[發(fā)明專利]一種同時提高釹鈰鐵硼燒結(jié)磁體磁性能和抗腐蝕性能的方法

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• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108183010A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王新華;錢澤宇;嚴(yán)密;馬天宇;金佳瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發(fā)明公開了一種同時提高釹鈰鐵硼燒結(jié)磁體磁性能和抗腐蝕性能的方法，其特征在于，采用雙主相合金工藝，并在混粉時添加少量的釹鐠氫化物粉末進(jìn)行晶界組織重構(gòu)。釹鐠氫化物粉末的引入，不僅改變了晶界組織的分布，而且改變了晶界組織的相組成，因此同時提高了釹鈰鐵硼燒結(jié)磁體的磁性能和抗腐蝕性能。釹鐠氫化物粉末具有易于工業(yè)制備的優(yōu)點(diǎn)，其所需原材料和設(shè)備為釹鐵硼工業(yè)生產(chǎn)所用的釹鐠合金以及熔煉甩帶爐、氫破爐、氣流磨制粉機(jī)。本方法集合了雙主相合金工藝和晶界組織重構(gòu)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在保證磁性能和抗腐蝕性能的同時，有效地降低了磁體成本，這有利于促進(jìn)鈰在稀土永磁材料中的應(yīng)用，具有廣闊的市場空間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種同時提高釹鈰鐵硼燒結(jié)磁體磁性能和抗腐蝕性能的方法。

背景技術(shù)

燒結(jié)釹鐵硼磁體具有高剩磁、高矯頑力和高磁能積等優(yōu)點(diǎn)，是目前綜合磁性能最好的永磁材料，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、風(fēng)力發(fā)電和新能源汽車等領(lǐng)域。燒結(jié)釹鐵硼磁體消耗大量的釹、鐠和少量的鏑、鋱，稀土成本占其原材料成本的80％左右。近年來，受我國稀土產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整和供給側(cè)改革的影響，釹、鐠、鏑、鋱等稀土價格不斷上漲，這給釹鐵硼生產(chǎn)企業(yè)帶來了很大的經(jīng)濟(jì)壓力。因此降低燒結(jié)釹鐵硼磁體的重稀土用量或用輕稀土取代中重稀土是現(xiàn)階段的研究熱點(diǎn)。鈰是儲量最高的稀土元素，但在永磁材料中的應(yīng)用很少，長期供大于求的滯銷狀態(tài)，其價格約為釹、鐠的1/10，鏑、鋱的1/100。用鈰部分取代釹、鐠，不僅可以降低磁體的成本并增強(qiáng)市場競爭力，而且可以緩解稀土資源的非平衡利用狀態(tài)并發(fā)揮我國稀土資源的戰(zhàn)略優(yōu)勢。但是因為Ce₂Fe₁₄B的內(nèi)稟磁性能遠(yuǎn)不如Nd₂Fe₁₄B，若采用直接熔煉添加的方法將鈰引入會造成嚴(yán)重的磁稀釋效應(yīng)而使磁體的磁性能顯著惡化，尤其是當(dāng)鈰含量較高時，這嚴(yán)重限制了釹鈰鐵硼燒結(jié)磁體的實際應(yīng)用。另外，燒結(jié)釹鐵硼磁體具有基體相和晶界相共存的復(fù)相結(jié)構(gòu)，這使其抗腐蝕性能較差，必須經(jīng)過表面防護(hù)處理才能實際應(yīng)用，而釹鈰鐵硼燒結(jié)磁體的實際應(yīng)用也同樣受其抗腐蝕性能限制。

為了將鈰應(yīng)用于燒結(jié)釹鐵硼磁體并使其保持較為良好的磁性能，全世界科技工作者已進(jìn)行了諸多研究。近年來發(fā)展的雙主相合金工藝通過設(shè)計并制備一種含鈰主合金磁粉和一種不含鈰主合金磁粉，將其按一定比例均勻混合后再磁場壓型、等靜壓、燒結(jié)和熱處理來制備釹鈰鐵硼燒結(jié)磁體。對基于雙主相合金工藝的釹鈰鐵硼燒結(jié)磁體來說，釹、鈰在主相晶粒中非均勻分布并呈現(xiàn)“核-殼”結(jié)構(gòu)，這有效減弱了磁稀釋效應(yīng)從而使磁體保持較為良好的磁性能，尤其是磁能積。但是當(dāng)鈰含量較高時，磁體的磁性能仍然較差，尤其是矯頑力低于12kOe，無法達(dá)到商業(yè)使用的標(biāo)準(zhǔn)。

近年來發(fā)展的晶界組織重構(gòu)技術(shù)通過向磁粉中添加少量輔合金粉末，使晶界相的分布和物理化學(xué)性質(zhì)得到改善，可以有效提升磁體的矯頑力或抗腐蝕性能。這一技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于燒結(jié)釹鐵硼磁體，主要是通過形成連續(xù)分布的富稀土晶界相或提高富稀土晶界相的電極電位來提升磁體的矯頑力或抗腐蝕性能。而釹鈰鐵硼燒結(jié)磁體除含有富稀土晶界相外，往往還含有CeFe₂晶界相，尤其是當(dāng)鈰含量較高時。CeFe₂晶界相有著與富稀土晶界相截然不同的晶體結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，電極電勢更高且化學(xué)穩(wěn)定性更強(qiáng)，其存在對磁體的抗腐蝕性能有顯著的積極影響。雖然晶界組織重構(gòu)技術(shù)已被應(yīng)用于釹鈰鐵硼燒結(jié)磁體來提升其矯頑力，但這一技術(shù)對磁體的CeFe₂晶界相和抗腐蝕性能的影響，目前尚未有報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是改善釹鈰鐵硼燒結(jié)磁體的磁性能和抗腐蝕性能，促進(jìn)鈰在稀土永磁材料中的應(yīng)用，降低磁體成本，提高市場競爭力。

為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供了一種同時提高釹鈰鐵硼燒結(jié)磁體磁性能和抗腐蝕性能的方法，包括以下步驟：

1)分別對一種含Ce主合金和一種不含Ce主合金進(jìn)行熔煉和速凝鑄帶，得到平均厚度為0.2～0.4mm的兩種主合金甩片，然后對兩種甩片分別進(jìn)行氫破和氣流磨處理，制備平均粒度為3～4μm的含Ce主合金磁粉和不含Ce主合金磁粉；