[發明專利]合金材料、粘結磁體以及稀土永磁粉的改性方法

有效

• 申請號: 201611199983.1
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN108220732B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 袁超;羅陽;門闊;權寧濤;張洪濱;閆文龍;于敦波;楊遠飛
• 申請（專利權）人: 有研稀土新材料股份有限公司
• 主分類號: C22C28/00
• 分類號: C22C28/00;B22F1/00;H01F1/057
• 代理公司: 11240 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 趙囡囡;梁文惠

本發明提供了一種合金材料、粘結磁體以及稀土永磁粉的改性方法。該合金材料的熔點低于600℃，合金材料的組成按原子份數計為RE_100?x?yM_xN_y，其中，RE為非重稀土Nd、Pr、Sm、La、Ce的一種或多種，M為Cu、Al、Zn、Mg的一種或多種，N為Ga、In、Sn的一種或多種，x＝10～35，y＝1～15。本申請的合金材料成本較低，可以形成低熔點的共晶合金，可在較低溫度進行液相擴散，從而改善低溫下其中的元素向稀土永磁粉擴散的均勻性。同時，Ga、In、Sn在釹鐵硼合金中還具有顯著的晶界偏聚特征，能夠增強晶界擴散提高矯頑力的效果，使所改性的稀土永磁粉形成的磁體高溫性能較好。

技術領域

本發明涉及稀土材料制備領域，具體而言，涉及一種合金材料、粘結磁體以及稀土永磁粉的改性方法。

背景技術

稀土永磁材料是稀土金屬與過渡金屬形成的合金通過一定加工工藝制備而成，是支撐現代工業社會發展的重要基礎材料，以釹鐵硼為代表的稀土永磁是目前應用性能最高的永磁合金，并已發展出燒結、粘結和熱壓三大類稀土永磁合金材料。隨著釹鐵硼應用范圍的擴大和其需求量的增加，對釹鐵硼合金性能的期望持續提高。磁能積和矯頑力是永磁材料最重要的兩個評價指標，目前，取得應用的釹鐵硼合金材料的磁能積已接近其理論最大磁能積，而矯頑力還遠未達到其理論最大值。永磁材料矯頑力低，磁體穩定性變差，尤其是在一些存在變溫的特殊應用環境，磁體的磁性能將快速衰減。因此，提高矯頑力，是一種有效的提高磁體高溫性能并改善其溫度穩定性的方法。

對于Nd₂Fe₁₄B或Pr₂Fe₁₄B稀土永磁合金，提高其矯頑力，一方面是從主相晶粒的各向異性場入手，例如，在合金熔煉過程中加入重稀土Dy、Tb取代Nd或Pr可以增加矯頑力，這是由于形成的(Dy,Tb)₂Fe₁₄B相具有更大的各向異性場，但重稀土Dy、Tb取代Nd或Pr的方法，會導致磁能積的顯著降低。另一方面就是重稀土Dy、Tb晶界擴散，通過增加晶界附近的反磁化疇形核場，或通過減少晶界鐵磁性來降低相鄰晶粒的磁交換耦合，實現矯頑力的提高。例如，日本的愛知制鋼在各向異性HDDR釹鐵硼磁粉表面(CN1345073A)利用氫化物擴散Dy，提高了磁粉的矯頑力，并提高了其使用溫度和磁粉的熱穩定性。盡管利用重稀土Dy、Tb等，通過替代或晶界擴散的方法來提高矯頑力效果顯著，但上述方法存在重稀土資源短缺、成本高等問題。

非重稀土晶界擴散是通過利用非重稀土和其它合金元素組成的低熔點合金，滲透進入釹鐵硼主相晶粒晶界區域，降低或阻斷磁交換耦合，達到提高磁粉矯頑力的目的。非重稀土晶界擴散，例如PrCu、NdCu合金在熱壓、燒結等塊狀磁體表面擴散等，可以顯著提高矯頑力，實現無重稀土添加的高矯頑力磁體，改善磁體服役性能。粘結磁體在一些特殊應用環境下，也存在磁性能衰減的問題，提高矯頑力同樣是改善其磁性穩定性的重要方法。但晶界擴散還較少在粘結磁體上應用，主要原因在于，晶界擴散作用于粘結磁粉，磁粉在矯頑力提高的同時，另一指標磁能積降低明顯(Zhong Lin,Jingzhi Han,Shunquan Liu,etal.Journal of Applied Physics 2012,111:07A722)，另一方面，粘結磁體對磁粉的均勻性要求較高，而晶界擴散存在擴散不均勻等問題，不利于推廣。此外，高性能的磁粉通常還要求具有細小晶粒組織特征，而現有技術在較低溫度下擴散效果不理想，而在高溫下長時間處理又易導致晶粒生長，也會降低磁粉磁性能。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種合金材料、粘結磁體以及稀土永磁粉的改性方法，以解決現有技術中的磁體高溫性能較差的方法問題。