[發明專利]一種燒結釹鐵硼磁體及制備方法

有效

• 申請號: 201610032753.X
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105702403B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 章曉峰;郝忠彬;洪群峰
• 申請（專利權）人: 浙江東陽東磁稀土有限公司
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及稀土永磁材料相關技術領域，尤其是指一種燒結釹鐵硼磁體及制備方法。

背景技術

釹鐵硼永磁材料因其優異的磁性能而廣泛應用于計算機、風力發電、航空航天和設備自動化等領域。在燒結釹鐵硼的制備過程中使用大量稀土元素如Pr、Nd、Dy和Tb。礦石資源中含量最為豐富的鑭鈰元素未能得到充分的利用，主要原因是鈰的取代會導致燒結釹鐵硼磁體磁性能的大幅度降低。

理論研究表明Ce₂Fe₁₄B具有一定的內稟磁性能，雖然其飽和磁化強度和各向異性場遠低于Nd₂Fe₁₄B，但是適量的Ce取代Nd并通過制備工藝的合理改進，可以制備一些中低檔的燒結釹鐵硼磁體，將該類磁體應用于低端領域，具有廣泛的市場前景。

但是，廉價低成本鈰(Ce)元素的大量添加會導致燒結釹鐵硼磁體的矯頑力急劇的下降；同時，Ce添加導致的磁體微觀結構惡化也會引起磁體方形度的下降。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中存在上述的不足，提供了一種在保證具有實用磁性能的情況下提高燒結釹鐵硼磁體中鈰元素添加量的燒結釹鐵硼磁體及制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種燒結釹鐵硼磁體，由高Ce主相合金粉末和低熔點Nd-Cu輔相粉末均勻混合制備而成，所述高Ce主相合金粉末的質量百分比化學式為：(Ce_x，PrNd_1-x-y，Ho_y)_aFe_100-a-b-cTM_bB_c，其中TM為Co、Al、Cu、Ga、Nb和Zr中的一種或多種；x的范圍為0.5～0.9，y的范圍為0～0.3，a的范圍30～32.5，b的范圍0.3～2.5，c的范圍0.9～1.2；所述低熔點Nd-Cu輔相粉末的質量百分比化學式為：Nd_mCu_n，其中m+n＝1。

目前工業上制備釹鐵硼合金的稀土原材料基本上都是采用PrNd合金的。采用大量的Ce元素取代之后，由于Ce-Fe-B合金的熔點低，導致高Ce含量磁體的晶體熔點低，高Ce晶體的熔點與晶界相熔點接近，在燒結過程中非常容易燒結長大，導致磁體磁性能嚴重惡化。故而在高Ce主相合金粉末配料中添加具有高熔點2∶41∶1相的Ho元素，提高主相合金的熔點，阻止合金燒結長大。另外，添加低熔點的Nd-Cu輔相粉末作為晶界相，降低晶界相的熔點，降低高鈰磁體的燒結致密溫度。這不僅可以節約燒結釹鐵硼的制備成本，還可以提高高豐度稀土元素資源的利用率，解決鈰元素的堆積難題，對促進稀土行業健康穩定的發展，具有重要的實際意義。

作為優選，所述低熔點Nd-Cu輔相粉末占燒結釹鐵硼磁體的比例范圍1～3wt％。

本發明還提供了一種燒結釹鐵硼磁體的制備方法，具體包括如下步驟：

(1)高Ce主相合金粉末采用速凝、氫破和氣流磨的工藝制備而成；

(2)低熔點Nd-Cu輔相粉末經熔煉鑄錠、氫破、高能球磨制備而成；

(3)將高Ce主相合金粉末與低熔點Nd-Cu粉末按照比例混合均勻；

(4)粉末混合均勻后在磁場中成型進行低溫燒結，燒結后的樣品進行低溫回火處理，制得燒結釹鐵硼磁體。

純Ce-Fe-B的熔點低，采用傳統工業生產中的燒結溫度，會發生Ce-Fe-B的分解以及其晶粒異常長大。Ho元素的添加可以提高燒結Ce-Fe-B磁體主相的熔點；低熔點Nd-Cu輔相粉末的添加可以有效的降低燒結釹鐵硼晶界相的熔點，拉大主相熔點與晶界相熔點的溫度差，從而實現高Ce燒結釹鐵硼的低溫燒結，阻止高Ce釹鐵硼磁體的晶粒異常長大。采用一段低溫回火工藝，不僅實現了磁體高性能，還降低了磁體制備的能耗。

作為優選，在步驟(4)中，燒結溫度范圍在900℃～1020℃。

作為優選，在步驟(4)中，低溫回火處理溫度范圍在300～450℃。

本發明的有益效果是：實現Ce元素大量添加實用化，以及Ce元素大量添加后，通過關鍵制備工藝技術的調整與配方的優化、微量元素的合理配置，制備低成本的高Ce含量的燒結釹鐵硼磁體，解決鈰元素的堆積難題，還降低了磁體制備的能耗，對促進稀土行業健康穩定的發展，具有重要的實際意義。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明做進一步的描述。