提高Ce基永磁材料磁性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高Ce基永磁材料磁性能的方法，包括：取纯度均大于99.9wt%的高纯Ce、Fe、B作为原材料，制成Ce基永磁速凝带；以及，对所述Ce基永磁速凝带进行热处理，热处理方式包括感应热处理和磁场热处理。进一步的，所述热处理方式包括依次进行的感应热处理和磁场热处理。其中，感应热处理的条件包括不同频段和温度，磁场热处理的条件包括不同磁场强度和温度。所述永磁材料包含Ce基速凝条带以及粉体。藉由本发明专利技术的方法可以有效提高Ce基永磁材料的磁性能，而且工艺简单，可控性好，得率高，适于规模化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种永磁材料，特别涉及一种用以处理低成本Ce基永磁材料而提高其性能的方法，属于稀土永磁材料领域。
技术介绍
永磁材料具有将机械能(信息)与电磁能(信息)互相转换的功能，目前已经被广泛应用于计算机、网络信息、通讯、航空航天、交通、办公自动化、家电、人体健康与保健等高新
，并已经成为高新技术、新兴产业与社会进步的重要物质基础之一。自NdFeB永磁材料在1983年第一次被报道以后，对其磁性能和制备工艺的研究就大量开展起来，NdFeB永磁材料是迄今为止磁性最强的永磁材料，是当前世界上发展最快，市场前景最好的永磁材料。但是，因金属Nd储量少价格高，给NdFeB永磁材料的应用带来了巨大的挑战。虽然研究人员也提出了一些解决方案，例如，李卫等用Ce取代部分Nd，Pr，Dy，Tb，Ho元素中的一种或几种，制备了双主相Ce永磁合金(CN102800454A)，但制备的合金中仍然添加有重稀土元素，这就使得磁体成本没有得到显著降低；吴灵葳等将Nd-Fe-B系合金中的Nd用部分Ce取代，同时添加Al，采用三段烧结和时效后烧的热处理工艺，获得了一种廉价的高性能Nd-Ce-Fe-B系永磁合金(CN1035737A)，但在该体系中同样含有较多的Nd。因此，有必要适应稀土资源稀缺的现状，探索新型磁性材料，在优化磁体成份和制备工艺的基础上，制备出价格低廉的永磁材料，达到降低原材料成本的目的。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种提高Ce基永磁材料磁性能的方法，以克服现有技术的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：一种提高Ce基永磁材料磁性能的方法，包括：取纯度均大于99.9wt％的高纯Ce、Fe、B作为原材料，制成Ce基永磁速凝带；以及，对所述Ce基永磁速凝带进行热处理，热处理方式包括感应热处理和磁场热处理。优选的，所述热处理方式包括依次进行的感应热处理和磁场热处理。其中，感应热处理的条件包括不同频段和温度；磁场热处理的条件包括不同磁场强度和温度。进一步优选的，所述感应热处理的温度为400℃～750℃、感应频率为0.5～10KHZ、时间为10～30min。进一步优选的，所述磁场热处理的温度为400℃～750℃、磁场强度为1.5～3.7T、热处理时间为5～20min。优选的，所述提高Ce基永磁材料磁性能的方法包括：将所述Ce基永磁速凝带封装于填充有惰性气氛的容器内，再连续进行感应热处理和磁场热处理。在一较为具体的实施方案之中，所述提高Ce基永磁材料磁性能的方法具体包括：(1)选用高纯Ce、Fe、B作为原材料，并去除原材料表面的氧化皮，再按设定比例进行调配；(2)将合金原材料在惰性气氛中进行熔炼，获得母合金；(3)将所述母合金彻底冷却后，除去表面的氧化物，并粉碎成小块；(4)将小块状的母合金再于惰性气氛中加热熔化，且喷射至冷却辊表面，获得所述速凝带；(5)对所述速凝带进行热处理。优选的，所述提高Ce基永磁材料磁性能的方法包括：按照Ce：Fe：B＝x：y：z的摩尔比将高纯Ce、Fe、B调配作为原材料，其中x＝12.6～23，y＝55.1～72.02，z＝5～7.2，且x+y+z＝100。优选的，步骤(4)包括：将所述母合金粉碎成粒径为3～5mm的小块，再于惰性气氛中加热熔化。进一步优选的，步骤(4)包括：将从下向上依次排布的Ce、Fe、B置于惰性气氛中进行熔炼，并在熔炼过程中持续搅动合金液，且在使合金液充分熔化均匀后，停止熔炼，使合金液冷却形成合金锭，并将合金锭上下翻转，再重复上述步骤，反复熔炼6次以上，最终获得所述母合金。优选的，步骤(4)中冷却辊的转速不低于30m/s，所述冷却辊包括铜辊，但不限于此。优选的，所述速凝带的厚度为10～55μm，宽度为1～5mm。优选的，步骤(5)包括：将所述速凝带置于填充有惰性气体的封闭容器内，再将所述封闭容器放入退火炉内进行退火。优选的，所述提高Ce基永磁材料磁性能的方法还可包括：将热处理后的速凝带在冰水混合物中快速淬火。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：通过选取价格低廉、资源丰富的Ce取代Nd，并结合合金组分及工艺参数的优化，制备了Ce基永磁材料，其工艺简单，可控性高，原料廉价易得，成本低廉，且所获Ce基永磁材料在经过退火处理后，磁性能得以进一步的大幅提升，例如快淬带矫顽力提高了将近2kOe，磁能积提高了3MGOe。本专利技术的永磁材料在经过球磨选粉压型等工艺处理后可以制备成粘接磁体，并代替铁氧体和钕铁硼系的部分产品使用，具有广泛应用前景。附图说明图1是实施例1中所获速凝带的DSC测试图谱。具体实施方式为了能够进一步说明本专利技术的结构、特征及其目的，现结合所附的较佳的实施例详细说明如下，所说明的较佳实施例仅用于说明本专利技术的技术方案，并非限定本专利技术。鉴于现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种用于提高低成本Ce基永磁材料磁性能的方法，其包括原材料配比、电弧熔炼制备母合金、机械粗粉碎、速凝条带制备，热处理等操作，籍以有效提高Ce基永磁材料的磁性能，而且工艺简单，可控性好，收得率高，适于规模化生产。其中，所述永磁材料包含Ce基速凝条带以及粉体。在本专利技术的一较为典型的实施案例中，一种低成本Ce基永磁材料的制备工艺可包括如下步骤：步骤1)母合金制备：将Ce、Fe、B三种原料按照上述配比完成后，同时放入电弧炉铜坩埚(水冷)内，放置顺序Ce放在最下面中间放B，最上面放置Fe，关闭电弧炉腔体抽真空至10-4～10-5mbar，连续洗气2～3次，每次洗气充入高纯Ar气压力为500～600mbar，洗气完成后腔体内再充入高纯Ar气600～700mbar，熔炼过程中不断用电弧搅动合金液，使其充分熔化均匀，关闭电流待合金液冷却后，用机械手将合金锭上下翻转，重复上述步骤，总共反复熔炼5～6次。步骤2)速凝条带制备：实验中采用日本高压熔体快淬设备制备速凝条带。熔炼完成后等待母合金彻底冷却，取出母合金用自动式旋转砂轮将母合金表面的氧化皮打磨掉，再将母合金放入不锈钢罐内粉碎成大约3～5mm的小块，装入一端开口的圆底石英管中，将石英管固定在坩锅架上，喷嘴与辊面距离d＝2.0～2.5mm，关闭腔体连续抽真空洗气，每次洗气充入高纯Ar气压力为0.15～0.02MPa，洗气完成后腔体内抽真空至4×10-3～2×10-4Pa再充入高纯Ar气保护。将母合金加热熔化成为熔体，将熔体从石英管喷嘴下端的小孔直接喷射到高速转动的紫铜辊的表面，合金熔液以铜辊转速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高Ce基永磁材料磁性能的方法，其特征在于包括：取纯度均大于99.9wt%的高纯Ce、Fe、B作为原材料，制成Ce基永磁速凝带；以及，对所述Ce基永磁速凝带进行热处理，热处理方式包括感应热处理和磁场热处理。

【技术特征摘要】
1.一种提高Ce基永磁材料磁性能的方法，其特征在于包括：
取纯度均大于99.9wt%的高纯Ce、Fe、B作为原材料，制成Ce基永磁速凝带；
以及，对所述Ce基永磁速凝带进行热处理，热处理方式包括感应热处理和磁场热处理。
2.根据权利要求1所述提高Ce基永磁材料磁性能的方法，其特征在于所述热处理方式包括依次进行的感应热处理和磁场热处理。
3.根据权利要求1或2所述提高Ce基永磁材料磁性能的方法，其特征在于所述感应热处理的温度为400℃～750℃、感应频率为0.5～10KHZ、时间为10～30min。
4.根据权利要求1或2所述提高Ce基永磁材料磁性能的方法，其特征在于所述磁场热处理的温度为400℃～750℃、磁场强度为1.5～3.7T、热处理时间为5～20min。
5.根据权利要求1或2所述提高Ce基永磁材料磁性能的方法，其特征在于包括：将所述Ce基永磁速凝带封装于填充有惰性气氛的容器内，再连续进行感应热处理和磁场热处理。
6.根据权利要求1或2所述提高Ce基永磁材料磁性能的方法，其特征在于具体包括：
（1）选用高纯Ce、Fe...

【专利技术属性】
技术研发人员：周巧英，郭帅，闫阿儒，陈侃，李东，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33