[發明專利]重稀土合金、釹鐵硼永磁材料、原料和制備方法

有效

• 申請號: 202010528355.3
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111636035B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 蔣智鵬;黃佳瑩;施堯;駱溁
• 申請（專利權）人: 福建省長汀金龍稀土有限公司;廈門鎢業股份有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C38/10;C22C38/12;C22C38/08;C22C38/16;C22C38/06;C22C38/32;C22C38/30;C22C38/28;C22C38/26;C22C38/24;C22C38/22;C22C38/20;C22C38/5
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;倪麗紅

本發明公開了一種重稀土合金、釹鐵硼永磁材料、原料和制備方法。該重稀土合金包括以下組分：RH，30～100mas％、且不為100mas％；X，0～20mas％、且不為0；B，0～1.1mas％；Fe和/或Co，15～69mas％，RH包括Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Sc中的一種或多種重稀土元素；X為Ti和/或Zr。本發明的重稀土合金在作為子合金用于制備釹鐵硼永磁材料時，實現了重稀土利用率高，使得在釹鐵硼永磁材料保持較高剩磁的同時，矯頑力也能得到較大提升。

技術領域

本發明涉及一種重稀土合金、釹鐵硼永磁材料、原料和制備方法。

背景技術

由于釹鐵硼稀土永磁材料具有高剩磁、高矯頑力和高磁能積的特點，廣泛應用于電力電子、通訊、信息、電機、交通運輸、辦公自動化、醫療器械、軍事等領域，并使一些小型、高度集成的高新技術產品的市場應用成為可能，例如硬盤用音圈電機(VCM)，混合動力汽車(HEV)，電動車等。要滿足以上市場需求，需要以更低的成本制備出同時具備高剩磁和高矯頑力的釹鐵硼磁體；尤其是新能源汽車領域中的永磁電動機由于工作溫度較高，要求磁體具有更高的矯頑力。

目前，現有技術中提高釹鐵硼永磁體矯頑力的方式主要有以下幾種：

1)單合金制備工藝：利用Tb₂Fe₁₄B、Dy₂Fe₁₄B具有較高的磁晶各向異性場(HA)，直接在合金熔煉過程中添加Tb、Dy的純金屬，或者含Tb、Dy的合金以提高釹鐵硼磁體的矯頑力，但由于Tb、Dy元素形成的Tb₂Fe₁₄B、Dy₂Fe₁₄B的飽和磁化強度(Ms)大大低于Nd₂Fe₁₄B，會造成磁體的剩磁明顯降低，且該工藝Tb、Dy重稀土元素的添加量比較大，原料成本很高。

2)晶界擴散工藝：通過涂覆、濺射、蒸鍍等方法，在燒結后的釹鐵硼磁體表面附著一層含重稀土元素Dy或Tb的擴散源物質(包括無機稀土化合物、稀土金屬或稀土合金)，然后在晶界富釹相熔點以上、磁體燒結溫度以下的溫度進行高溫擴散，使Dy或Tb沿磁體晶界滲入內部，在Nd₂Fe₁₄B主相晶粒表層形成高各向異性場的(Nd，Dy)₂Fe₁₄B或(Nd，Tb)₂Fe₁₄B磁硬層，從而提高磁體的矯頑力。由于Dy、Tb僅分布于主相晶粒的最外延區域，該方法可以大幅減少Dy、Tb重稀土的使用量，同時由于晶粒內擴散深度有限，可以有效抑制磁體剩磁的降低。但該方法對設備要求高、投資大、操作復雜，同時受擴散深度所限，一般要求磁體厚度不超過1cm，無法制備大尺寸磁體。

3)雙合金法是一種通過改善磁體的微觀組織和磁性相的邊界結構來提高矯頑力的方法，此方法用富含重稀土元素的合金作為輔相，主相合金成分接近Nd₂Fe₁₄B化學成分計量比；然后將主輔相混合后經壓制、燒結、退火制得磁體。此方法不受永磁體尺寸限制，可以制備出大尺寸高矯頑力的釹鐵硼磁體。但由于燒結階段的溫度較高，作為輔相添加的重稀土元素會大量擴散進入主相，造成磁體的剩磁下降；同時重稀土元素大量擴散進入主相對矯頑力的提升價值，小于其分布于晶粒表面改善晶界結構的效果，這將導致重稀土利用率低、矯頑力提升受限。

因此，亟需一種重稀土利用率高，在保持較高剩磁的同時，矯頑力也能得到較大提升的釹鐵硼永磁材料。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術中采用雙合金法制備R-T-B系永磁材料時，輔相中重稀土元素在燒結過程中向主相過度擴散，導致磁體的剩磁降低、矯頑力提升受限以及重稀土利用率低的缺陷，而提供了一種重稀土利用率高，在保持較高剩磁的同時，矯頑力也能得到較大提升的重稀土合金、釹鐵硼永磁材料、原料和制備方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：