一种R-T-B永磁材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种R‑T‑B永磁材料，所述R‑T‑B永磁材料为RxTyTmqBz；其中，13≤x≤15.5，0.5≤q≤3，0.85≤z≤1，y＝100‑x‑q‑z；其中，R为LRaHR1‑a，LR为Pr、Nd、PrNd中的一种或几种的组合，HR为Dy、Tb中的一种或两种的组合，0.95≤a≤1；其中，T为Fe、Co中的一种或两种的组合；其中，Tm为过渡金属。还涉及一种R‑T‑B永磁材料的制备方法。其优点在于，利用磁控溅射装置在合金片上镀重稀土膜，不需要采用长时间的扩散热处理，获得“核‑壳”结构大幅度提高磁体的矫顽力；与传统工艺相比，在重稀土含量相同的情况下，矫顽力与磁能积更高。

A kind of R-T-B permanent magnet material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种R-T-B永磁材料及其制备方法
本专利技术涉及稀土磁性材料制备
，尤其涉及一种含R-T-B永磁材料及其制备方法。
技术介绍
钕铁硼永磁材料作为第三代稀土永磁材料，其具有高磁能积。能够促进永磁电机小型化、轻量化和高效率。目前，永磁电机已经用在电动汽车、混合动力汽车以及节能空调压缩机等领域。这些领域，磁钢的工作环境温度较高，通常在120～200℃。因此只有提高磁体的矫顽力，才能满足高温领域的工作要求。传统的烧结钕铁硼磁体制备工艺流程为速凝、氢破、气流磨、磁场取向、烧结回火等。该方法中，提高磁体的矫顽力主要途径是在原料里添加重稀土。这种方法比较简单，生产上容易操作，但是高矫顽力牌号的磁体大量添加将导致磁体剩磁恶化，比如常规商业的42SH牌号磁体，需要添加2-3wt％Dy。通常添加每单位重量的Dy，矫顽力提升2kOe，剩磁下降0.2～0.3kGs。由此导致该工艺的另一个大的问题是不能制备高性能高矫顽力磁体，比如磁能积在48MGOe，矫顽力在20kOe及以上的磁体。这样就限制钕铁硼磁体在有轻量化和高效率要求的器件上的应用。大量添加重稀土，不仅不能平衡剩磁和矫顽力之间的矛盾，而且还造成磁钢成本的上升。目前，行业内开发晶界扩散技术有效避免了上述弊端，成为稀土永磁研究领域的热点。晶界扩散技术就是在磁体上采用特殊的工艺例如蒸镀(H.Sepehri-Amin,T.Ohkubo,andK.Hono，GrainboundarystructureandchemistryofDy-diffusionprocessedNd–Fe–BsinteredmagnetsJOURNALOFAPPLIEDPHYSICS107,09A745_2010)、磁控溅射(BinghuiWu,XuefengDing,QingkeZhanget.al,ThedualtrendofdiffusionofheavyrareearthelementsduringthegrainboundarydiffusionprocessforsinteredNd-Fe-Bmagnets,ScriptaMaterialia148(2018)29–32)、表面涂覆(DeshanLI,ShunjiSUZUKI,TakashiKAWASAKIet.al，GrainInterfaceModificationandMagneticPropertiesofNd–Fe–BSinteredMagnets，JapaneseJournalofAppliedPhysicsVol.47,No.10,2008,pp.7876–7878)等工艺，使Dy或Tb先附着在磁体磁体表面上，再进行低温热扩散处理。经过晶界扩散处理，磁体的矫顽力可以提升6～10kOe，而剩磁基本不降低，这样就可以制备磁能积在48MGOe,矫顽力在25kOe左右的磁体，同时磁体中所含重稀土的量还较少。目前这项技术已经在部分较薄的产品中应用，比如变频空调压缩机电机上使用的1.5-3mm厚的磁钢。然而，该方法也存在一定局限性，这项技术都是用已经烧结致密的磁体来完成的，表面布置重稀土源后，要进行长时间的扩散时效处理，整个磁体生产过程周期较长。由于在该技术过程中，重稀土是从表面沿着晶界向内部扩散的，其扩散深度有限，因此只能制备薄片磁体，由此也会导致磁体的矫顽力的一致性较差。因此，亟需一种减少重稀土使用量的高性能高矫顽力的永磁材料及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种R-T-B永磁材料及其制备方法。本专利技术的第一个目的为提供一种R-T-B永磁材料。一种R-T-B永磁材料，所述R-T-B永磁材料为RxTyTmqBz；其中，13≤x≤15.5，0.5≤q≤3，0.85≤z≤1，y＝100-x-q-z；其中，R为LRaHR1-a，LR为Pr、Nd、PrNd中的一种或几种的组合，HR为Dy、Tb中的一种或两种的组合，0.95≤a≤1；其中，T为Fe、Co中的一种或两种的组合；其中，Tm为过渡金属。优选地，所述Tm为Zr、Al、Cu、Ga、Sn、Si中的一种或几种的组合。优选地，所述R-T-B永磁材料的主相晶粒为“核-壳”结构。优选地，HR在所述壳中的浓度大于HR在所述核中的浓度。本专利技术的第二个目的为提供一种R-T-B永磁材料的制备方法。一种R-T-B永磁材料的制备方法，包括以下步骤：步骤S1：按照RxTyTmqBz配制原材料，其中，13≤x≤15.5，0.5≤q≤3，0.85≤z≤1，y＝100-x-q-z；步骤S2、将所述原材料加入至真空熔炼装置进行熔炼浇铸，得到第一合金片；步骤S3、在所述第一合金片上镀重稀土膜，得到第二合金片；步骤S4、对所述第二合金片进行粗破碎、研磨，得到细粉；步骤S5、对所述细粉进行造粒、压制成型，得到生坯；步骤S6、对所述生坯进行扩散烧结和多级回火处理，得到R-T-B永磁材料。优选地，在所述步骤S1中，所述R为LRaHR1-a，LR为Pr、Nd、PrNd中的一种或几种的组合，HR为Dy、Tb中的一种或两种的组合；其中，0.95≤a≤1。优选地，所述Tm为过渡金属，所述Tm为Zr、Al、Cu、Ga、Sn、Si中的一种或几种的组合。优选地，在所述步骤S2中，所述原材料在惰性气体下进行熔炼；所述原材料在熔炼后，在1400℃～1500℃下进行浇铸。优选地，所述惰性气体为Ar或He。优选地，所述第一合金片的厚度为200～300μm。优选地，在所述步骤S3中，所述重稀土膜的材料为Dy、Tb中的任意一种或两种的组合。优选地，在所述步骤S3中，所述重稀土膜的厚度为0～3μm。优选地，在所述步骤S3中，使用磁控溅射装置在所述第一合金片镀所述重稀土膜。优选地，在所述步骤S3中，所述磁控溅射装置使用的靶材料为Tb、Dy、HRE-X合金中的任意一种。优选地，在所述HRE-X合金中，所述HRE为Tb、Dy中的任意一种或两种的组合；所述X为Fe、Cu中的任意一种或几种的组合。优选地，所述R-T-B永磁材料的主相晶粒为“核-壳”结构；其中，HR在所述壳中的浓度大于HR在所述核中的浓度。优选地，在所述步骤S4中，还包括：步骤S41：对所述第二合金片进行粗破碎，得到粗粉，所述粗破碎的条件为：在H2和Ar的混合气体进行充分反应后，在350～500℃下脱氢；步骤S42：对所述步骤S41得到的所述粗粉进行研磨，得到所述细粉，所述研磨的条件为：在N2和O2的混合气体中进行高速研磨，粒度为1～4μm。优选地，在所述步骤S5中，还包括：步骤S51：将所述细粉与有机物混合搅拌，得到混合物；步骤S52：将所述步骤S51中的所述混合物置于N2中进行磁场取向成型，得到所述生坯。优选地，在所述步骤S6中，所述扩散烧结的条件为：将所述生坯在1000～1055℃下保温6～10h。优选地，在所述步骤S6中，所述多级回火处理的条件为：第一级回火处理：温度为850～950℃，保温2～3h；第二级回火处理：温度为450～580℃，保温1～5h。本专利技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本专利技术的一种R-T-B永磁材料及其制备方法，利用磁控溅射装置在合金片上镀重稀土膜，然后经过粗破碎、研磨细粉、取向成型、扩散烧结和多级回火处理等工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种R‑T‑B永磁材料，其特征在于，所述R‑T‑B永磁材料为RxTyTmqBz；其中，13≤x≤15.5，0.5≤q≤3，0.85≤z≤1，y＝100‑x‑q‑z；其中，R为LRaHR1‑a，LR为Pr、Nd、PrNd中的一种或几种的组合，HR为Dy、Tb中的一种或两种的组合，0.95≤a≤1；其中，T为Fe、Co中的一种或两种的组合；其中，Tm为过渡金属。

【技术特征摘要】
1.一种R-T-B永磁材料，其特征在于，所述R-T-B永磁材料为RxTyTmqBz；其中，13≤x≤15.5，0.5≤q≤3，0.85≤z≤1，y＝100-x-q-z；其中，R为LRaHR1-a，LR为Pr、Nd、PrNd中的一种或几种的组合，HR为Dy、Tb中的一种或两种的组合，0.95≤a≤1；其中，T为Fe、Co中的一种或两种的组合；其中，Tm为过渡金属。2.根据权利要求1所述的R-T-B永磁材料，其特征在于，所述Tm为Zr、Al、Cu、Ga、Sn、Si中的一种或几种的组合。3.根据权利要求1所述的R-T-B永磁材料，其特征在于，所述R-T-B永磁材料的主相晶粒为“核-壳”结构。4.根据权利要求3所述的R-T-B永磁材料，其特征在于，HR在所述壳中的浓度大于HR在所述核中的浓度。5.一种R-T-B永磁材料的制备方法，用于制备如权利要求1～5任一所述的R-T-B永磁材料，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：按照RxTyTmqBz配制原材料，其中，13≤x≤15.5，0.5≤q≤3，0.85≤z≤1，y＝100-x-q-z；步骤S2、将所述原材料加入至真空熔炼装置进行熔炼浇铸，得到第一合金片；步骤S3、在所述第一合金片上镀重稀土膜，得到第二合金片；步骤S4、对所述第二合金片进行粗破碎、研磨，得到细粉；步骤S5、对所述细粉进行造粒、压制成型，得到生坯；步骤S6、对所述生坯进行扩散烧结和多级回火处理，得到R-T-B永磁材料。6.根据权利要求5所述的R-T-B永磁材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述R为LRaHR1-a，LR为Pr、Nd、PrNd中的一种或几种的组合，HR为Dy、Tb中的一种或两种的组合；其中，0.95≤a≤1。7.根据权利要求5所述的R-T-B永磁材料的制备方法，其特征在于，所述Tm为过渡金属，所述Tm为Zr、Al、Cu、Ga、Sn、Si中的一种或几种的组合。8.根据权利要求6所述的R-T-B永磁材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述原材料在惰性气体下进行熔炼；所述原材料在熔炼后，在1400℃～1500℃下进行浇铸。9.根据权利要求8所述的R-T-B永磁材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为Ar或He。10.根据权利要求5所述的R-T-B永磁材料的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：严长江，钱尼健，傅万成，
申请(专利权)人：宁波科田磁业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33