[發明專利]低重稀土含量高矯頑力永磁體及制備的復合金方法

在審

• 申請號: 202010530552.9
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111883327A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 趙明靜;劉國征;李波;鄧沅;呂科;李泉;高巖;周博陽;任少卿;王東波;宋靜
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院;瑞科稀土冶金及功能材料國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02;C22C38/06;C22C38/16;C22C38/10;C22C38/12;C22C38/14;C22C33/02
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

本發明公開了一種低重稀土含量高矯頑力永磁體，包括：主合金、輔助合金；以無重稀土合金為主合金，主合金成分為(RE)xFe(100?x?y?z)My Bz，RE為Pr、Nd、Pr、La、Ce、Y中的一種或多種；M為除Fe之外的非稀土金屬元素，x、y、z均為質量百分數，其中27.0≤x≤36.0，0≤y≤5.0，0.8≤z≤1.5；輔助合金為重稀土元素的金屬粉末、氧化物、氟化物、化合物中一種或多種。本發明還公開了一種低重稀土含量高矯頑力永磁體制備的復合金方法。本發明采用復合金法使重稀土元素分布在主相晶粒周圍，避免其大量進入晶粒內部，從而可顯著減少重稀土用量，降低材料成本。

技術領域

本發明屬于永磁材料的制備方法，具體來說，涉及一種低重稀土含量 高矯頑力永磁體及制備的復合金方法。

背景技術

釹鐵硼稀土永磁材料因其具有高的性價比而被廣泛地應用于電驅動、 電子、軌道交通、綠色新能源、節能家電等領域，是現代科技發展與社會 進步不可缺少的基礎性材料之一。釹鐵硼磁體的理論磁能積為509kJ/m³ (64MGOe)，實驗室最高水平已達到474kJ/m³(59.6MGOe)。目前，企業批 量生產磁體的最大磁能積也已達到52MGOe以上。然而，磁體的矯頑力仍 然只能達到理論值的1/4至l/3左右，溫度穩定性差，導致工作溫度較低， 因此磁體在高溫領域的應用受到很大的限制。

近年來，隨著新能源汽車、工業機器人、軌道交通等產業的快速發展， 如何提高燒結釹鐵硼磁體的工作溫度成為行業研究領域的主要問題。通過 提升矯頑力是提高釹鐵硼磁體工作溫度的有效方法。對比不同稀土元素的 RE₂Fe_l4B化合物的內稟性能，Dy₂Fe₁₄B和Tb₂Fe₁₄B的磁晶各向異性場分別 為11940kA/m和17572kA/m，遠高于Nd₂Fe₁₄B的磁晶各向異性場，加入 Dy、Tb取代Nd后可以大幅提高主相的磁晶各向異性場，從而有效提高矯 頑力。常規直接熔煉添加工藝生產的應用于混合動力汽車用磁體中Tb、Dy 的添加量達到4％以上。然而，直接熔煉添加的Dy、Tb易進入主相晶粒， 降低飽和磁化強度，由于磁稀釋作用而使剩磁和磁能積均降低。如何在提 高矯頑力的同時，保持剩磁和磁能積不降低是釹鐵硼材料面臨的一個挑戰。 通常情況，在高斯制單位下以內稟矯頑力與最大磁能積之和作為超高性能 磁體綜合磁性能的衡量指標。

另外，重稀土元素Dy、Tb價格較高，熔煉添加會使磁體的成本上升， 導致高檔釹鐵硼永磁材料的成本顯著增加。如何在提高矯頑力的同時，不 用或少用重稀土Dy、Tb是釹鐵硼材料面臨的另一個挑戰。因此，開發超高 綜合性能磁體和低重稀土高矯頑力磁體成為當前國內外的研究熱點。為此， 日本2007年以來，已經將低重稀土燒結釹鐵硼永磁材料作為國家戰略項目 實施，日立金屬(NEOMAX)、信越化工和TDK三家燒結釹鐵硼企業，為 進一步降低成本，提高產品競爭力，將研發精力全部集中于盡可能降低重 稀土的使用。我國十分重視燒結釹鐵硼永磁材料的開發與應用，使我國的 釹鐵硼產業取得了飛躍式的發展。