[發明專利]一種高磁能積和高矯頑力的含Dy稀土永磁體及制備方法

在審

• 申請號: 202110782189.4
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113539600A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 李柱柏;劉艷麗;段東偉;魏磊;趙倩
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: H01F1/08
• 分類號: H01F1/08;H01F1/053;B22F3/12
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙) 41122
• 代理人: 張愛軍

本發明涉及一種高磁能積和高矯頑力的含Dy稀土永磁體及制備方法，采用多合金工藝調制元素擴散和晶間相分布，將Nd?Fe?B和Dy?Fe?B合金粉末直接混合一次成型、然后燒結制備稀土永磁體，通過適度降低Nd?Fe?B合金中稀土Nd含量、提高Dy?Fe?B合金中稀土含量、聯合添加高熔點和低熔點元素來提高磁體矯頑力和保持高磁能積。本發明制備稀土永磁體具有高磁能積和高矯頑力，其中磁能積(BH)_max≥46.0MGOe，矯頑力H_c≥18.0kOe，(BH)_max+H_c≥66.0。

技術領域

本發明涉及一種高磁能積和高矯頑力的含Dy稀土永磁體及制備方法，屬于稀土永磁材料制備領域。

背景技術

稀土永磁體釹鐵硼Nd-Fe-B具有高剩磁、高磁能積，成為現代科學技術特別是交通運輸、計算機、信息、航空航天、清潔能源等領域不可缺少的關鍵材料，得到廣泛應用，推動相關產業的發展。但稀土釹鐵硼永磁材料矯頑力較低，難以完全滿足電動汽車、風力發電等領域對磁性能的要求，因此需要進一步提高釹鐵硼永磁材料的矯頑力。

稀土Dy₂Fe₁₄B合金飽和磁化強度雖然低，但具有高磁晶各向異性場，磁體矯頑力高，而且Dy₂Fe₁₄B不含昂貴重稀土元素Tb，磁體原材料成本能得到有效控制。在熔煉時將Nd和Dy元素混合制成(Nd,Dy)-Fe-B合金，磁體矯頑力得到提高，但需要添加足量的Dy元素磁體矯頑力提高程度才明顯，這樣磁體剩磁和磁能積顯著降低，而且生產成本也大大增加。在混料時將Dy或Dy合金粉末加入到釹鐵硼粉末中制備成磁體，矯頑力得到提高，但磁體剩磁降低較多，而且Dy或Dy合金粉末添加量較大時，磁體矯頑力增加程度減弱，剩磁和磁能積下降明顯。將Dy合金粉末通過涂覆等方法到磁體表面，在退火過程中Dy元素會從磁體表面擴散到內部，磁體矯頑力顯著增加；但為使Dy元素從磁體表面擴散到內部，需要減小磁體尺寸，該方法不適用于大尺寸磁體的批量生產。

現有方法中有采用雙合金的方法將Nd-Fe-B和RE-Fe-B合金(RE可含Dy元素)混合，由于Dy-Fe-B相具有超高的磁晶各向異性場，磁體矯頑力得到提高。需要說明的是在高溫燒結時Nd元素會向Dy-Fe-B合金相中擴散取代Dy，從而會顯著降低Dy-Fe-B相的磁晶各向異性場，這樣會減弱磁體矯頑力的提高程度。同時由于Dy-Fe-B相的飽和磁化強度低，Dy-Fe-B合金粉末的添加以及Dy元素取代Nd-Fe-B中的Nd會明顯降低磁體剩磁和磁能積。還有將高磁晶各向異性場和低磁晶各向異性場兩種合金混合，通過重稀土元素擴散和優化顯微結構提高磁體矯頑力，但磁體磁能積依然比較低。還有將兩種配方的釹鐵硼合金混合，然后采用二次壓制成型和燒結制得磁體，磁體原材料生產成本降低，磁體綜合磁性能較好。但該方法需要經過二次成型，磁體成型工藝環節增加，工藝穩定性會受到影響。

發明內容

針對現有技術的不足，為克服元素過度擴散減弱磁體矯頑力提高程度的不足，同時防止磁體剩磁和磁能積明顯降低，本發明提供一種高磁能積和高矯頑力的含Dy稀土永磁體及制備方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種高磁能積和高矯頑力的含Dy稀土永磁體，原料包括(Nd,RE)-Fe-B合金和(Dy,RE)-Fe-B合金，合金(Nd,RE)-Fe-B化學式按原子百分比為(Nd,RE)_a1(Fe,M)_100-a1-a2B_a2，合金(Dy,RE)-Fe-B化學式按原子百分比為(Dy,RE)_b1(Fe,M’)_100-b1-b2B_b2，其中11.7≤a1≤13.5，5≤a2≤6，15≤b1≤23，5≤b2≤6，而且a1+3≤b1；