合金材料、粘结磁体以及稀土永磁粉的改性方法技术

本发明专利技术提供了一种合金材料、粘结磁体以及稀土永磁粉的改性方法。该合金材料的熔点低于600℃，合金材料的组成按原子份数计为RE100‑x‑yMxNy，其中，RE为非重稀土Nd、Pr、Sm、La、Ce的一种或多种，M为Cu、Al、Zn、Mg的一种或多种，N为Ga、In、Sn的一种或多种，x＝10～35，y＝1～15。本申请的合金材料成本较低，可以形成低熔点的共晶合金，可在较低温度进行液相扩散，从而改善低温下其中的元素向稀土永磁粉扩散的均匀性。同时，Ga、In、Sn在钕铁硼合金中还具有显著的晶界偏聚特征，能够增强晶界扩散提高矫顽力的效果，使所改性的稀土永磁粉形成的磁体高温性能较好。

【技术实现步骤摘要】
合金材料、粘结磁体以及稀土永磁粉的改性方法
本专利技术涉及稀土材料制备领域，具体而言，涉及一种合金材料、粘结磁体以及稀土永磁粉的改性方法。
技术介绍
稀土永磁材料是稀土金属与过渡金属形成的合金通过一定加工工艺制备而成，是支撑现代工业社会发展的重要基础材料，以钕铁硼为代表的稀土永磁是目前应用性能最高的永磁合金，并已发展出烧结、粘结和热压三大类稀土永磁合金材料。随着钕铁硼应用范围的扩大和其需求量的增加，对钕铁硼合金性能的期望持续提高。磁能积和矫顽力是永磁材料最重要的两个评价指标，目前，取得应用的钕铁硼合金材料的磁能积已接近其理论最大磁能积，而矫顽力还远未达到其理论最大值。永磁材料矫顽力低，磁体稳定性变差，尤其是在一些存在变温的特殊应用环境，磁体的磁性能将快速衰减。因此，提高矫顽力，是一种有效的提高磁体高温性能并改善其温度稳定性的方法。对于Nd2Fe14B或Pr2Fe14B稀土永磁合金，提高其矫顽力，一方面是从主相晶粒的各向异性场入手，例如，在合金熔炼过程中加入重稀土Dy、Tb取代Nd或Pr可以增加矫顽力，这是由于形成的(Dy,Tb)2Fe14B相具有更大的各向异性场，但重稀土Dy、Tb取代Nd或Pr的方法，会导致磁能积的显著降低。另一方面就是重稀土Dy、Tb晶界扩散，通过增加晶界附近的反磁化畴形核场，或通过减少晶界铁磁性来降低相邻晶粒的磁交换耦合，实现矫顽力的提高。例如，日本的爱知制钢在各向异性HDDR钕铁硼磁粉表面(CN1345073A)利用氢化物扩散Dy，提高了磁粉的矫顽力，并提高了其使用温度和磁粉的热稳定性。尽管利用重稀土Dy、Tb等，通过替代或晶界扩散的方法来提高矫顽力效果显著，但上述方法存在重稀土资源短缺、成本高等问题。非重稀土晶界扩散是通过利用非重稀土和其它合金元素组成的低熔点合金，渗透进入钕铁硼主相晶粒晶界区域，降低或阻断磁交换耦合，达到提高磁粉矫顽力的目的。非重稀土晶界扩散，例如PrCu、NdCu合金在热压、烧结等块状磁体表面扩散等，可以显著提高矫顽力，实现无重稀土添加的高矫顽力磁体，改善磁体服役性能。粘结磁体在一些特殊应用环境下，也存在磁性能衰减的问题，提高矫顽力同样是改善其磁性稳定性的重要方法。但晶界扩散还较少在粘结磁体上应用，主要原因在于，晶界扩散作用于粘结磁粉，磁粉在矫顽力提高的同时，另一指标磁能积降低明显(ZhongLin,JingzhiHan,ShunquanLiu,etal.JournalofAppliedPhysics2012,111:07A722)，另一方面，粘结磁体对磁粉的均匀性要求较高，而晶界扩散存在扩散不均匀等问题，不利于推广。此外，高性能的磁粉通常还要求具有细小晶粒组织特征，而现有技术在较低温度下扩散效果不理想，而在高温下长时间处理又易导致晶粒生长，也会降低磁粉磁性能。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种合金材料、粘结磁体以及稀土永磁粉的改性方法，以解决现有技术中的磁体高温性能较差的方法问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种合金材料，合金材料的熔点低于600℃，合金材料的组成按原子份数计为RE100-x-yMxNy，其中，RE为非重稀土Nd、Pr、Sm、La、Ce的一种或多种，M为Cu、Al、Zn、Mg的一种或多种，N为Ga、In、Sn的一种或多种，x＝10～35，y＝1～15。进一步地，上述合金材料为合金粉末，优选合金粉末的粒度在160～40μm之间。根据本专利技术的另一方面，提供了一种稀土永磁粉的改性方法，该改性方法包括：步骤S1，将上述任一种合金材料与稀土永磁粉混合获得混合粉末，其中混合粉末中合金材料的质量比例为1～10％，优选2～5％；步骤S2，在第一惰性气氛或真空状态下，将混合粉末进行热处理，得到改性稀土永磁粉。进一步地，上述步骤S2包括：步骤S21，在第一惰性气氛或真空状态下，将混合粉末在675～900℃下处理5～30min，得到预处理粉末；步骤S22，将预处理粉末在500～600℃下处理时间2～12h，得到改性稀土永磁粉。进一步地，上述合金材料为粒度在160～40μm之间的合金粉末，优选稀土永磁粉的粒度在400～50μm之间。进一步地，上述真空状态的真空度为10-2～10-4Pa，优选惰性气氛为氩气气氛。进一步地，在上述步骤S21之前，步骤S2还包括以不小于15℃/min的升温速率升温至675～900℃。进一步地，在上述步骤S21之后以及步骤S22之前，步骤S2还包括以不小于15℃/min的降温速率降温至500～600℃。进一步地，上述稀土永磁粉的磁性主相具有RE’2Fe14B结构，其中RE’为Nd和/或Pr，且其中的部分Nd或Pr可被Dy、Tb、La、Ce取代，稀土永磁粉中稀土的总原子比为9～12.0％。进一步地，上述改性方法还包括合金材料的制备方法，制备方法包括：按照合金材料的组成称取各原料，利用感应熔炼或电弧熔炼将各原料制备成母合金；利用速凝铸片法或高速旋淬法将母合金制备成合金薄片；以及在第二惰性气氛下采用机械破碎或氢破碎将合金薄片破碎成合金粉末，合金粉末的粒度在160～40μm之间，优选第二惰性气氛为氩气气氛。根据本专利技术的又一方面，提供了一种粘结磁体，采用稀土永磁粉制备而成，该稀土永磁粉为上述任一种改性方法得到改性稀土永磁粉。应用本专利技术的技术方案，在合金材料使用非重稀土或高丰度的Nd、Pr、Sm、La、Ce稀土元素中的任意一种或多种，成本较低，并加入Cu、Al、Zn、Mg中的一种或多种非稀土金属元素，同时通过含量的配合可以形成低熔点的共晶合金，该共晶合金可在较低温度进行液相扩散；此外低熔点金属Ga、In、Sn中的一种或多种元素的适当加入，能够进一步降低合金材料的熔点，并增加合金材料与稀土永磁粉之间的润湿性，从而改善其中的元素向稀土永磁粉扩散的均匀性并实现低温扩散，可避免由于高温长时间热处理对磁粉磁性能的破坏。同时，Ga、In、Sn在钕铁硼合金中还具有显著的晶界偏聚特征，能够增强晶界扩散提高矫顽力的效果。由此可见，将本申请上述的合金材料应用于对稀土永磁粉的改性时，能够在低温下进行扩散，且能够增强稀土永磁粉的矫顽力，使所改性的稀土永磁粉形成的磁体高温性能较好。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。如
技术介绍
所分析的，现有技术中的对稀土永磁粉的各种改性方法均存在一定缺陷，难以达到以低成本提高稀土永磁粉的高温性能的目的，为了解决该问题，本申请提供给了一种合金材料、粘结磁体以及稀土永磁粉的改性方法。在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种合金材料，该合金材料的熔点低于600℃，合金材料的组成按原子份数计为RE100-x-yMxNy，其中，RE为非重稀土Nd、Pr、Sm、La、Ce的一种或多种，M为Cu、Al、Zn、Mg的一种或多种，N为Ga、In、Sn的一种或多种，x＝10～35，y＝1～15。本申请上述合金材料使用非重稀土或高丰度的Nd、Pr、Sm、La、Ce稀土元素中的任意一种或多种，成本较低，并加入Cu、Al、Zn、Mg中的一种或多种非稀土金属元素，同时通过含量的配合可以形成低熔点的共晶合金，该共晶合金可在较低温度进行液相扩散；此外低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合金材料，其特征在于，所述合金材料的熔点低于600℃，所述合金材料的组成按原子份数计为RE100‑x‑yMxNy，其中，RE为非重稀土Nd、Pr、Sm、La、Ce的一种或多种，M为Cu、Al、Zn、Mg的一种或多种，N为Ga、In、Sn的一种或多种，x＝10～35，y＝1～15。

【技术特征摘要】
1.一种合金材料，其特征在于，所述合金材料的熔点低于600℃，所述合金材料的组成按原子份数计为RE100-x-yMxNy，其中，RE为非重稀土Nd、Pr、Sm、La、Ce的一种或多种，M为Cu、Al、Zn、Mg的一种或多种，N为Ga、In、Sn的一种或多种，x＝10～35，y＝1～15。2.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，所述合金材料为合金粉末，优选所述合金粉末的粒度在160～40μm之间。3.一种稀土永磁粉的改性方法，其特征在于，所述改性方法包括：步骤S1，将权利要求1或2所述的合金材料与稀土永磁粉混合获得混合粉末，其中所述混合粉末中所述合金材料的质量比例为1～10％，优选2～5％；步骤S2，在第一惰性气氛或真空状态下，将所述混合粉末进行热处理，得到改性稀土永磁粉。4.根据权利要求3所述的改性方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S21，在第一惰性气氛或真空状态下，将所述混合粉末在675～900℃下处理5～30min，得到预处理粉末；步骤S22，将所述预处理粉末在500～600℃下处理时间2～12h，得到所述改性稀土永磁粉。5.根据权利要求3所述的改性方法，其特征在于，所述合金材料为粒度在160～40μm之间的合金粉末，优选所述稀土永磁粉的粒度在400～50μm之间。6.根据权利要求3所述的改性方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁超，罗阳，门阔，权宁涛，张洪滨，闫文龙，于敦波，杨远飞，
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：北京,11