应用钇的富铈稀土永磁体及其制备方法技术

本发明专利技术公开应用钇的富铈稀土永磁体及其制备方法。本发明专利技术制备的稀土永磁体含有一种RE‑Fe‑B主相和一种或者多种添加钇的富铈主相。不同的主相分开设计成分、配料和制粉后，将相应主相合金粉末按照比例均匀混合，然后经磁场压型、烧结和热处理，制备具有多主相结构的稀土永磁体。通过优化烧结和热处理工艺，进一步缓解磁稀释效应，提高磁体的综合磁性能。本发明专利技术实现了钇元素在稀土永磁体中的大量应用，且永磁体的性能能够达到商用的标准，降低了原材料的成本的同时也满足了市场的需求。

Cerium rich rare earth permanent magnet with yttrium and preparation method thereof

The present invention discloses cerium rich rare earth permanent magnet and its preparation method. The preparation method of the rare earth permanent magnet containing a RE Fe B main phase and a plurality of adding yttrium or cerium rich phase. Different main separated components, design of batching and milling, the main phase of alloy powder according to the proportion of mixing, and then through the magnetic field pressing, sintering and heat treatment, rare earth permanent magnet preparation with several main phase structure. By optimizing the sintering and heat treatment process, the magnetic dilution effect is further alleviated, and the comprehensive magnetic properties of the magnet are improved. The invention realizes the large application of yttrium element in rare earth permanent magnet, and the performance of the permanent magnet can reach the commercial standard, so as to reduce the cost of raw materials and meet the market demand.

【技术实现步骤摘要】
应用钇的富铈稀土永磁体及其制备方法
本专利技术涉及应用钇的富铈稀土永磁体及其制备方法
技术介绍
近年来，由于受到了国内外研究人员的广泛关注，用Ce(铈)元素取代部分Nd(钕)元素后制备的富Ce稀土永磁体已经取得了较大的进展。虽然Ce2Fe14B的内禀磁性能(饱和磁极化强度JS＝1.17T，磁晶各向异场HA＝26kOe)比Nd2Fe14B的内禀磁性能(饱和磁极化强度JS＝1.60T，磁晶各向异场HA＝73kOe)要弱很多，但是研究人员通过优化制备工艺，改变传统的制备方法，大大弱化了Ce加入到钕铁硼磁体后的所产生的严重磁稀释效应。而作为另外一种储量很高，价格较低的稀土元素Y(钇)，却一直未能应用到稀土永磁体的生产中。所以将Y元素应用到永磁体的制造中，不论是从降低成本还是平衡稀土资源利用的角度来说都有着十分重要的意义。Y2Fe14B化合物的磁晶各向异场HA在室温下不仅和Ce2Fe14B相近，而且还有着更大的饱和磁极化强度JS(1.41T)和更高的居里温度TC(565K)，其2:14:1化合物由于不存在3d电子与4f电子的耦合作用，在基础研究中被广泛涉及。而Ce2Fe14B的居里温度(424K)在所有的RE2Fe14B化合物中是最低的，所以单独用Ce替换部分Nd元素的烧结钕铁硼磁体的磁性能比未替换前的磁体要恶化很多，而且不利于磁体在复杂环境中的使用。本专利技术不仅可以将Y元素大量应用到稀土永磁体的制造中，而且还能够保持甚至提高富Ce磁体的磁性能。在稀土价格一路上涨，全球稀土产业面临成本控制难题的现状下，将两种高丰度稀土共同使用，能够进一步减少价格高、丰度低的镨、钕、铽、镝等稀土元素的使用量，有效实现原料成本的控制。同时这样也能平衡稀土资源的利用，保护我国珍贵的稀土资源。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服钇元素长期以来不能应用到稀土永磁体中的不足，提供应用钇的富铈稀土永磁体及其制备方法。应用钇的富铈稀土永磁体具有多主相结构，包括一种RE-Fe-B主相和一种或者多种添加钇的富铈主相。RE-Fe-B主相成分的质量百分数通式为REaFe100-a-b-cMbBc，一种或者多种添加钇的富铈主相成分的质量百分数通式均为[(YxCe1-x)yRE1-y]aFe100-a-b-cMbBc，式中RE为Nd、Pr、Dy、Tb、Gd、Er、Ho中的一种或几种，M为Al、C、Co、Cr、Cu、F、Ga、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、S、Si、Ta、Ti、V、Zr元素中一种或几种；x、y、a、b、c满足以下关系：0<x≤0.6，0.01≤y<1，28≤a≤33，0.5≤b≤2，0.8≤c≤1.5。所述的RE-Fe-B主相占主相总质量的10％～90％，所有添加钇的富铈主相占主相总质量的10％～90％；当稀土永磁体中包含两种或者两种以上添加钇的富铈主相时，则各添加钇的富铈主相成分是不同的。应用钇的富铈稀土永磁体的制备方法具体如下：1)按照设计的主相成分分别进行配料，在真空度高于10-2Pa的真空中频感应炉中熔炼不同主相合金，采用速凝铸带技术得到厚度为0.2～0.5mm的不同主相合金甩片，然后经过氢爆和气流磨工艺制备平均粒度为3～4μm的相应主相合金粉末；2)将相应主相合金粉末按照比例均匀混合，得到不同Y-Ce取代量的混合主相粉末；3)将混合主相粉末在1.5～2T的磁场下进行取向压型，得到生坯；4)将得到的生坯进行真空封装，15～20MPa间冷等静压1～3min，放入高真空正压烧结炉，在1000～1080℃间烧结2.5～5h，850～950℃间进行一级回火，480～680℃间进行二级回火，得到稀土永磁体。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果：1)本专利技术解决了长期以来钇元素不能应用到稀土永磁体中的难题，实现了钇元素在稀土永磁体中的大量应用；2)通过在富铈主相合金中添加丰度较高的钇元素，保持甚至提高了富铈主相的磁性能，从而使得永磁体的磁性能达到商用的标准，可进行广泛地生产应用；3)本专利技术所提供的应用钇的富铈稀土永磁体的制备方法，根据各稀土元素的不同特性选择合适的烧结工艺和热处理的工艺，使磁体充分致密的同时又防止了主相晶粒的进一步长大，满足了实际的应用需求；4)通过对添加钇的富铈主相成分进行合金元素的优化设计，进一步抑制磁稀释效应，在较高钇和铈含量时磁体也能保持很好的磁性能；5)通过应用价格较低的稀土元素钇和铈，有效地实现了原料成本的控制，同时也减少了镨、钕、铽、镝等稀土元素的使用量，保护了我国珍贵的稀土资源。具体实施方式应用钇的富铈稀土永磁体具有多主相结构，包括一种RE-Fe-B主相和一种或者多种添加钇的富铈主相；RE-Fe-B主相成分的质量百分数通式为REaFe100-a-b-cMbBc，一种或者多种添加钇的富铈主相成分的质量百分数通式均为[(YxCe1-x)yRE1-y]aFe100-a-b-cMbBc，式中RE为Nd、Pr、Dy、Tb、Gd、Er、Ho中的一种或几种，M为Al、C、Co、Cr、Cu、F、Ga、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、S、Si、Ta、Ti、V、Zr元素中一种或几种；x、y、a、b、c满足以下关系：0<x≤0.6，0.01≤y<1，28≤a≤33，0.5≤b≤2，0.8≤c≤1.5。所述的RE-Fe-B主相占主相总质量的10％～90％，所有添加钇的富铈主相占主相总质量的10％～90％；当稀土永磁体中包含两种或者两种以上添加钇的富铈主相时，则各添加钇的富铈主相成分是不同的。应用钇的富铈稀土永磁体的制备方法具体如下：1)按照设计的主相成分分别进行配料，在真空度高于10-2Pa的真空中频感应炉中熔炼不同主相合金，采用速凝铸带技术得到厚度为0.2～0.5mm的不同主相合金甩片，然后经过氢爆和气流磨工艺制备平均粒度为3～4μm的相应主相合金粉末；2)将相应主相合金粉末按照比例均匀混合，得到不同Y-Ce取代量的混合主相粉末；3)将混合主相粉末在1.5～2T的磁场下进行取向压型，得到生坯；4)将得到的生坯进行真空封装，15～20MPa间冷等静压1～3min，放入高真空正压烧结炉，在1000～1080℃间烧结2.5～5h，850～950℃间进行一级回火，480～680℃间进行二级回火，得到稀土永磁体。下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术并不仅仅局限于以下实施例：实施例1：1)以质量百分数计，成分为[(Y0.2Ce0.8)0.5Nd0.5]30.5Fe67.11Co0.8Zr0.59B1的主相A和Nd30.5Fe67.11Co0.8Zr0.59B1的主相B分别配料，在真空度高于10-2Pa的真空中频感应炉熔炼后，采用速凝铸带技术得到厚度为0.31mm的相应主相甩片；2)将相应主相甩片经过氢爆和气流磨工艺制备平均粒度为3.3μm的相应合金粉末；3)按照3:7的质量比将A、B主相合金粉末均匀混合后，在氮气保护下将混合主相粉末在2T的磁场下取向成型，并经17MPa冷等静压制成生坯；4)将生坯放在真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为1075℃，烧结时间3h，在890℃间进行一级回火，560℃间进行二级回火，得到稀土永磁体。5)磁体磁性能为Br＝13.2kGs，Hcj＝11.8kOe，(BH)max＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
应用钇的富铈稀土永磁体，其特征在于：该永磁体具有多主相结构，包括一种RE‑Fe‑B主相和一种或者多种添加钇的富铈主相；RE‑Fe‑B主相成分的质量百分数通式为REaFe100‑a‑b‑cMbBc，一种或者多种添加钇的富铈主相成分的质量百分数通式均为[(YxCe1‑x)yRE1‑y]aFe100‑a‑b‑cMbBc，式中RE为Nd、Pr、Dy、Tb、Gd、Er、Ho中的一种或几种，M为Al、C、Co、Cr、Cu、F、Ga、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、S、Si、Ta、Ti、V、Zr元素中一种或几种；x、y、a、b、c满足以下关系：0<x≤0.6，0.01≤y<1，28≤a≤33，0.5≤b≤2，0.8≤c≤1.5。

【技术特征摘要】
1.应用钇的富铈稀土永磁体，其特征在于：该永磁体具有多主相结构，包括一种RE-Fe-B主相和一种或者多种添加钇的富铈主相；RE-Fe-B主相成分的质量百分数通式为REaFe100-a-b-cMbBc，一种或者多种添加钇的富铈主相成分的质量百分数通式均为[(YxCe1-x)yRE1-y]aFe100-a-b-cMbBc，式中RE为Nd、Pr、Dy、Tb、Gd、Er、Ho中的一种或几种，M为Al、C、Co、Cr、Cu、F、Ga、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、S、Si、Ta、Ti、V、Zr元素中一种或几种；x、y、a、b、c满足以下关系：0<x≤0.6，0.01≤y<1，28≤a≤33，0.5≤b≤2，0.8≤c≤1.5。2.根据权利要求1所述的应用钇的富铈稀土永磁体，其特征在于：RE-Fe-B主相占主相总质量的10％～90％，所有添加钇的富铈主相占主相总质量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：严密，彭白星，金佳莹，马天宇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33