一种低密度含Y永磁体及其制备方法技术

本发明专利技术属于稀土永磁材料技术领域，涉及一种低密度含Y永磁体及其制备方法。该磁体的化学通式按质量百分比为：(Y

【技术实现步骤摘要】
一种低密度含Y永磁体及其制备方法
本专利技术属于稀土永磁材料
，特别涉及一种具有低密度的含Y烧结稀土永磁体及其制备方法。
技术介绍
传统的Nd-Fe-B永磁材料，过多地依赖于稀土金属Nd和Pr。由于稀土元素多以共伴生的方式富集于地壳中，稀土分离企业在提取Nd、Pr时，高丰度稀土Ce等资源作为尾矿长期积压在矿山周边，带来了严重的环境污染问题，制约了我国稀土资源的平衡利用及长远发展。在我国包头白云鄂博稀土矿中Ce的丰度高达50％，为PrNd总和的二倍。稀土Ce的价格不足PrNd的十分之一。而在南方离子吸附型稀土矿中，Y的丰度最高。如果能够将Ce等储量丰富、价格低廉的稀土原料用于永磁体的制备，不但能够大幅度降低磁体成本，而且有利于我国稀土资源的平衡利用和稀土永磁产业的可持续发展。但是，Ce2Fe14B化合物的饱和磁化强度Ms、磁晶各向异性场HA远低于Nd2Fe14B，当Ce添加量较高时，(Ce,Nd)-Fe-B磁体的磁性能显著降低。中国专利技术专利申请No.201210315684.5‘低成本双主相Ce永磁合金及其制备方法’(CN102800454B)所公开的(Cex,Re1-x)Fe100-a-b-cBbTMc永磁合金中，Ce占总稀土含量的比例达到40～80％，Re为Nd、Pr、Dy、Tb、Ho中的一种或几种，并且其采用双主相工艺，制备的Ce永磁合金磁体由低HA的(Ce,Re)2Fe14B相和高HA的Nd2Fe14B相组成，制备工艺较为复杂。中国专利技术专利ZL201510282101.7‘一种添加复合低价稀土的永磁合金及其制备方法’(CN104900360B)所公开的(GdxCeyRE1-x-y)a(Fe,TM)100-a-bBb永磁合金中，通过复合添加Ce和Gd,其中：Ce和Gd含量之和占稀土总量的50％～95％，制备的高铈含量永磁体具有较高的磁性能。但是，文献[J.F.Herbst.R2Fe14Bmaterials:IntrinsicPropertiesandTechnologicalAspects[J].Rev.Mod.Phys.,1991,63(4):819-898]报道，Gd2Fe14B和Ce2Fe14B理论密度较高，分别为7.67g/cm3和7.87g/cm3。文献[李安华等.烧结Ce-Fe-B磁体的力学性能[J].金属学报,2017,53(11):1478-1486]报道，较高铈含量的烧结磁体密度均达到7.60g/cm3以上，这一方面不利于磁性元器件的轻量化，另一方面磁体加工性能较差，磁体的磨切加工效率较低，且容易崩边。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种低密度含Y永磁体及其制备方法，通过在(Ce,R)-Fe-B磁体中添加稀土元素Y，进行合理的成分设计，可改善磁体相组成和微结构，从而获得较低的密度、良好的矫顽力和综合磁性能，获得改善的加工性能和优异的性能价格比。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种低密度含Y永磁体，所述含Y永磁体的化学通式按质量百分比为：(YxCeyRE1-x-y)aFe100-a-b-cBbTMc，其中：0.05≤x/y≤0.25，0.5<x+y≤0.8；28≤a≤35，0.9≤b≤1.2,0.5≤c≤3.0；RE为Pr、Nd、Gd、Ho中的一种或者几种；TM为Ga、Co、Al、Cu、Nb、Zr中的一种或者几种；所述含Y永磁体的密度值ρ＝7.3～7.5g/cm3。所述含Y永磁体通过如下步骤制备：制备速凝片、破碎制粉、取向成型和压制、烧结。所述含Y永磁体通过如下步骤制备：制备速凝片、破碎制粉、取向成型和压制、烧结和热处理。所述含Y永磁体具有如下磁性能：剩磁Br9.5～11.54kGs，矫顽力Hcj6.0～11.72kOe，磁能积(BH)m21.5～32MGOe。一种低密度含Y永磁体的制备方法，包括如下工艺步骤：(1)原料准备：按照质量百分比为(YxCeyRE1-x-y)aFe100-a-b-cBbTMc配置合金原料，其中：RE为Pr、Nd、Gd、Ho中的一种或者几种；TM为Ga、Co、Al、Cu、Nb、Zr中的一种或者几种，0.05≤x/y≤0.25，0.5<x+y≤0.8；28≤a≤35,0.9≤b≤1.2,0.5≤c≤3.0；(2)制备速凝片：将步骤(1)中配置好的原料放入速凝炉坩埚内，在氩气保护下进行真空感应熔炼，待原料充分融化后，保持1300～1500℃温度，将合金液浇注到线速度为1.0～3.0米/秒的水冷铜辊上，制备平均厚度为0.20～0.50mm的速凝薄片；(3)破碎制粉：将步骤(2)中制得的速凝片，经氢破碎、脱氢、气流磨制粉，得到平均粒度为2.0～5.0μm的磁粉；(4)取向成型和压制：将步骤(3)中制得的磁粉在磁场压机中取向成型，再进行冷等静压制成毛坯，其密度为3.8～5.0g/cm3；(5)烧结：将步骤(4)中制得的毛坯放入高真空的烧结炉中进行烧结，烧结温度为950～1080℃，保温2～5小时，获得最终低密度含Y永磁体。所述步骤(2)中，水冷铜辊的线速度为1.0～2.0米/秒，制备平均厚度为0.20～0.30mm的速凝片。所述步骤(3)中，经气流磨制成的磁粉的平均粒度为2.5～3.5μm。所述步骤(5)中，烧结温度为950～1020℃。所述烧结步骤后进行热处理：在800～920℃进行2～5小时的回火热处理和/或在400～650℃进行2～5小时的回火热处理。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：由于稀土Y作为一种高丰度稀土元素，Y2Fe14B理论密度只有7.0g/cm3，明显低于其他R2Fe14B化合物的理论密度(R＝Pr,Nd,Ce,La,Gd,Ho,Dy,Tb等)。同时，Y2Fe14B的相形成温度(约1300℃)远高于Ce2Fe14B(1063℃)，适量Y的加入有利于促进高Ce含量的R2Fe14B相形成，抑制软磁性相α-Fe的析出，从而改善磁体的相组成和微结构，提高磁体矫顽力。本专利技术永磁体通过添加稀土Y，并通过合理地设计Y含量(x)与Ce含量(y)的比值在0.05～0.25之间，改善高Ce含量烧结稀土永磁体的相结构，使高丰度稀土Ce和Y的含量大于或等于稀土总量的50％，同时获得较好的矫顽力和综合磁性能。本专利技术的低密度含Y永磁体，通过在(Ce,R)-Fe-B磁体中添加稀土元素Y，并通过合理的成分设计，改善磁体相组成和微结构，从而获得良好的矫顽力和综合磁性能，高丰度稀土Ce和Y的含量占总稀土含量的50％～80％，不但能够大幅度降低磁体成本，而且有利于我国稀土资源的平衡利用和稀土永磁产业的可持续发展。与普通的烧结稀土永磁体相比，本专利技术磁体具有低密度的特征，具有改善的加工性能和优异的性能价格比。附图说明图1为本专利技术的低密度含Y永磁体的扫描电镜微观形貌图(Y和Ce含量占总稀土含量的80％)。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步说明。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低密度含Y永磁体，其特征在于：所述含Y永磁体的化学通式按质量百分比为：(Y

【技术特征摘要】
1.一种低密度含Y永磁体，其特征在于：所述含Y永磁体的化学通式按质量百分比为：(YxCeyRE1-x-y)aFe100-a-b-cBbTMc，其中：0.05≤x/y≤0.25，0.5<x+y≤0.8；28≤a≤35，0.9≤b≤1.2,0.5≤c≤3.0；RE为Pr、Nd、Gd、Ho中的一种或者几种；TM为Ga、Co、Al、Cu、Nb、Zr中的一种或者几种；
所述含Y永磁体的密度值ρ＝7.3～7.5g/cm3。


2.如权利要求1所述的低密度含Y永磁体，其特征在于：所述含Y永磁体通过如下步骤制备：制备速凝片、破碎制粉、取向成型和压制、烧结。


3.如权利要求1所述的低密度含Y永磁体，其特征在于：所述含Y永磁体通过如下步骤制备：制备速凝片、破碎制粉、取向成型和压制、烧结和热处理。


4.如权利要求1所述的低密度含Y永磁体，其特征在于：所述含Y永磁体具有如下磁性能：剩磁Br9.5～11.54kGs，矫顽力Hcj6.0～11.72kOe，磁能积(BH)m21.5～32MGOe。


5.一种如权利要求1-4中任一项所述的低密度含Y永磁体的制备方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：
(1)原料准备：按照质量百分比为(YxCeyRE1-x-y)aFe100-a-b-cBbTMc配置合金原料，其中：RE为Pr、Nd、Gd、Ho中的一种或者几种；TM为Ga、Co、Al、Cu、Nb、Zr中的一种或者几种，0.05≤x/y≤0.25，0.5<x+y≤0.8；28≤a≤35,...

【专利技术属性】
技术研发人员：李安华，冯海波，杨威，陈鑫烁，李卫，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11