一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法、应用。钕铁硼磁体材料的原料包括：R：29.5‑32.5wt％；R包括熔炼用稀土金属R1和晶界扩散用稀土金属R2；R1包括Nd和Ho、且不包括Dy和/或Tb；R2包括Dy和/或Tb；R2含量为0.2‑1wt％；Co：0～0.5wt％；B：0.9‑1.05wt％；Cu：0～0.35wt％；Ga：0～0.35wt％；Al：0～0.5wt％；X：0.05～0.45wt％；X包括Ti、Nb、Zr、Hf、V、Mo、W、Ta和Cr中的一种或多种；不含Gd，Fe：65～70wt％。本发明专利技术磁体材料具有高剩磁、高矫顽力以及高温性能好的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法、应用
本专利技术涉及一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法、应用。
技术介绍
Nd-Fe-B永磁材料以Nd2Fel4B化合物为基体，具有磁性能高、热膨胀系数小、易加工和价格低等优点，自问世以来，以平均每年20-30％的速度增长，成为应用最广泛的永磁材料。按制备方法，Nd-Fe-B永磁体可分为烧结、粘结和热压三种，其中烧结磁体占总产量的80％以上，应用最广泛。随着制备工艺和磁体成分的不断优化，烧结Nd-Fe-B磁体的最大磁能积已接近理论值。随着近年来风力发电、混合动力汽车和变频空调等新兴行业的蓬勃发展对高性能Nd-Fe-B磁体的需求越来越大，同时，这些高温领域的应用也对烧结Nd-Fe-B磁体的性能尤其是高温性能提出了更高的要求。现有技术中，在制作耐热、耐蚀型烧结Nd-Fe-B磁体时，Co是用得最多而且最有效的元素。这是因为添加Co能够降低磁感可逆温度系数温度系数，有效提高居里温度，并且可以提高NdFeB磁体抗腐蚀性能。但是，Co的加入容易造成矫顽力急剧下降，并且Co的成本较高。A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钕铁硼磁体材料A的原料组合物，其特征在于，其包括：/nR：29.5-32.5wt％；所述R为稀土元素、且包括熔炼用稀土金属R1和晶界扩散用稀土金属R2；所述R1包括Nd和Ho、且不包括Dy和/或Tb；所述R2包括Dy和/或Tb；所述R2的含量为0.2-1wt％；/nCo：0～0.5wt％；/nB：0.9-1.05wt％；/nCu：0～0.35wt％、且不为0；/nGa：0～0.35wt％、且不为0；/nAl：0～0.5wt％；/nX：0.05～0.45wt％；所述X的种类包括Ti、Nb、Zr、Hf、V、Mo、W、Ta和Cr中的一种或多种；/nFe：65～70wt％；/nwt％为各元素占...

【技术特征摘要】
1.一种钕铁硼磁体材料A的原料组合物，其特征在于，其包括：
R：29.5-32.5wt％；所述R为稀土元素、且包括熔炼用稀土金属R1和晶界扩散用稀土金属R2；所述R1包括Nd和Ho、且不包括Dy和/或Tb；所述R2包括Dy和/或Tb；所述R2的含量为0.2-1wt％；
Co：0～0.5wt％；
B：0.9-1.05wt％；
Cu：0～0.35wt％、且不为0；
Ga：0～0.35wt％、且不为0；
Al：0～0.5wt％；
X：0.05～0.45wt％；所述X的种类包括Ti、Nb、Zr、Hf、V、Mo、W、Ta和Cr中的一种或多种；
Fe：65～70wt％；
wt％为各元素占所述钕铁硼磁体材料A的原料组合物的重量百分比；
所述原料组合物中不含Gd。


2.如权利要求1所述的钕铁硼磁体材料A的原料组合物，其特征在于，所述R的含量为30～32wt％，例如30.7wt％、30.93wt％、31wt％、31.4wt％、31.5wt％或者31.7wt％；
和/或，所述R1中Nd含量为16-32wt％，较佳地为16.8wt％、17.925wt％、18wt％、19wt％、19.4475wt％、19.05wt％、19.5wt％、20.175wt％、21.3wt％、21.75wt％、26.375wt％或者31wt％；
所述R1中的Nd以PrNd的形式添加时，PrNd的用量较佳地为0.5～29wt％，更佳地为1wt％、22.4wt％、23.9wt％、24wt％、25.4wt％、25.93wt％、26wt％、26.9wt％或者28.4wt％，wt％为元素占所述钕铁硼磁体材料A的原料组合物的重量百分比；
和/或，所述R1中Ho含量为0-10wt％、且不为0，较佳地为0.1～10wt％，例如为1～9wt％，例如1.3wt％、2.5wt％、4wt％、4.5wt％、5.5wt％、6.4wt％、6.7wt％、7wt％或者8.5wt％；
和/或，所述R1不含有Ho以外的重稀土金属；
和/或，所述R1还包括Pr和/或Sm；
当所述R1包含Pr时，所述Pr的含量较佳地为0-16wt％、且不为0，更佳地为0.2～15wt％，例如0.325wt％、2.75wt％、3.3wt％、5.6wt％、5.975wt％、6wt％、6.35wt％、6.4825wt％、6.5wt％、6.725wt％或者7.1wt％，其中百分比为占所述钕铁硼磁体材料A的原料组合物总重量的百分比；
当所述R1包含Sm时，所述Sm的含量较佳地为0-3wt％，例如2wt％，其中百分比为占所述钕铁硼磁体材料A的原料组合物总重量的百分比；
和/或，所述R2的含量为0.2-0.9wt％，例如0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％或者0.8wt％；
当所述R2包括Dy时，所述Dy的含量较佳地为0.2-0.9wt％，更佳地为0.25-0.75wt％，例如0.5wt％；
当所述R2包括Tb时，所述Tb的含量较佳地为0.4-0.9wt％，更佳地为0.25-0.8wt％，例如0.2wt％、0.5wt％、0.6wt％或者0.7wt％；
当所述R2为Dy和Tb的混合物时，Dy和Tb的重量比为1:99-99:1，例如50:50、60:40、25:75或者40:60；
和/或，所述Co的含量范围为0.02-0.45wt％，例如0.1wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、或者0.4wt％；
和/或，所述B的含量为0.92-1.02wt％，例如0.94wt％、0.9wt％或者0.99wt％；
和/或，所述Cu的含量为0.05-0.3wt％，较佳地为0.1-0.3wt％，例如0.15wt％、0.2wt％或者0.25wt％；
和/或，所述Ga的含量为0.02-0.3wt％，例如0.05wt％、0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％或者0.25wt％；
和/或，所述Al的含量为0-0.3wt％，较佳地为0～0.1wt％，更佳地为0～0.04wt％，例如0wt％、0.02wt％、0.03wt％或者0.04wt％；
和/或，所述X的种类为Ti、Nb、Zr和Hf中的一种或多种，较佳地为Ti、Nb、Zr或Hf；
所述X的种类较佳地为“Cr和Ti的混合物”、“Nb、Mo、W和Ta的混合物”、“Hf、W、Ta和Cr的混合物”或者“Nb和V的混合物”；
所述X的种类较佳地为V、Mo、W、Ta或者Cr；
和/或，所述X的含量为0.1-0.4wt％，例如0.14wt％、0.15wt％、0.18wt％、0.2wt％、0.25wt％或者0.33wt％；
当所述X包括Zr时，所述Zr的含量较佳地为0.05-0.25wt％，例如0.1wt％或者0.2wt％；
当所述X包括Ti时，所述Ti的含量较佳地为0.05-0.2wt％，例如0.08wt％、0.1wt％、0.14wt％或者0.15wt％；
当所述X包括Nb时，所述Nb的含量较佳地为0.02-0.4wt％，例如0.1wt％、0.15wt％或者0.25wt％；
当所述X包括Hf时，所述Hf的含量较佳地为0.02-0.1wt％，例如0.03wt％或者0.1wt％；
当所述X包括V时，所述V的含量较佳地为0.02-0.1wt％,例如0.03wt％；
当所述X包括Mo时，所述Mo的含量较佳地为0.008-0.05wt％，例如0.01wt％；
当所述X包括W时，所述W的含量较佳地为0.01-0.1wt％，例如0.05wt％；
当所述X包括Ta时，所述Ta的含量较佳地为0.01-0.1wt％，例如0.05wt％；
当所述X包括Cr时，所述Cr的含量较佳地为0.05-0.15wt％，例如0.1wt％；
当所述X包括Cr和Ti时，Cr和Ti的重量比较佳地为1：(0.5-1.0)，例如1:0.8；
当所述X包括Nb、Mo、W和Ta时，Nb、Mo、W和Ta的重量比较佳地为(0.15-0.25):(0.8-1.2):(0.8-1.2):1，例如2:1:1:1；
当所述X包括Hf、W、Ta和Cr时，Hf、W、Ta和Cr的重量比较佳地为(0.25-0.35):(0.8-1.2):(0.8-1.2):1，例如3:1:1:1；
当所述X包括Nb和V时，Nb和V的重量比较佳地为(35-45):5，例如40；5；
较佳地，所述钕铁硼磁体材料A的原料组合物还包括Mn，所述Mn的含量范围较佳地≤0.035wt％，更佳地≤0.0175wt％，上述百分比为Mn相对于原料组合物总量的重量百分比；
较佳地，所述钕铁硼磁体材料A的原料组合物包括：R：30.5-32wt％；所述R为稀土元素、且包括熔炼用稀土金属R1和晶界扩散用稀土金属R2；R1：包括PrNd和Ho、且不包括Dy和/或Tb；PrNd：22.9-29wt％；Ho：2.5-8.5wt％；R2包括Dy和/或Tb；R2：0.25-0.8wt％；
Co：0～0.25wt％；B：0.9-1.05wt％；Cu：0.05～0.35wt％；Ga：0.05～0.35wt％；Al：0～0.1wt％；X：0.05～0.25wt％；所述X的种类包括Ti、Nb、Zr、Hf中的一种或多种；wt％为各元素占所述钕铁硼磁体材料A的原料组合物的重量百分比；所述原料组合物中不含Gd；
余量为Fe及不可避免的杂质；
更佳地，所述钕铁硼磁体材料A的原料组合物包括：R：30.5-32wt％；所述R为稀土元素、且包括熔炼用稀土金属R1和晶界扩散用稀土金属R2；R1：包括PrNd和Ho、且不包括Dy和/或Tb；PrNd：22.9-29wt％；Ho：2.5-8.5wt％；R2包括Dy和/或Tb；R2：0.3-0.6wt％；
Co：0～0.1wt％(更佳地为0wt％)；B：0.9-1.0wt％；Cu：0.05～0.35wt％；Ga：0.05～0.35wt％；Al：0～0.5wt％；X：0.1～0.2wt％；所述X的种类包括Ti和/或Zr；所述原料组合物中不含Gd；余量为Fe及不可避免的杂质。


3.一种钕铁硼磁体材料A的制备方法，其特征在于，其采用如权利要求1或2所述的原料组合物进行制备，所述制备方法为扩散制法，其中，所述R1元素在熔炼步骤中添加，所述R2元素在晶界扩散步骤中添加；
较佳地，所述制备方法包括如下步骤：将如权利要求1或2所述的原料组合物中除R2以外的元素经熔炼、制粉、成型、烧结得烧结体，再将所述烧结体与所述R2的混合物经晶界扩散即可；
较佳地，所述晶界扩散之后，还进行热处理，所述热处理的温度为450℃～600℃,例如480-510℃；所述热处理的时间较佳地为1～4h，例如1～3h。


4.一种如权利要求3所述的钕铁硼磁体材料A的制备方法制得的钕铁硼磁体材料A。


5.一种钕铁硼磁体材料A，其特征在于，其包含：R：29.5-32.5wt％；所述R为稀土元素、且包括R1和R2；所述R1包括Nd和Ho、且不包括Dy和/或Tb；所述R2包括Dy和/或Tb；所述R2的含量为0.2-1wt％；
Co：0～0.5wt％；B：0.9-1.05wt％；Cu：0～0.35wt％、且不为0；Ga：0～0.35wt％、且不为0；Al：0～0.5wt％；X：0.05～0.45wt％；所述X的种类包括Ti、Nb、Zr、Hf、V、Mo、W、Ta和Cr中的一种或多种；Fe：65～70wt％；wt％为各元素占所述钕铁硼磁体材料A的重量百分比；所述钕铁硼磁体材料A中不含Gd；
所述钕铁硼磁体材料A包含Nd2Fel4B晶粒和其壳层、晶界外延层和富钕相；所述R1中的Ho主要分布在所述Nd2Fel4B晶粒和所述晶界外延层，所述R2主要分布在所述壳层和所述富钕相；
所述钕铁硼磁体材料A的晶界连续性为96％以上。


6.如权利要求5所述的钕铁硼磁体材料A，其特征在于，所述晶界连续性为96.2％以上，较佳地为96.2～97.3％，例如96.2％、96.3％、96.4％、96.5％、96.6％、96.7％、96.8％、97.1％、97.2％或者97.3％；
和/或，所述R的含量为30～32wt％，例如30.7wt％、30.93wt％、31wt％、31.4wt％、31.5wt％或者31.7wt％；
和/或，所述R1中Nd含量为16-32wt％，较佳地为16.8wt％、17.925wt％、18wt％、19wt％、19.4475wt％、19.05wt％、19.5wt％、20.175wt％、21.3wt％、21.75wt％、26.375wt％或者31wt％；
所述R1中的Nd以PrNd的形式添加时，PrNd含量较佳地为0.5～29wt％，更佳地为1wt％、22.4wt％、23.9wt％、24wt％、25.4wt％、25.93wt％、26wt％、26.9wt％或者28.4wt％，wt％为元素占所述钕铁硼磁体材料A的重量百分比；
和/或，所述R1中Ho含量为0-10wt％、且不为0，较佳地为0.1～10wt％，例如为1～9wt％，例如1.3wt％、2.5wt％、4wt％、4.5wt％、5.5wt％、6.4wt％、6.7wt％、7wt％或者8.5wt％；
和/或，所述R1不含有Ho以外的重稀土金属；
和/或，所述R1还包括Pr和/或Sm；
当所述R1包含Pr时，所述Pr的含量较佳地为0-16wt％、且不为0，更佳地为0.2～15wt％，例如0.325wt％、2.75wt％、3.3wt％、5.6wt％、5.975wt％、6wt％、6.35wt％、6.4825wt％、6.5wt％、6.725wt％或者7.1wt％，其中百分比为占所述钕铁硼磁体材料A的重量百分比；
当所述R1包含Sm时，所述Sm的含量较佳地为0-3wt％，例如2wt％，其中百分比为占所述钕铁硼磁体材料A的重量百分比；
和/或，所述R2的含量为0.2-0.9wt％，例如0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％或者0.8wt％；
当所述R2包括Dy时，所述Dy的含量较佳地为0.2-0.9wt％，更佳地为0.25-0.75wt％，例如0.5wt％；
当所述R2包括Tb时，所述Tb的含量较佳地为0.4-0.9wt％，更佳地为0.25-0.8wt％，例如0.2wt％、0.5wt％、0.6wt％或者0.7wt％；
当所述R2为Dy和Tb的混合物时，Dy和Tb的重量比为1:99-99:1，例如50:50、60:40、25:75或者40:60；
和/或，所述Co的含量范围为0.02-0.45wt％，例如0.1wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、或者0.4wt％；
和/或，所述B的含量为0.92-1.02wt％，例如0.94wt％、0.9wt％或者0.99wt％；
和/或，所述Cu的含量为0.05-0.3wt％，较佳地为0.1-0.3wt％，例如0.15wt％、0.2wt％或者0.25wt％；
和/或，所述Ga的含量为0.02-0.3wt％，例如0.05wt％、0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％或者0.25wt％；
和/或，所述Al的含量为0-0.3wt％，较佳地为0～0.1wt％，更佳地为0～0.04wt％，例如0wt％、0.02wt％、0.03wt％或者0.04wt％；
和/或，所述X的种类为Ti、Nb、Zr和Hf中的一种或多种，较佳地为Ti、Nb、Zr或Hf；
所述X的种类较佳地为“Cr和Ti的混合物”、“Nb、Mo、W和Ta的混合物”、“Hf、W、Ta和Cr的混合物”或者“Nb和V的混合物”；
所述X的种类较佳地为V、Mo、W、Ta或者Cr；
和/或，所述X的含量为0.1-0.4wt％，例如0.14wt％、0.15wt％、0.18wt％、0.2wt％、0.25wt％或者0.33wt％；
当所述X包括Zr时，所述Zr的含量较佳地为0.05-0.25wt％，例如0.1wt％或者0.2wt％；
当所述X包括Ti时，所述Ti的含量较佳地为0.05-0.2wt％，例如0.08wt％、0.1wt％、0.14wt％或者0.15wt％；
当所述X包括Nb时，所述Nb的含量较佳地为0.02-0.4wt％，例如0.1wt％、0.15wt％或者0.25wt％；
当所述X包括Hf时，所述Hf的含量较佳地为0.02-0.1wt％，例如0.03wt％或者0.1wt％；
当所述X包括V时，所述V的含量较佳地为0.02-0.1wt％,例如0.03wt％；
当所述X包括Mo时，所述Mo的含量较佳地为0.008-0.05wt％，例如0.01wt％；
当所述X包括W时，所述W的含量较佳地为0.01-0.1wt％，例如0.05wt％；
当所述X包括Ta时，所述Ta的含量较佳地为0.01-0.1wt％，例如0.05wt％；
当所述X包括Cr时，所述Cr的含量较佳地为0.05-0.15wt％，例如0.1wt％；
当所述X包括Cr和Ti时，Cr和Ti的重量比较佳地为1：(0.5-1.0)，例如1:0.8；
当所述X包括Nb、Mo、W和Ta时，Nb、Mo、W和Ta的重量比较佳地为(0.15-0.25):(0.8-1.2):(0.8-1.2):1，例如2:1:1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金磊，黄清芳，黎国妃，汤志辉，黄佳莹，
申请(专利权)人：福建省长汀金龙稀土有限公司，厦门钨业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35