[發明專利]一種高性能燒結釹鐵硼磁體及其制備方法

有效

• 申請號: 202010843895.0
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112017834B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 吳玉程;曹玉杰;崔接武;徐光青;劉晴;張鵬杰;孫威;李炳山;劉家琴
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;北京礦冶科技集團有限公司
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02
• 代理公司: 合肥云道爾知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34230
• 代理人: 閆興貴

本發明公開了一種高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法，包括以下步驟：通過分別熔煉主相合金和晶界相合金，然后分別制粉后混合、成型、晶界擴散、燒結和回火熱處理，最終制得燒結釹鐵硼磁體。通過在晶界相合金熔煉時加入重稀土Dy或Tb、耐蝕性金屬Co、Cu、Al、Zn以及具有優異強度和柔韌性的碳納米管。其中，添加的重稀土Dy或Tb可以提高磁體的矯頑力，添加的耐蝕性金屬Co、Cu、Al、Zn可以改善晶界相的電位，降低晶界相的化學活性，而添加的高熔點碳納米管在熔煉晶界相時不會改變其納米形態，從而改善磁體的力學性能。因此，采用本發明方法制備的燒結釹鐵硼磁體在保證具有較高磁性能的基礎上，顯著提高了磁體的耐腐蝕性能和強韌性。

技術領域

本發明屬于稀土永磁材料領域，具體涉及一種高性能燒結釹鐵硼磁體及其制備方法。

背景技術

永磁材料作為一種重要的基礎性磁性功能材料，其應用領域非常廣泛，幾乎遍及所有的工業部門、生活領域、科技、航空航天及軍事等。其中，燒結釹鐵硼磁體憑借其優異的磁性能和更高的性價比占據永磁材料的“半壁江山”，被稱為當代“磁王”。采用粉末冶金工藝制備的燒結釹鐵硼磁體具有多相結構，各相之間的電位差相差較大，尤其是晶界相的電化學活性最高，在電化學環境下極易發生腐蝕，少量的晶界相作為陽極承擔大量的腐蝕電流，加快了磁體晶界相的腐蝕，使主相晶粒之間因失去粘連而發生粉化現象，嚴重影響磁體的化學穩定性。

此外，作為脆性材料的燒結釹鐵硼磁體，其力學性能較差。較差的強韌性使磁體在機加工過程中很容易出現掉渣、缺角、開裂等缺陷。極大地降低了磁體的成品率和加工精度，提高了磁體的加工成本，限制了磁體在高精度儀器儀表領域的應用。同時，燒結釹鐵硼磁體較差的強韌性，導致其抗震、抗沖擊能力也較差，限制了磁體在抗震、抗沖擊能力要求較高的場合的應用，比如高速電機和航空儀表等領域。因此，為解決燒結釹鐵硼磁體較差的耐腐蝕性能和力學性能，提高磁體在機加工、運輸以及服役過程中的穩定性，需要開發一種高耐蝕高強韌性的燒結釹鐵硼磁體，從而拓展其應用領域。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述問題，提供一種高性能燒結釹鐵硼磁體及其制備方法，通過單獨熔煉具有高耐蝕性、高強韌性的晶界相，來提高燒結釹鐵硼磁體的耐蝕性能和力學性能。

為解決上述問題，本發明所采取的技術方案如下：

一種高性能燒結釹鐵硼磁體的制備方法，包括以下步驟：

(1)分別熔煉主相合金A和晶界相合金B；

(2)分別對主相合金A和晶界相合金B進行制粉，制得主相合金粉A1和晶界相合金粉B1；

(3)將主相合金粉A1和晶界相合金粉B1進行充分混合，制得混合粉末C；

(4)將混合粉末C依次進行成型、晶界擴散、燒結和回火熱處理，最終制得燒結釹鐵硼磁體D。

進一步方案，所述步驟(1)主相合金A成分的質量百分比為Nd_xFe_100-x-yB_y，其中，29≤x≤32，0.9≤y≤1.1；所述主相合金A的熔煉溫度為1400～1460℃。

進一步方案，所述步驟(1)晶界相合金B成分的質量百分比為RE_xFe_100-x-y-zB_yM_zL_w，其中，40≤x≤75，0.9≤y≤1.1，1≤z≤5，0.01≤w≤1，RE包括Dy、Tb中的至少一種，M包括Co、Cu、Al、Zn中的至少一種，L為碳納米管；所述碳納米管的直徑為1～50nm，長度為1～20μm；所述晶界相合金的熔煉溫度為1300～1360℃。

進一步方案，所述步驟(2)制粉步驟包括氫破碎、氣流磨制粉工序，最終制備出平均晶粒尺寸分別為2.0～4.0μm的主相合金末A1和0.5～2.0μm的晶界相合金末B1。