[發明專利]一種高性能釹鐵硼永磁體及其生產方法

在審

• 申請號: 201510601576.8
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN105118597A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 楊平達;陳志祥;薛強;顧紅;丁蓉
• 申請（專利權）人: 江蘇普隆磁電有限公司
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02;C22C33/06;C22C33/02
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 蔣路帆

技術領域

本發明涉及稀土永磁材料技術領域，尤其涉及一種高性能釹鐵硼永磁體，還涉及一種高性能釹鐵硼永磁體的生產方法。

背景技術

作為一類稀土永磁材料，釹鐵硼永磁體由于具有優異的磁性能而被稱為“磁王”。燒結釹鐵硼永磁體廣泛應用于計算機技術、自動化技術、電機工程、醫療設備、音響設備、網絡信息、通訊、機械、交通等領域。應用高性能燒結釹鐵硼永磁體，不僅可提高磁性器件的工作性能，而且亦可實現器件的小型化或者微型化，降低能耗。然而，該類永磁材料亦存在化學穩定性、溫度穩定性、強韌性比較差的弱點，限制了其應用領域的進一步擴大。高性能永磁材料通常用高斯單位制中的磁能積的數值(以MGOe為單位)與內稟矯頑力的數值(以kOe為單位)的相加值A表示永磁材料的綜合磁性能指標(BH)max/MGOe+Hcj/kOe＝A，而永磁材料的磁能積取決于剩余磁化強度與矯頑力，在矯頑力足夠高的條件下，永磁體的磁能積可表示為：

燒結Nd-Fe-B永磁材料的剩磁Br和最大磁能積(BH)max主要由燒結Nd-Fe-B永磁材料的氧含量、密度，Nd2Fe14B相(主相)的體積百分數以及晶粒取向度決定。提高燒結Nd-Fe-B磁體最大磁能積的關鍵是提高磁體的剩磁；考慮影響剩磁的各種因素，得出下面的關系式：B_r∝(I_S·β)·(ρ/ρ₀)·(1-α)·f

其中：Is為Nd2Fe14B相的飽和磁化強度；β為Is的溫度系數；ρ/ρ0為相對密度；α為非磁性相的體積分數；f為Nd2Fe14B晶粒的取向度。根據這個方程，可以推斷出提高燒結Nd-Fe-B永磁材料的剩磁能夠采用以下措施：1)提高磁體的相對密度，增加Nd2Fe14B相的體積百分含量；2)優化磁體的微觀結構；3)提高Nd2Fe14B相晶粒的取向度。

現有技術中，添加Dy、Co、Nb、Zr、Ga等元素，優化合金成分設計，同時應用合適的表面處理方法，有利于克服燒結釹鐵硼永磁體的這些性能方面的不足之處，以達到實際應用的要求。例如中國專利CN102832003A公開了一種釹/鐵/硼基永磁體，其包含以下組分：16-25wt％的Nd；4-10wt％的Dy；0-1.2wt％的Tb；2-13wt％的組分R，其中組分R選自Pr、Ce、Gd或Y或其組合；1.4-9wt％的組分T，其中組分T選自Co、Cu或Al、或其組合；0.1-0.6wt％的組分M，其中組分M選自Zr、Ti或Mo、或其組合；0.9-1.1wt％的B；以及余量至100wt％的Fe。制備方法為：(1)形成合金帶，所述合金包含16-25wt％的Nd；4-10wt％的Dy；0-1.2wt％的Tb；2-13wt％的組分R，其中組分R選自Pr、Ce、Gd或Y、或其組合；1.4-9wt％的組分T，其中組分T選自Co、Cu或Al、或其組合；0.1-0.6wt％的組分M，其中組分M選自Zr、Ti或Mo、或其組合；0.9-1.1wt％的B；以及余量至100wt％的Fe和，(2)由所述合金帶得到精細粉末，(3)將所述精細粉末在磁場中排列，并壓制成生坯，(4)將所述生坯通過冷等靜壓進一步壓制成更高密度的坯體，以及(5)對生坯進行燒結，然后對燒結的壓塊進行熱處理和退火。該技術方案燒結的釹/鐵/硼基永磁體在組成中添加少量的Dy和非常少的Tb或沒有Tb時，仍具有高的矯頑力和良好的熱穩定性，是一種矯頑力高和熱穩定性良好且原材料成本低的燒結的釹/鐵/硼基永磁體。

再如中國專利CN102723166A公開了一種釹鐵硼永磁體，其特征在于：所述釹鐵硼永磁體包括新料及廢料，所述新料成分中鐠釹含量為40～90％，其余為鐵、鈷、鈮、銅、鋁、硼，所述鐠釹中鐠和釹的重量比為1：3；所述廢料為各種釹鐵硼永磁體的邊角料，其稀土總含量為20～40％；所述新料及廢料按重量比為：新料≤40％，廢料≥60％。

但是，以上技術方案中均為了獲得高性能磁體，降低Nd元素含量，以獲得體積分數高的磁性主相，但隨之而來的是鑄錠中。α-Fe的大量析出，α-Fe的塑性好，增加了鑄錠的韌性，使隨后的破碎和制粉過程變得困難，而且降低粉末的取向。如果采用氣流磨制粉，強韌性的α-Fe難以破碎，可能改變最終設計成分，相對提高了磁體的Nd含量。此外還產生富Nd區，使得在燒結期間局部區域的晶粒過于長大，它非常容易氧化并使磁體退化。這些都嚴重影響磁性能的提高。為此需采用合適的工藝減少或消除鑄錠中的α-Fe。

發明內容