[發明專利]一種雙合金納米晶稀土永磁體及其制備方法

有效

• 申請號: 201710267419.7
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107424695B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 劉仲武;張振揚;鐘喜春;邱萬奇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F1/08;H01F41/02;C22C38/00;C22C33/02
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 宮愛鵬

本發明公開了一種雙合金納米晶稀土永磁體及其制備方法，包括如下步驟：(1)制備快淬ARE?Fe?B磁粉，其中ARE含量≥12％，ARE為La、Ce和Y中的一種稀土或兩種以上的混合稀土；制備快淬PRE?Fe?B磁粉，其中Fe含量≥82％，PRE為稀土Nd和/或Pr；(2)將上述兩種磁粉混合，進行放電等離子燒結，獲得各向同性納米晶稀土永磁體。本發明通過使用低成本富稀土合金和貧稀土富鐵納米復合合金兩種成分的磁粉作為原料，降低了磁體的材料成本；改善了合金的燒結性能和熱變形性能；利用放電等離子燒結技術使性能差別較大的兩種磁粉實現很好的融合，得到具有單合金磁體特征的磁滯回線，改善回線方形度，實現磁性能的優化。

技術領域

本發明涉及稀土永磁材料領域，尤其涉及一種由富稀土的納米晶稀土-鐵-硼和富鐵的納米復合稀土-鐵-硼兩種磁粉通過放電等離子燒結技術制備的低成本高性價比納米晶稀土永磁體及其制備方法。

背景技術

釹鐵硼作為目前應用最廣泛的稀土永磁材料，由于其優異的磁性能而被成為“磁王”。每年大量的釹鐵硼材料用在核磁共振成像、電動自行車、電動汽車、揚聲器、磁記錄、磁分離系統等。隨著釹鐵硼產業的不斷壯大，釹鐵硼磁體所用原材料Nd和Pr合金資源也越來越緊缺。La、Ce、Y等作為豐量稀土元素(RE)，儲量豐富，價格比Nd便宜，并且可以形成RE₂Fe₁₄B硬磁相，因此用含這些元素的RE-Fe-B合金部分替代Nd-Fe-B制備永磁材料可以顯著降低成本。此外，傳統的燒結釹鐵硼材料由富稀土(稀土含量>12％)釹鐵硼磁粉經壓制燒結而成，含有RE₂Fe₁₄B(原子百分數接近RE₁₂Fe₈₂B₆)硬磁相和非磁性相富RE相。富Nd相的目的是促進燒結，同時提高矯頑力。

納米復合釹鐵硼合金由硬磁相RE₂Fe₁₄B和軟磁相α-Fe組成，結合了軟磁相高飽和磁化強度和稀土金屬間化合物高各向異性場的優點，具有較高的剩磁和磁能積，但矯頑力相對較低。并且由于缺少富稀土相，這一類成分的磁粉無法燒結成型，并且無法通過SPS獲得高致密磁體，也無法通過熱變形形成各向異性磁體來提高磁性能。

發明內容

為了減少貴稀土Nd、Pr等的用量，降低材料成本。本發明將富稀土ARE-Fe-B磁粉和富鐵PRE-Fe-B磁粉混合，通過放電等離子燒結技術制備出雙合金各向同性稀土永磁體，亦可通過后續熱變形制備各向異性雙合金磁體。獲得的磁體的具有更低的材料成本和制造成本。同時解決了納米復合磁體(Nd₂Fe₁₄B+α-Fe)無法燒結及熱變形的問題，提高了磁體的致密度。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種雙合金納米晶稀土永磁體的制備方法，包括如下步驟：

(1)快淬磁粉的制備及混合

制備快淬ARE-Fe-B磁粉，其中ARE含量≥12％，ARE為La、Ce和Y中的一種稀土或兩種以上的混合稀土；

制備快淬PRE-Fe-B磁粉，其中Fe含量≥82％，PRE為稀土Nd和/或Pr；

然后將上述兩種磁粉混合；

(2)放電等離子燒結

將步驟(1)中獲得的混合磁粉放入石墨模具中，利用放電等離子燒結爐，進行放電等離子真空燒結，最后獲得各向同性納米晶稀土永磁體；

步驟(1)快淬磁粉的制備方法：利用真空電弧熔煉或感應熔煉制備合金錠，利用單輥熔體快淬制備非晶或部分非晶薄帶，利用真空熱處理獲得納米晶薄帶，在保護氣氛下將合金薄帶破碎成粉末。過篩后得到顆粒大小為45～300μm的粉末。