一种高耐蚀性多硬磁主相Ce永磁体及其制备方法技术

技术编号:12659725 阅读:50 留言:0更新日期:2016-01-06 18:38
本发明专利技术属于稀土永磁材料技术领域,涉及一种高耐蚀性多硬磁主相Ce永磁体及其制备方法。该永磁体采用粉体吸氢控氧、预烧结脱氢工艺制备;最终磁体中Ce为按质量百分比分含量最多的稀土元素,该永磁体的化学式按质量百分比表示为:(Ce,Re)aFe100-a-b-cBbTMc,由具有如下粒度不同、磁晶各向异性常数k不同的(Pr,La,Ce,Nd)-Fe-B、(Nd,Pr)-Fe-B和(Dy,Ho,Gd,Er)-Fe-B多个硬磁主相的磁粉制备:各主相的化学式分别为:(RL1-x,Cex)a1Fe100-a1-b1-c1Bb1TMc1,(NdyPr1-y)a2Fe100-a2-b2-c2Bb2TMc2,[RHz,(Nd,Pr)1-z]a3Fe100-a3-b3-c3Bb3TMc3;其中,0.25<x≤1.0,0≤y≤1.0,0<z≤1.0,27≤a≤31,0.8≤b≤1.5,0.5≤c≤2,a1~a3,b1~b3,c1~c3的取值范围分别与a,b,c相同,Re选自稀土元素,RL含轻稀土,RH含重稀土元素,TM是为Ga,Co,Cu,Nb,Al元素中的一种或几种。本发明专利技术具有高耐蚀性和失重率小的特定,其制备技术适于工程化规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于稀土永磁材料
,尤其涉及一种高耐蚀性多硬磁主相Ce永磁 体及其制备方法。
技术介绍
至今为止,钕铁硼仍是具有最高性能的永磁材料,具有不可替代性。Nd2Fe 14B作为 一种金属间化合物很早就被俄国科学家合成,涉及NdFeB的专利技术专利颇多,成分专利主要 有美国海军实验室(DL N.Koon)的,它仅覆盖美国。日立金属公司(继承于日本住友特殊 金属公司,SSMC)和Magnequench公司(继承于美国通用汽车公司,GM) (Dr. J. Croat等)的 成分专利则覆盖日本、美国、欧洲。但从2002年开始,这些专利已陆续到期,到2014年底,包 括日立公司原有的专利都将到期。基于利益的考虑,在2012年8月17日,日本日立金属株 式会社(Hitachi Metals,Ltd.)及其关联公司日立金属北卡罗来纳公司(Hitachi Metals North Carolina,Ltd.),在专利到期前,提前采取了一些必要的措施,根据《美国1930年关 税法》第337节规定,向美国ITC提出,中国、美国等29家企业对美国出口、在美国进口或在 美国销售的烧结稀土磁体侵犯了其在美国注册的专利。迫使中国的8家公司和日本日立公 司签订了专利销售许可合同,延长日本的专利寿命达5-10年,限制了中国大多数稀土企业 海外市场的发展。 在用Ce、La部分替代Nd的研究中,冶金工业部钢铁研究总院和麦格昆磁(天 津)有限公司分别提出中国专利申请CN1035737A和CN101694797,但按照上述专利/专 利申请提出的方法制备不同牌号磁体时均需要熔炼多种成分的合金,提高了生产成本;另 一方面,尽管上述磁体中也添加了 Re (Re为La、Ce、Pr、Dy、Tb、Ho等)稀土元素,但直接将 Re熔入合金中,会使得Re,尤其是La、Ce过多的替代了主相中的Nd而严重恶化磁体的性 能。鉴于,Re 2Fe14B的各向异性场HA和磁矩Js各不相同,钢铁研究总院分别提出中国专利 申请CN102436892A、CN102800454A和CN103714939A,其特点是构成了双(硬磁)主相结 构的磁体,降低了烧结温度,并充分发挥出具有不同各向异性常数k(对应着不同的各向异 性场HA)的Re 2Fe14B晶粒(或颗粒)独特的物理、化学性质,充分利用这些颗粒间,以及颗 粒界面间的磁相互作用,和同类成分的单合金磁体相比,矫顽力明显提高。此外,专利申请 CN1035737A、CN102436892A和CN101694797的共同特点是Nd占磁体中稀土总量的权重最 大,仍属于Nd-Fe-B磁体的范畴,而专利申请CN103714939A和CN102800454A分别是La、Ce 占磁体中稀土总量的权重最大,已不属于Nd-Fe-B磁体的范畴,但上述专利申请属于双(硬 磁)主相磁体,并且La、Ce,磁体的耐蚀性有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的之一,是提供一种高耐蚀性、(Pr,La,Ce) -Fe-BANd,Pr) -Fe-B/ (Dy, Ho, Gd, Er) -Fe-B/…多硬磁主相Ce永磁体。 本专利技术的另一个目的,是提供上述高耐蚀性、多硬磁主相Ce永磁体的制备方法。 为了实现上述目的,本专利技术提供了如下技术方案: 本专利技术提供一种高耐蚀性多硬磁主相Ce永磁体,该永磁体采用粉体吸氢控氧、预 烧结脱氢制备; 最终磁体中Ce为按质量百分比分含量最多的稀土元素,最终磁体由磁晶各向异 性常数k不同的多个硬磁主相组成,这些硬磁主相均具有2:14:1型结构,由以下三类主相 组合而成: I)轻稀土相:是以Ce、La高丰度的稀土元素为主的(Pr,La,Ce,Nd)-Fe-B相,可含 少量p r、Nd,但不含Dy、Ho、Gd、Er重稀土元素,属低饱和磁极化强度Js和低各向异性场HA 相,反磁化能力较低; II)Nd-Fe-B相:是以稀土元素Nd、Pr为主的(Nd,Pr)-Fe-B相,不含Ce、La,也不 含Dy、Ho、Gd、Er重稀土元素,属高低饱和磁极化强度Js及较高各向异性场HA相,反磁化 能力较高; III)重稀土相:是含 Dy、Ho、Gd、Er重稀土元素的(Dy,Ho,Gd,Er)-Fe-B相,属低饱 和磁极化强度Js和高HA相,反磁化能力很高,可含Pr、Nd,但不含Ce、La和Tb ; 所述三类主相和最终永磁体的化学式按质量百分比可分别表示为:(RU x, Cex) aiFe100 al bl clBblTMcl、(NdyPi^ y)a2Fe100 a2 b2 c2Bb2TMc2、a3Fe100 a3 b3 c3Bb3TMc3和 (Ce,Re)aFe 100abcBbTMc;其中,0.25〈x 彡 1.0,0 彡 y 彡 1.0,0〈z 彡 1.0,27 彡 a 彡 31, 0.8<b< 1.5,0.5< 2,al~a3,bl~b3,cl~c3的取值范围分别与a,b,c相同, Re是La、Nd、Pr、Dy、Ho、Gd、Er稀土元素中的几种,RL是La、Pr、Nd稀土元素中的一种或几 种,RH是Dy、Ho、Gd、Er稀土元素中的一种或几种,TM是为Ga,Co, Cu,Nb,A1元素中的一种 或几种。 所述永磁体由以下方法制备: 1)多主相原料准备:将不含Dy、Ho、Gd、Er重稀土元素的主相和含有Dy、Ho、Gd、 Er重稀土元素的主相分别制备成平均厚度为0. 1~0. 5mm的速凝片和平均厚度为0. 03~ 0. 40_的快淬带,经氢破碎、脱氢,得到不同粒度的磁粉,再进行气流磨或机械球磨,备用; 2)制备磁体毛坯:根据最终磁体的等效成分、按比例分别称取所制备的不同粒度 的磁粉进行充分混合,调控此时磁粉的氢含量在200~2000ppm,混匀的磁粉在磁场中取向 成型,制成毛坯; 3)烧结:经400~850°C范围分级保温,脱氢、脱气,每提高150°C保温30分钟,共 2~6小时;在温度850~1050°C分级保温烧结1~4小时;然后分别在650~900°C和 350~500°C进行1~4小时的回火处理。 所述永磁体通过脱氢、烧结及回火工艺,使磁体中极少量的二氧化铈转化成为稳 定的微量三氧化二铈,抑制最终磁体中的氧含量,提高磁体的耐蚀性。 不同主相磁粉的粒度不同,分别为:粒径0. 1-2 y m的细磁粉、粒径2-5 y m的粗磁 粉和纳米晶磁粉;最终磁体中不同各向异性常数k的硬磁主相所占的体积分数和颗粒大小 是不相同的,具有高耐蚀性和失重率小的特点。 该永磁体的多个硬磁主相包括并不限于以下组合: 1)由一个Nd-Fe-B主相、一个轻稀土(Ce,La,Nd,Pr)-Fe_B主相和一个重稀土 (Dy, Ho, Gd, Er) -Fe-B 相构成; 2)由两个组分不同的轻稀土(Ce,La, Nd,Pr) -Fe-B主相和一个重稀土 (Dy, Ho, Gd, Er) -Fe-B 相构成; 3)由一个轻稀土(Ce, La, Nd, Pr) -Fe-B主相和两个组分不同的重稀土 (Dy, Ho, Gd, Er) -Fe-B 相构成; 4)由一个Nd-Fe-B主相与两个组分不同的轻稀土(Ce, La, Nd, Pr)_F本文档来自技高网
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一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/59/CN105225781.html" title="一种高耐蚀性多硬磁主相Ce永磁体及其制备方法原文来自X技术">高耐蚀性多硬磁主相Ce永磁体及其制备方法</a>

【技术保护点】
一种高耐蚀性多硬磁主相Ce永磁体,其特征在于:该永磁体采用粉体吸氢控氧、预烧结脱氢制备;最终磁体中Ce为按质量百分比分含量最多的稀土元素,最终磁体由磁晶各向异性常数k不同的多个硬磁主相组成,这些硬磁主相均具有2:14:1型结构,由以下三类主相组合而成:I)轻稀土相:是以Ce、La高丰度的稀土元素为主的(Pr,La,Ce,Nd)‑Fe‑B相,可含少量Pr、Nd,但不含Dy、Ho、Gd、Er重稀土元素,属低饱和磁极化强度Js和低各向异性场HA相,反磁化能力较低;II)Nd‑Fe‑B相:是以稀土元素Nd、Pr为主的(Nd,Pr)‑Fe‑B相,不含Ce、La,也不含Dy、Ho、Gd、Er重稀土元素,属高低饱和磁极化强度Js及较高各向异性场HA相,反磁化能力较高;III)重稀土相:是含Dy、Ho、Gd、Er重稀土元素的(Dy,Ho,Gd,Er)‑Fe‑B相,属低饱和磁极化强度Js和高HA相,反磁化能力很高,可含Pr、Nd,但不含Ce、La和Tb;所述三类主相和最终永磁体的化学式按质量百分比可分别表示为:(RL1‑x,Cex)a1Fe100‑a1‑b1‑c1Bb1TMc1、(NdyPr1‑y)a2Fe100‑a2‑b2‑c2Bb2TMc2、[RHz,(Nd,Pr)1‑z]a3Fe100‑a3‑b3‑c3Bb3TMc3和(Ce,Re)aFe100‑a‑b‑cBbTMc;其中,0.25<x≤1.0,0≤y≤1.0,0<z≤1.0,27≤a≤31,0.8≤b≤1.5,0.5≤c≤2,a1~a3,b1~b3,c1~c3的取值范围分别与a,b,c相同,Re是La、Nd、Pr、Dy、Ho、Gd、Er稀土元素中的几种,RL是La、Pr、Nd稀土元素中的一种或几种,RH是Dy、Ho、Gd、Er稀土元素中的一种或几种,TM是为Ga,Co,Cu,Nb,Al元素中的一种或几种。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:朱明刚韩瑞李卫宋利伟吴亚平孙亚超俞能君石晓宁
申请(专利权)人:钢铁研究总院
类型:发明
国别省市:北京;11

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