[發明專利]一種含La和Ce的釹鐵硼稀土永磁體的制造方法

有效

• 申請號: 201410195840.8
• 申請日: 2014-05-11
• 公開（公告）號: CN103996524B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 孫寶玉
• 申請（專利權）人: 沈陽中北通磁科技股份有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/057
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于稀土永磁領域,特別是涉及一種含La和Ce的釹鐵硼稀土永磁體的制造方法。

背景技術

釹鐵硼稀土永磁體,以其優良的磁性能得到越來越多的應用，被廣泛用于醫療的核磁共振成像，計算機硬盤驅動器，音響、手機等；隨著節能和低碳經濟的要求，釹鐵硼稀土永磁體又開始在汽車零部件、家用電器、節能和控制電機、混合動力汽車，風力發電等領域應用。

1983年，日本專利1,622,492和2,137,496首先公開了日本住友金屬發明的釹鐵硼稀土永磁體，公布了釹鐵硼稀土永磁體的特性、成分和制造方法，確認了主相為Nd₂Fe₁₄B相，晶界相主要由富Nd相、富B相和稀土氧化物雜質等組成；釹鐵硼稀土永磁體以其優異的磁性能得到廣泛應用，并被稱為永磁王；1997年授權的美國專利US5.645,651進一步明確了添加Co元素和主相具有四方相結構。

隨著釹鐵硼稀土永磁的廣泛應用，稀土變得越來越短缺，尤其是重稀土元素明顯變得資源短缺，稀土價格一漲再漲；為此，人們進行了許多探索，出現雙合金技術、滲金屬技術、改善或重組晶界相技術等；專利CN101521069B公開的重稀土氫化物納米顆粒摻雜制備釹鐵硼的技術，首先采用速凝工藝制造合金片，接著進行氫破碎和氣流磨制粉，然后把采用物理氣象沉積技術生產的重稀土氫化物納米顆粒與前述的粉末混合，再通過磁場成型、燒結等常規工藝制造釹鐵硼磁體，盡管該專利發現了提高磁體矯頑力的方法，批量生產存在問題。

專利CN1688000公開了在晶界相中添加納米氧化物提高燒結釹鐵硼矯頑力的方法，該方法是雙合金方法的改進，首先主相合金和晶界相分別采用鑄造工藝制成釹鐵硼合金錠或用速凝薄片工藝制成速凝合金片，采用氫爆法或破碎機分別進行破碎，破碎后進行氣流磨磨粉，分別制成2-10μm的粉末；接著在晶界相粉末中加入重量2-20%的經過分散處理的納米氧化物和1-10%的防氧化劑，在混料機中均勻混合；然后將經過納米氧化物摻雜的晶界相合金粉末與主相合金粉末混合，晶界相合金粉末占總重量的1-20%，同時加入0.5-5%的汽油，在混料機中混合均勻，制成混合粉末；混合粉末在1.2-2.0T的磁場中壓制成型后經過燒結制成釹鐵硼磁體；本發明申請的核心技術是通過納米氧化物均勻分散在晶界相中，對晶界相改性以提高釹鐵硼磁體的矯頑力，本技術主相和晶界相分別熔煉和制粉并且多次混合，由于釹鐵硼細粉非常容易氧化，工藝復雜不易控制；另外主相合金熔煉時，由于稀土含量低，接近Nd₂Fe₁₄B相成分，容易產生α-Fe，降低剩磁；熔煉晶界相時，容易產生主相，影響矯頑力；還有由于納米氧化物表面積大，運輸、使用時有爆炸的危險，納米氧化物制作困難，成本高，影響釹鐵硼的應用。

發明內容

本發明通過研究探索，找到一種含La和Ce的釹鐵硼稀土永磁體及制造方法，克服現有技術的缺點，明顯提高釹鐵硼稀土永磁的磁能積、矯頑力、耐腐蝕性和加工性能，適合于批量生產，減少了價格昂貴并且資源稀缺的重稀土元素的用量，對擴大釹鐵硼稀土永磁體的應用市場，尤其節能和控制電機、汽車零部件、新能源汽車、風力發電等領域的應用有著重要意義。本發明還發現提高釹鐵硼稀土永磁的磁能積、矯頑力、耐腐蝕性和加工性能的抑制晶粒長大，尤其是La和Ce的加入，在晶界中形成La和Ce的氧化物微粒，La和Ce的氧化物微粒有效抑制燒結過程的晶粒異常長大，產生了以主相PR₂（Fe_1-x-yCo_xAl_y）₁₄B相為核心，主相ZR₂（Fe_1-w-nCo_wAl_n）₁₄B相包圍在主相PR₂（Fe_1-x-yCo_xAl_y）₁₄B相的外圍，ZR₂（Fe_1-w-nCo_wAl_n）₁₄B相與PR₂（Fe_1-x-yCo_xAl_y）₁₄B相之間無晶界相的復合主相結構。