[發明專利]多硬磁主相輻向取向無縫稀土永磁環及低溫成型方法

有效

• 申請號: 201710143001.5
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN106887294B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 姜瑞姣;朱明剛;李安華;鄭立允;郭朝暉;石曉寧;李衛
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02;H01F7/02;B22F9/04;B22F3/14;B22F3/24
• 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

一種多硬磁主相輻向取向無縫稀土永磁環及低溫成型方法，屬于永磁材料制造領域。用于制備所述永磁環的原料磁粉是由不含高豐度稀土元素的RE?Fe?B快淬磁粉和含有高豐度稀土元素的(RE,RE′₁,RE′₂,...,RE′_n)?Fe?B單相快淬磁粉按所需成分質量配比混合而成，該混合磁粉在低于常規釹鐵硼磁環制備工藝10～100℃條件下經熱壓/熱流變制成含有多或雙硬磁主相的輻向取向無縫稀土永磁環。優點在于，永磁環微觀組織中各硬磁主相均為片狀納米晶結構，組織均勻性和一致性好，在增加高豐度稀土元素，減少使用釹、鐠等元素的同時，保證了磁環較高的磁性能。對降低中等牌號磁環成本，平衡利用稀土資源，提高La、Ce等高豐度稀土元素在永磁材料中的應用具有重要意義。

技術領域

本發明屬于稀土永磁材料制造領域，特別涉及一種多硬磁主相輻向取向無縫稀土永磁環及低溫成型方法，包括雙硬磁主相輻向取向無縫稀土永磁環。

背景技術

輻向取向稀土永磁環在航空航天、電子電工、信息技術等領域中有重要應用。目前制備的稀土永磁環主要以釹、鐠元素為主，高溫度系數的永磁環中往往還要摻雜鏑、鋱等重稀土元素以提高矯頑力。然而，自然界中稀土元素往往是共生和半共生的，當前稀土資源的消耗結構使得稀土永磁環制備成本高昂，鑭、鈰等高豐度稀土元素處于過剩狀態。

近年來，為了平衡利用稀土資源，降低成本，人們以鑭和鈰為切入口，圍繞高豐度稀土元素展開了平衡資源和利用的研究。但由于Ce、La的磁矩J_S和各向異性場H_A很低，使用Ce、La取代Pr、Nd來制備富鈰稀土永磁材料制得的磁體性能遠低于Nd-Fe-B磁體。現有控制Ce、La對磁體內稟磁性能限制的方法主要有三種：一是限定Ce對Nd、Pr元素的取代量以控制磁體性能的惡化；二是向磁體中摻雜重稀土元素以保障磁性能；三是通過雙硬磁主相燒結法或添加輔相合金燒結以提高含Ce磁體的性能。前兩種方法節約稀土效果有限，難以改變現有稀土消耗結構，而燒結磁體制備過程長而繁雜，并且通過機械加工磁體制備輻向取向無縫磁環存在磁場取向困難，材料浪費嚴重，機械加工困難等問題。

熱壓/熱流變多(雙)硬磁主相永磁環中同時具有兩種或多種硬磁主相結構，通過構建新型結合界面保證了磁體較高的磁性能，給出了在控制稀土總含量的基礎上，提高高豐度稀土含量永磁環性能的有效途徑，解決了高豐度稀土永磁環的一次近終成型問題，進一步降低了制備成本。專利申請CN103714928A提供了Ce含量高于稀土總量50％的快淬永磁粉制備方法，并指出該磁粉可用于制備熱壓磁體，但沒有給出具體工藝步驟，并不涉及多(雙)硬磁主相永磁環及其制備方法，更沒有關于高豐度稀土La、Y、Sc等稀土元素用于制備多(雙)硬磁主相永磁環的內容。專利101202143用熱壓/熱流變方法制備了高性能單硬磁主相輻向取向永磁環，熱壓溫度高于600℃，熱流變溫度較高，能量消耗過多，制備工藝難度增加。專利申請104505207中試圖通過稀土元素的過量添加降低熱壓溫度，可見在熱壓磁體過程中低溫制備工藝的實現具有實際經濟效益和重要研究價值。

發明內容

本發明目的在于提供一種多硬磁主相輻向取向無縫稀土永磁環及其低溫成型方法，包括雙硬磁主相輻向取向無縫稀土永磁環。采用低溫一次近終成型制備工藝，有效解決在不添加重稀土元素和保持稀土總量較低的前提下，采用高豐度稀土元素Ce、La、Y或Sc部分替代Nd、Pr元素依然保持磁環磁性能不降低或降低很少的問題，降低稀土永磁環的制備成本，滿足市場對中等牌號永磁環的性能需求，為平衡利用稀土資源尋求新途徑。