[發明專利]一種高豐度稀土鈰基各向異性納米晶磁體的制備方法和裝置

在審

• 申請號: 202211020067.2
• 申請日: 2022-08-24
• 公開（公告）號: CN115430836A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 周慶;廖雪峰;朱用洋;唐永利;盧其云;曾煒煒;盧賜福;唐仁衡
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院資源利用與稀土開發研究所;惠州市福益樂永磁科技有限公司
• 主分類號: B22F3/02
• 分類號: B22F3/02;B22F3/03;B22F3/14;C22C38/00;H01F1/053;H01F1/057;H01F41/02
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 朱聰聰;莫瑤江

本發明涉及一種高豐度稀土鈰基各向異性納米晶磁體的制備方法和裝置。本發明采用束縛變形模具將高豐度稀土鈰基納米晶磁粉通過機械壓力初步壓制成冷胚，脫模后得到前驅體磁體。將前驅體磁體放入真空熱壓爐中，在垂直表面施加壓力，低溫下低速鐓粗變形，得到各向異性磁體。本發明顯著的特點是利用束縛變形模具，采用一次熱變形的方法即可得到各向異性磁體，有效避免了傳統熱壓加熱變形兩次高溫工藝過程帶來的晶粒長大問題。束縛變形模具中的束縛環有防止磁體變形過程中開裂作用，因此可采用低溫(600～700℃)、低速變形的方法，進一步優化晶粒大小。從而，有效地克服了現有技術中主相晶粒無法獲得各向異性和磁體矯頑力惡化嚴重的問題。該制備方法簡單，制備條件要求低，裝置成本低，大大降低了制備成本，同時顯著提升了高豐度稀土鈰基各向異性納米晶磁體成品的性質。

技術領域

本發明屬于稀土永磁制造領域，特別涉及一種高豐度稀土鈰基各向異性納米晶磁體的制備方法和裝置。

背景技術

第三代稀土永磁釹鐵硼(Nd-Fe-B)是一類重要的稀土(RE)功能材料，被廣泛應用于工業電機、電子設備、智能機器人和醫療器械等領域。Nd-Fe-B磁體大量使用釹(Nd)、鐠(Pr)、鏑(Dy)和鋱(Tb)等關鍵稀土，而伴生的高豐度稀土鈰(Ce)、鑭(La)和釔(Y)積壓嚴重。因此，為實現我國實現我國稀土資源平衡利用，急需開發低成本、高性價比的高豐度稀土永磁材料。近年來，研究者已開發出具有高性能的納米晶Ce-Fe-B快淬合金磁粉，下一步的發展方向是開發具有實際使用價值的致密化磁體。各向異性磁體比各向同性磁體具有更高的剩磁和磁能積，而通過變形產生織構是納米晶磁體獲得各向異性的主要方法。

目前，熱變形工藝被廣泛應用于納米晶Nd-Fe-B各向異性磁體的制備中，主要包括熱壓和熱變形兩個工藝過程：(1)熱壓過程，將納米晶磁粉體裝入模具中，在高溫和高壓下壓制為各向同性致密化磁體；(2)熱變形過程：在高溫下對熱壓磁體垂直方向施加壓力進行鐓粗變形，在此過程中，主相晶粒通過擇優取向而實現微觀結構織構化，即得到各向異性磁體。

現有的鈰基各向異性納米晶磁體制備技術采用上述兩步熱變形技術方法和設備存在以下缺點：

1.由于鈰基體系中存在高熔點CeFe₂相，導致缺乏低熔點晶界相，嚴重影響合金的熱變形過程。最終導致主相晶粒無法擇優取向形成織構組織，即無法獲得各向異性。

2.由于納米晶晶粒對溫度非常敏感，長時間高溫條件下容易長大。現有技術中傳統的兩步加熱過程進一步增加了高溫加熱的時間，導致晶粒異常長大，嚴重影響矯頑力。

迄今為止，未有技術方法能開發出具有高性能的高豐度稀土鈰基各向異性納米晶磁體。

發明內容

本發明的目的是提供一種高豐度稀土鈰基各向異性納米晶磁體的制備方法和裝置，以克服現有技術中鈰基納米晶磁體在變形過程中存在取向困難和晶粒異常長大的問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種高豐度稀土鈰基各向異性納米晶磁體的制備方法，采用束縛變形法，包括以下兩個步驟：

(1)將高豐度稀土鈰基納米晶磁粉裝入束縛變形模具中，在空氣環境中、室溫條件下通過機械壓力初步壓制成冷胚，進行脫模后得到側面層包裹束縛環的圓柱形前驅體磁體；

(2)將步驟(1)的圓柱形前驅體磁體放入真空熱壓爐中，一定溫度下進行熱變形過程，在垂直方向對磁體上下表面施加壓力，低速鐓粗變形，得到各向異性磁體。

優選地，所述步驟(1)中高豐度稀土鈰基納米晶磁粉是以金屬間化合物RE₂Fe₁₄B為基體的納米晶快淬磁粉或球磨磁粉。稀土(RE)是純金屬鈰(Ce)或者是金屬Ce與稀土金屬鑭(La)、金屬釔(Y)的一種或兩種混合，其中，稀土金屬鑭(La)、金屬釔(Y)的一種或兩種混合均不超過30at.％。