一种具有织构的稀土铁硼合金快冷厚带及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种稀土铁硼合金快冷厚带及其制备方法。该稀土铁硼合金快冷厚带具有沿厚度方向的［００１］织构，该织构的取向度为至少５０％。厚带的成分为ＲＥ（Ｆｅ，Ｍ）Ｂ，其中稀土总量ＲＥ代表包括Ｓｃ、Ｙ在内的１７种稀土元素中的一种或多种，百分含量为２５．０～４０．０ｗｔ％，Ｍ为除Ｆｅ以外的过渡族元素以及Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｃａ其中的一种或多种，百分含量为０～１０．０ｗｔ％，硼的百分含量为０．８～１．５ｗｔ％，余量为铁。该稀土铁硼合金快冷厚带制备方法是将上述成分的稀土铁硼合金熔液通过旋转的水冷金属辊甩成快冷厚带。用该稀土铁硼合金快冷厚带制成的合金粉可制成高性能的烧结稀土铁硼磁体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于稀土永磁材料制造领域，涉及具有织构的稀土铁硼合金快冷厚带及其制备方法。技术背景自1983年日本住友特殊金属公司Sagawa等人首先制造出以Nd2Fe"B化合物为基体的烧结 NdFeB系永磁材料以来，钕铁硼永磁材料的发展十分迅速。2005年，全球烧结钕铁硼磁体产 量已接近4万吨，其中，中国为30160吨，占总产量的77%，日本为8500吨，占22%，欧洲为 450吨，仅占总产量的1%。虽然我国烧结钕铁硼磁体的产量已位居世界第一，但高性能磁体 的比例较低，售价仅为国外的1/3 1/2。我国烧结钕铁硼磁体的性能低于发达国家的主要原因 之一在于国内大多数厂家仍采用传统铸锭制备磁体，而国外己采用先进的快冷厚带工艺。快 冷厚带(strip casting,也称铸片)工艺，是国外最新发展起来的一种稀土铁硼合金制备技术， 采用该技术结合后续先进工艺可以制备出高性能稀土铁硼烧结磁体。前几年，有研稀土新材 料股份有限公司对这一技术也进行了大量研究，形成了具有我国自主知识产权的快冷厚带产 业化生产技术，并实现了生产装备国产化，快冷厚带产品的性能指标均达到国外同类产品水 平。快冷厚带与普通铸锭相比具有a-Fe含量少，主相晶粒细小，富钕相分布均匀，稀土含量 低，制备的磁体性能高等特点，有望成为我国高性能烧结稀土铁硼磁体用母合金生产的主流 工艺。最近有研稀土新材料股份有限公司在原有快冷厚带工艺的基础上，专利技术了一种具有织构 的稀土铁硼合金快冷厚带及其制备方法。在烧结稀土铁硼磁体制备过程中，采用该厚带能获 得更高的磁性能。中国专利ZLOl 141410.3公开了一种钕铁硼合金快冷厚带及其制造方法，该专利主要包括 厚带的成分、组织及制备方法，未涉及厚带的晶粒取向。具体内容为钕铁硼合金成分为 RE(Fe， M)B，其中稀土总量RE为25.0 40.0wt% ，是钕、钕+镨、钕+镝、钕+铽、钕+镝+ 镨或钕+铽+镨其中一种，M为钴、铜、铝、铌、钼其中的一种或多种，钴0 12.0wt^，铜0 1.0wt%，铝0 1.0wtX，铌0 3.0wtX，钼0 5.0wt^，硼0.5 2.0wt^，余量为铁；钕铁 硼快冷厚带中a-Fe相为零，主相Nd2Fe14B晶粒为平行排列的柱状晶，其宽度为0.2 3.0fmi， 长度1.0 200.0nm。日本专利JP 2004-143595、 JP 09-170055和JP10-036949报导了稀土铁硼合金快冷厚带的成分、组织及制备方法，未涉及厚带的晶粒取向。主要内容包括稀土总量R为27.0 34.0wt^，其中R为稀土元素中的一种或多种；富钕相间距(即主相晶粒的宽度)为3 15pm，主相Nd2Fe"B的体积百分数大于等于88。/。；制备方法为将上述成分的合金熔 液浇铸到旋转的辊轮上，经冷却后形成带片。实践证明，采用具有织构的稀土铁硼合金快冷厚带制备磁体能获得更高的磁性能。本发 明通过以下工序获得织构通过调节水冷辊的转速以控制热流方向，使热流方向垂直于辊面， 形成沿带片厚度方向具有织构的稀土铁硼合金快冷厚带。本专利技术织构形成的机理是调节水冷辊的转速一方面可以调节冷却速度，使凝固过程中固液界面前沿保持足够高的温度梯度，保证带片中沿厚度方向的截面基本形成柱状晶；另一方面， 一定的辊轮转速给厚带施加一定大小的摩擦力，使厚带的晶粒在生长过程中发生滑移和转动。由于稀土铁硼中主相R2Fe,4B 的晶体结构具有层状结构的特点及其力学性质的各向异性，其滑移面将是基平面，即(00/)晶 面，故本专利技术厚带基本沿方向择优取向，形成织构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于研制出，采用该 厚带能在磁场取向成型过程中提高磁粉的取向度，最终能制备高性能的磁体。 本专利技术提供了一种具有织构的稀土铁硼合金快冷厚带，其特征在于.-(1) 快冷厚带具有沿厚度方向的织构，该织构的取向度至少为50%;(2) 稀土铁硼合金快冷厚带的成分为RE(Fe， M)B，其中稀土总量RE代表包括Sc、 Y在 内的17种稀土元素中的一种或多种，百分含量为25.0 40.0wt% ， M为除Fe以外的过渡族 元素以及A1、 Ga、 In、 C、 N、 Si 、 Ge、 Sn、 Pb、 Mg、 Ca其中的一种或多种，百分含量为 0 10.0wt%，硼的百分含量为0.8 1.5wt%，余量为铁。本专利技术的具有织构的稀土铁硼合金快冷厚带，其厚度为0.1 1.0mm。厚带中主相 Nd2FewB体积百分数大于等于800/。。厚带中主相Nd2Fe14B晶粒为近似平行排列的柱状晶，其 宽度为0.2 10.0um，长度为1.0 300um。本专利技术的具有织构的稀土铁硼合金快冷厚带的制备方法是将配好的原料在坩埚内感应熔炼，然后通过浇铸槽浇铸到旋转的水冷辊上，利用水冷辊的强制水冷控制单向的热流方向， 形成沿带片厚度方向具有织构的稀土铁硼合金快冷厚带。本专利技术的一种稀土铁硼合金快冷厚带，厚带中织构的取向度用公式F-X100%的计算值表示<formula>formula see original document page 5</formula>是合金厚带的x射线衍射峰强度比，si(ooo是厚带中(004)、(006)、 (008)晶面的衍射峰强度和，而SI(hkl)是厚带中所有晶面衍射峰强度和；<formula>formula see original document page 5</formula>是厚带粉末的X射线衍射峰强度比。通过上述公式计算可得，本专利技术的一种稀土铁硼合金快冷厚带，其特征在于-(1) 厚带中织构的取向度至少为50%。(2) 厚带中织构的取向度至少为70%。(3) 厚带中织构的取向度至少为80%。(4) 厚带中织构的取向度至少为90%。本专利技术的优点是针对普通的稀土铁硼铸锭或快冷厚带无织构，在磁粉的取向成型过程 中取向度不高，难以获得较高的磁性能这一缺陷，本专利技术提出了一种具有织构的稀土铁硼合 金快冷厚带及其制备方法，快冷厚带具有沿厚度方向的织构，该织构的取向度至少为 50%。 取向实际为稀土铁硼的c轴方向，即易磁化方向。沿c轴取向表明厚带在制备烧 结稀土永磁的取向成型过程中，更容易取向并获得高取向度，可以大幅度提高磁体的性能。 其原理可以用现代磁学原理来解释，如各向异性烧结稀土铁硼磁体的剩磁Br可用下式表示.-Br=4JIMr=4JIMs(P/P0)(l-|3)f其中，Mr—剩余磁化强度；Ms—磁性主相Nd2Fe14B的饱和磁化强度；P / P 。一磁体相对密度，即烧结磁体的密度P与Nd2Fe14B的理论密度P 。之比； f —取向度；卩一磁体中非磁性相的体积百分数。 由上式可知，提高取向度f可以提高稀土铁硼的剩磁Br。由于最大磁能积(BH)max-B力4 Po (式中Po称为回复磁导率，理想的情况下，Wo=l)，因此提高取向度f同样可以提高稀土 铁硼的最大磁能积(BH)max 。附图说明图l为本专利技术稀土铁硼快冷厚带的制备示意图。图中，l为熔炼坩埚，2为浇铸槽，3为快冷厚带，4为辊轮，5为厚带收集器。图2为本专利技术制备的具有沿厚度方向的织构的X射线衍射图。从图2中可以看出，本专利技术的一种稀土铁硼快冷厚带中沿厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有织构的稀土铁硼合金快冷厚带，其特征在于：　　　　（１）快冷厚带具有沿厚度方向的［００１］织构，该织构的取向度至少为５０％；　　　　（２）稀土铁硼合金快冷厚带的成分为ＲＥ（Ｆｅ，Ｍ）Ｂ，其中稀土总量ＲＥ代表包括Ｓｃ、Ｙ在内的１７种稀土元素中的一种或多种，百分含量为２５．０～４０．０ｗｔ％，Ｍ为除Ｆｅ以外的过渡族元素以及Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｃａ其中的一种或多种，百分含量为０～１０．０ｗｔ％，硼的百分含量为０．８～１．５ｗｔ％，余量为铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李红卫，徐静，于敦波，颜世宏，李世鹏，袁永强，李宗安，姚国庆，
申请(专利权)人：有研稀土新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]