提高钕铁硼磁体矫顽力的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高钕铁硼磁体矫顽力的方法。将R1‑Fe‑B‑M1型粉末作为主相合金粉末，将R1‑R2‑Fe‑B‑M1型粉末作为辅相合金粉末，将所述主相合金粉末与所述辅相合金粉末混合，从而使得所述辅相合金粉末均匀分布在所述主相合金粉末的表面；其中，R1包括Nd和Pr；M1选自Co、Cu、Zr、Al、Ga、Si、Mn、Ni、Zn、Ge、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Pt、Au、Hg、Pb和Bi中的一种或多种；R2选自Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y中的一种或多种。本发明专利技术采用相容性很好的主相合金粉末与辅相合金粉末，可以显著提高钕铁硼磁体的矫顽力，并降低重稀土的使用量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提高钕铁硼磁体矫顽力的方法，尤其是一种采用少量重稀土提高钕铁硼磁体矫顽力的方法。
技术介绍
与铁氧体、铝镍钴和钐钴等永磁材料相比，烧结钕铁硼磁体具有更高的剩磁、矫顽力和磁能积，具有良好的回复磁导特性及较高的性价比，因而其广泛应用于计算机、电力、汽车、通讯、医疗设备和家用电器等领域。现代新能源汽车、风力发电和航空无人机等产业在快速发展。汽车驱动永磁电机、风力发电的直驱永磁机组以及驱动无人机的永磁空心杯电机等设备对烧结钕铁硼磁体的综合性能(尤其是内禀矫顽力Hcj)的要求越来越高。内禀矫顽力是磁体抗退磁能力的最重要指标。永磁电机的磁体在较高温度环境下运行，磁性能容易衰减，因此，只有磁体具有较高的内禀矫顽力，才能保证电机稳定运行。从国内外各种文献报道来看，当前烧结钕铁硼磁体的实际内禀矫顽力还不到理论值的20％，因而具有很大的提高空间。造成烧结钕铁硼磁体实际内禀矫顽力远小于理论值的原因很多。研究发现，烧结钕铁硼的2:14:1四方基体相(R2(Fe,(Co))14B)本身具有较高的饱和磁感应强度(1.6T)及很高的各向异性场(>70kOe)；烧结钕铁硼磁体在磁场下取向成型、烧结和回火处理可以获得优良的显微组织结构，从而使其具有较高的矫顽力。目前有多种提高磁体矫顽力的方法。例如，CN106024253A公开了一种R-Fe-B烧结磁体及制备方法。该R-Fe-B烧结磁体含有R2(Fe,(Co))14B金属间化合物作为主相，且具有由HR富集层和(R,HR)-Fe(Co)-M1相被覆主相的核/壳结构，其中HR是Tb、Dy或Ho。该方法通过如下晶界扩散法引入磁体内部：(1)将含HR的化合物或金属间化合物的粉末放置在磁体块的表面上并在真空或惰性气体气氛中热处理的方法(例如浸涂法)；(2)在高真空气氛中在磁体块的表面上形成含HR的化合物或金属间化合物的薄膜并在真空或惰性气氛中热处理的方法(例如溅射法)；(3)在高真空气氛中加热HR元素以产生含HR的蒸气相并经由蒸气相供给并使HR元素扩散进入磁体块的方法(例如蒸气扩散法)。上述这些方法均需要昂贵的设备，工业化难度较大。该专利文献还采用二元合金方法将具有接近R2-T14-B1的组成的母合金和具有Nd和Pr富集组成的烧结助剂合金制备成磁体合金粉末。但是该方法并不是用于提高磁体矫顽力。CN105990019A公开了一种低重稀土烧结钕铁硼的制备方法：制备钕铁硼合金制成平均粒度为2～5μm的粉末作为主相合金粉末；将主相合金粉末与辅相合金粉末(低熔点晶界相以及高熔点亚微米相)按照不同的比例混合均匀；混合均匀后的粉末在磁场中取向成型并进行烧结、回火处理，制得低重稀土烧结钕铁硼磁体。该方法采用高熔点亚微米相，这就显著增加了制造成本。在该方法中，主相合金粉末与辅相合金粉末的组成差别较大，二者相容性不好，不利于改善磁体性能。CN105761925A公开了一种钬铁镓共晶掺杂制备高性能钕铁硼磁体的方法：以钕铁硼合金铸锭或铸片为主合金粉，以钬铁镓氢化物为辅合金粉，经混匀、取向成型、冷等静压和烧结，得到钕铁硼磁体。在该方法中，主合金粉与辅合金粉的组成差别较大，其相容性不好，也不利于改善磁体性能。因此，目前尚需一种廉价地提高磁体矫顽力的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供提高钕铁硼磁体矫顽力的方法，该方法可以使用少量重稀土元素就可以大幅提高矫顽力，从而降低钕铁硼磁体的生产成本。本专利技术采用如下技术方案实现上述目的。本专利技术提供一种提高钕铁硼磁体矫顽力的方法，所述的方法包括混合步骤：将R1-Fe-B-M1型粉末作为主相合金粉末，将R1-R2-Fe-B-M1型粉末作为辅相合金粉末，将所述主相合金粉末与所述辅相合金粉末混合，从而使得所述辅相合金粉末均匀分布在所述主相合金粉末的表面上；其中，R1包括Nd和Pr；M1选自Co、Cu、Zr、Al、Ga、Si、Mn、Ni、Zn、Ge、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Pt、Au、Hg、Pb和Bi中的一种或多种；R2选自Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y中的一种或多种。根据本专利技术的方法，优选地，M1包括Co、Cu、Zr、Al和Ga；R2选自Dy、Tb或Ho。根据本专利技术的方法，优选地，在所述R1-Fe-B-M1型粉末中，R1的含量为23～35wt％、B的含量为0.5～2wt％、M1的含量为1～6wt％、其余为Fe；并且在所述R1-R2-Fe-B-M1型粉末中，R1的含量为38～50wt％、R2的含量为2～10wt％、B的含量为0.5～2wt％、M1的含量为3～10wt％、其余为Fe。根据本专利技术的方法，优选地，所述主相合金粉末与所述辅相合金粉末的重量比例为25～38:1。根据本专利技术的方法，优选地，所述的方法满足以下条件的一个或两个：(1)所述主相合金粉末的平均粒径为3～5微米，且所述辅相合金粉末的平均粒径为1～1.5微米；(2)所述主相合金粉末的氧含量小于1500ppm，且所述辅相合金粉末的氧含量小于1600ppm。根据本专利技术的方法，优选地，所述R1-Fe-B-M1型粉末为(PrNd)26-30Co1-2Cu0.1-0.3Zr0.1-0.3Al0.1-0.3Ga0.1-0.5B0.8-1.5Fe60-70，且所述R1-R2-Fe-B-M1型粉末为(PrNd)39-50Dy3-6Co2-5Cu0.1-0.3Zr0.3-0.5Al0.5-1.0Ga0.2-0.5B1-2Fe39-50；其中，下标均表示重量百分比，单位为wt％。根据本专利技术的方法，优选地，所述R1-Fe-B-M1型粉末为(PrNd)29.2Co1.6Cu0.16Zr0.15Al0.16Ga0.2B0.98Fe67.55，且所述R1-R2-Fe-B-M1型粉末(PrNd)45Dy5Co2.5Cu0.15Zr0.4Al0.6Ga0.25B1.1Fe45；其中，下标均表示重量百分比，单位为wt％。根据本专利技术的方法，优选地，将所述主相合金粉末与所述辅相合金粉末在化学改性剂存在的条件下进行混合，从而使得所述辅相合金粉末均匀分布在所述主相合金粉末的表面上；其中，所述的化学改性剂选自硬脂酸或硬脂酸盐；基于所述主相合金粉末与所述辅相合金粉末总重量，所述化学改性剂的用量为0.01～0.1wt％。根据本专利技术的方法，优选地，所述的方法还包括取向成型和真空烧结步骤：将混合步骤得到的混合物压制成密度为3.6～5.5g/cm3的坯体，然后将所述坯体在1000～1100℃下烧结2～6小时得到烧结体。根据本专利技术的方法，优选地，所述的方法还包括回火处理步骤：将所述取向成型和真空烧结步骤得到的烧结体在800～920℃下回火处理2～5小时，然后在450～550℃下回火处理2～5小时。本专利技术采用主要成分相近的主相合金粉末与辅相合金粉末，从而可以采用简单设备就可以将所述辅相合金粉末均匀分布在所述主相合金粉末的表面上，然后经过取向成型、等静压成型、烧结和回火处理得到矫顽力显著提高的磁体。本专利技术的主相合金粉末成分接近四方基体相，且不含重稀土Dy和Tb，这样降低了成本，又保证磁体具有高剩磁和高磁能积。本专利技术仅采用少量辅相合金粉末作为晶界相，均匀地分布在基体相晶粒边界及交耦处，起到了去磁交换耦合作用，有利于提高矫顽力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高钕铁硼磁体矫顽力的方法，其特征在于，所述的方法包括混合步骤：将R1‑Fe‑B‑M1型粉末作为主相合金粉末，将R1‑R2‑Fe‑B‑M1型粉末作为辅相合金粉末，将所述主相合金粉末与所述辅相合金粉末混合，从而使得所述辅相合金粉末均匀分布在所述主相合金粉末的表面上；其中，R1包括Nd和Pr；M1选自Co、Cu、Zr、Al、Ga、Si、Mn、Ni、Zn、Ge、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Pt、Au、Hg、Pb和Bi中的一种或多种；R2选自Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种提高钕铁硼磁体矫顽力的方法，其特征在于，所述的方法包括混合步骤：将R1-Fe-B-M1型粉末作为主相合金粉末，将R1-R2-Fe-B-M1型粉末作为辅相合金粉末，将所述主相合金粉末与所述辅相合金粉末混合，从而使得所述辅相合金粉末均匀分布在所述主相合金粉末的表面上；其中，R1包括Nd和Pr；M1选自Co、Cu、Zr、Al、Ga、Si、Mn、Ni、Zn、Ge、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Pt、Au、Hg、Pb和Bi中的一种或多种；R2选自Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，M1包括Co、Cu、Zr、Al和Ga；R2选自Dy、Tb或Ho。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述R1-Fe-B-M1型粉末中，R1的含量为23～35wt％、B的含量为0.5～2wt％、M1的含量为1～6wt％、其余为Fe；和在所述R1-R2-Fe-B-M1型粉末中，R1的含量为38～50wt％、R2的含量为2～10wt％、B的含量为0.5～2wt％、M1的含量为3～10wt％、其余为Fe。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主相合金粉末与所述辅相合金粉末的重量比例为25～38:1。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法满足以下条件的一个或两个：(1)所述主相合金粉末的平均粒径为3～5微米，且所述辅相合金粉末的平均粒径为1～1.5微米；(2)所述主相合金粉末的氧含量小于1500ppm，且所述辅相合金粉末的氧含量小于1600ppm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述R1-Fe-B-M1型粉末为(Pr...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国平，郝朴怀，李崇新，张伟，
申请(专利权)人：包头市神头稀土科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15