一种耐腐蚀含铈稀土永磁材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及稀土永磁材料领域，具体涉及一种耐腐蚀含铈稀土永磁材料及其制备方法，由主相合金和辅相合金组成，所述主相合金由质量百分数为x% 的RE1，y%的M，z%的B，余量为Fe组成，其中，27≤x≤35，0.5≤y≤5，0.9≤z≤1.05；所述辅相合金由质量百分数为u%的RE2，v%的M，w%的B，余量为Fe组成，其中35≤u≤60，2≤v≤40，0.9≤w≤1.1。本发明专利技术的耐腐蚀含铈稀土永磁材料通过降低富稀土晶界相中的铈元素含量来提高晶界相的电负性或降低其化学活性，从而增强磁体的耐腐蚀性能，而且本发明专利技术的制备方法简单，成本低，制得的耐腐蚀含铈稀土永磁材料性能优异，具有广阔的市场和应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及稀土永磁材料领域，具体涉及一种耐腐蚀含铈稀土永磁材料及其制备方法。
技术介绍
钕铁硼三元体系稀土永磁材料是最新一代的商用化永磁材料，以其优异的综合磁性能而广泛应用于工业电机、消费电子、风力发电、医疗器械以及新能源汽车等传统与新兴领域。在钕铁硼的成分中，以钕为主的稀土元素重量比占30％左右，其在原材料成本中占70％左右。可见，钕铁硼的广泛应用将消耗大量以钕为主的稀土资源，同时原材料成本也将随着钕等资源的大量消耗而不断攀升。另一方面，稀土资源以伴生矿的形式存在，在开采利用钕、镨、镝等资源的同时，产生了大量的铈、镧、镱等附加产物因得不到有效利用而造成积压贬值。为了降低原材料成本以及平衡高效利用稀土资源，添加一定含量铈元素替代以钕为主的稀土元素可以实现一部分钕铁硼产品牌号的磁性能。由于铈元素的电负性/化学活性更高，无论在生产过程中还是在使用过程中，含铈稀土永磁材料容易发生氧化或腐蚀。由此可知，提高含铈稀土永磁材料的耐腐蚀性能对其长期使用服役尤其重要。在钕铁硼三元体系稀土永磁材料中，氧化或腐蚀行为首先发生在显微组织的富稀土晶界相位置。为了提高耐腐蚀性能，通常通过整体配方增加钴元素含量或者以辅相形式添加富钴成分(耐腐蚀CN105427994A)。制备含铈稀土永磁材料初衷是为了降低成本，而增加昂贵的钴元素含量又增加了成本。此外，增加钴元素含量或多或少会替代磁体中的铁元素从而造成相应程度上其剩磁与最大磁能积的降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决以上技术问题，提供一种耐腐蚀含铈稀土永磁材料及其制备方法，通过降低富稀土晶界相中的铈元素含量来提高晶界相的电负性或降低其化学活性，从而增强磁体的耐腐蚀性能。为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：一种耐腐蚀含铈稀土永磁材料，其特征在于，由主相合金和辅相合金组成，所述主相合金由质量百分数为x％的RE1，y％的M，z％的B，余量为Fe组成，其中，27≤x≤35，0.5≤y≤5，0.9≤z≤1.05；所述辅相合金由质量百分数为u％的RE2，v％的M，w％的B，余量为Fe组成，其中35≤u≤60，2≤v≤40，0.9≤w≤1.1；所述RE1为La、Ce、Pr、Nd、Gd、Ho、Y中的至少两种且必然包含Ce、Nd元素；RE2为La、Ce、Pr、Nd、Gd、Ho、Y元素中的至少一种且必然包含Nd元素；M为Mg、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Co、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo中的至少两种且必然包含Cu元素；B为元素B。进一步地，所述RE1中，Ce的质量百分数为5-50％。进一步地，所述RE2中，Nd的质量百分数为90-99％，或者NdPr合金的质量百分数为90-99％；所述M中，Cu的质量百分数为50-90％。进一步地，所述种耐腐蚀含铈稀土永磁材料的微观结构中，Ce元素主要分布在磁体的主相晶粒中，在富稀土晶界相中的Ce元素含量≤5％，主相晶粒表层的Nd元素含量高于主相晶粒内部的Nd元素含量，或者主相晶粒表层的Ce元素含量低于主相晶粒内部的Ce元素含量。一种耐腐蚀含铈稀土永磁材料的制备方法，包括以下步骤：(1)配料与熔炼将质量百分数为x％的RE1，y％的M，z％的B，余量为Fe，经熔炼制备得到主相合金，其中，27≤x≤35，0.5≤y≤5，0.9≤z≤1.05；将质量百分数为u％的RE2，v％的M，w％的B，余量为Fe，经熔炼制备得到辅相合金，其中35≤u≤60，2≤v≤40，0.9≤w≤1.1；(2)粉体制备将步骤(1)中得到的主相合金和辅相合金分别进行氢破碎得到粒度为50-500μm的粗粉，主相合金粗粉通过气流磨得到平均粒度为2.5-5μm的细粉，辅相合金粗粉通过气流磨或者球磨得到平均粒度为2-4μm的细粉，将主相合金细粉与辅相合金细粉按质量比1-30：1配比混合均匀，得到粉体；或者将步骤(1)中得到的主相合金和辅相合金分别进行氢破碎得到粒度为50-500μm的粗粉，辅相合金粗粉经气流磨或球磨得到平均粒度为2.5-5μm的辐相合金细粉，再主相合金粗粉和辅相合金细粉按质量比1-30：1配比混合均匀，通过气流磨得到粒度为2.5-5μm的粉体；(3)生坯成型将步骤(2)得到的粉体通过磁场取向成型得到初级生坯，初级生坯的密度为4.0-4.5g/cm3，再通过等静压获得生坯，生坯的密度为4.5-5.2g/cm3；(4)烧结与热处理将步骤(3)得到的生坯在1000-1060℃下烧结2-5h，然后在870-920℃下保温2-4h，在470-520℃下保温2-6h，冷却出炉得到磁体。进一步地，所述步骤(1)中，熔炼工艺均采用真空感应熔炼—甩带铸片，主相合金与辅相合金的浇铸温度分别为1350-1500℃、1200-1450℃，甩带铸片的平均厚度为200-300μm。进一步地，所述步骤(1)中，熔炼前的真空度须不低于2Pa，进行感应熔炼过程中的真空气氛为0.04-0.06MPa的工业氩气。进一步地，所述步骤(2)中，常温条件下进行吸氢，充入氢气压力为100-500kPa，脱氢温度为500-600℃。进一步地，，所述步骤(3)中，取向的磁场强度为1.5-2.3T，成型为液压成型，液压压强为5-20Mpa，等静压的液压压强为150-220Mpa，保压时间为30-90s。进一步地，所述步骤(4)中，烧结与热处理升温前的真空度均须不低于6×10-2Pa，烧结与热处理加热过程中的真空度均须不低于6×10-1Pa。本专利技术一种耐腐蚀含铈稀土永磁材料及其制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1.本专利技术的耐腐蚀含铈稀土永磁材料通过降低富稀土晶界相中的铈元素含量来提高晶界相的电负性或降低其化学活性，从而增强磁体的耐腐蚀性能；2.本专利技术的耐腐蚀含铈稀土永磁材料不仅能增强磁体的耐腐蚀性能，还有助于增强磁体磁性的提高；3.本专利技术的制备方法简单，成本低，制得的耐腐蚀含铈稀土永磁材料性能优异，具有广阔的市场和应用前景。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本专利技术的范围内。实施例1(1)按质量百分数为28.5％的RE1，1.6％的M，0.95％的B和68.95％的Fe配比炼得到主相合金铸片，所述RE1由按Nd和Ce的质量比0.89:0.11组成；质量百分数为40％的RE2，30％的M，0.95％的B和29.05％的Fe的配比熔炼得到主相合金铸片和辅相合金铸片，所述RE2为NdPr；(2)将主相合金铸片和辅相合金铸片分别通过氢破碎得到相应粗粉，进一步通过气流磨分别得到平均粒度为3.7μm的主相合金细粉和平均粒度为2.8μm的辅相合金细粉，两者按照重量比例96:4混合搅拌均匀；(3)混合均匀的粉体通过1.8-2T磁场取向成型得到67×30×45(mm)的方块生坯，进一步通过压强200MPa保压60s的等静压压制；(4)生坯放置于真空烧结炉中，在烧结温度1052℃保温2.5h，分别在905℃保温3h、510℃保温5h进行二级热处理，冷却至60℃以下出炉得到烧结磁体。对比例1(1)按照重量比例Nd：Ce：Fe：M：B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀含铈稀土永磁材料，其特征在于，由主相合金和辅相合金组成，所述主相合金由质量百分数为x% 的RE1， y%的M， z%的B，余量为Fe组成，其中，27≤x≤35，0.5≤y≤5，0.9≤z≤1.05；所述辅相合金由质量百分数为u%的RE2， v%的M， w%的B，余量为Fe组成，其中35≤u≤60，2≤v≤40，0.9≤w≤1.1；所述RE1为La、Ce、Pr、Nd、Gd、Ho、Y中的至少两种且必然包含Ce、Nd元素；RE2为La、Ce、Pr、Nd、Gd、Ho、Y元素中的至少一种且必然包含Nd元素；M为Mg、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Co、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo中的至少两种且必然包含Cu元素；B为元素B。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀含铈稀土永磁材料，其特征在于，由主相合金和辅相合金组成，所述主相合金由质量百分数为x% 的RE1， y%的M， z%的B，余量为Fe组成，其中，27≤x≤35，0.5≤y≤5，0.9≤z≤1.05；所述辅相合金由质量百分数为u%的RE2， v%的M， w%的B，余量为Fe组成，其中35≤u≤60，2≤v≤40，0.9≤w≤1.1；所述RE1为La、Ce、Pr、Nd、Gd、Ho、Y中的至少两种且必然包含Ce、Nd元素；RE2为La、Ce、Pr、Nd、Gd、Ho、Y元素中的至少一种且必然包含Nd元素；M为Mg、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Co、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo中的至少两种且必然包含Cu元素；B为元素B。2.如权利要求1所述的一种耐腐蚀含铈稀土永磁材料，其特征在于，所述RE1中，Ce的质量百分数为5-50%。3.如权利要求1所述的一种耐腐蚀含铈稀土永磁材料，其特征在于，所述RE2中， Nd的质量百分数为90-99%，或者NdPr合金的质量百分数为90-99%；所述M中，Cu的质量百分数为50-90%。4.如权利要求1所述的一种耐腐蚀含铈稀土永磁材料，其特征在于，所述种耐腐蚀含铈稀土永磁材料的微观结构中，Ce元素主要分布在磁体的主相晶粒中，在富稀土晶界相中的Ce元素含量≤5%，主相晶粒表层的Nd元素含量高于主相晶粒内部的Nd元素含量，或者主相晶粒表层的Ce元素含量低于主相晶粒内部的Ce元素含量。5.一种如权利要求1所述耐腐蚀含铈稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配料与熔炼将质量百分数为x% 的RE1， y%的M， z%的B，余量为Fe，经熔炼制备得到主相合金，其中，27≤x≤35，0.5≤y≤5，0.9≤z≤1.05；将质量百分数为u%的RE2， v%的M， w%的B，余量为Fe，经熔炼制备得到辅相合金，其中35≤u≤60，2≤v≤40，0.9≤w≤1.1；(2)粉体制备将步骤(1)中得到的主相合金和辅相合金分别进行氢破碎得到粒度为50-500μm的粗粉，主相合金粗粉通过气流磨得到平均粒度为2.5-5μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：林朝伟，范君义，瞿庆，杨继芳，
申请(专利权)人：成都八九九科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51