯頑力H_cj高于10kOe。磁體的生產成本大幅降低，并仍能保持良好的磁性能，可滿足目前市場上同等性能磁體的使用要求。

本發明的磁體的成分為[(Nd，Pr)_100-x(Ce_100-yLa_y)_x]_aFe_100-a-b-cB_bTM_c(wt.％)，其中x，y，a，b和c分別表示對應元素的質量百分比，并且10％≤x≤40％，0％≤y≤15％，29％≤a≤30％，0.8％≤b≤1.5％，0.5％≤c≤2％，TM是為Ga，Co，Cu，Nb，Al元素中的一種或幾種。

本發明為制備上述磁體采用的方法包括如下工藝步驟：

步驟1：按照釹鐵硼合金質量百分比的組成分子式：[Nd_100-x(Ce_100-yLa_y)_x]_aFe_100-a-b-cB_bTM_c(wt.％)和(Nd，Pr)_aFe_100-a-b-cB_bTM_c(wt.％)分別配制原料，其中10％≤x≤40％，0％≤y≤15％，29％≤a≤30％，0.8％≤b≤1.5％，0.5％≤c≤2％，TM是為Ga，Co，Cu，Nb，Al元素中的一種或幾種，所需稀土原料可以直接采用比例確定的混合稀土；

步驟2：將步驟1配好的原料分別熔煉：首先將原材料放入中頻感應熔煉速凝爐坩堝內，在真空度達到10^-2Pa以上時送電預熱，待真空度再次達到10^-2Pa以上后停止抽真空并充入高純Ar，使爐內Ar氣壓達到-0.04～-0.08MPa后進行熔煉；待原材料全部熔化后施以電磁攪拌精煉，隨后將鋼液澆注到線速度為2～4m/s的水冷銅輥上，制得平均厚度為0.1～0.5mm的速凝片。