一种含铈的钕铁硼磁体材料及其制备方法技术

本申请涉及磁体材料的领域，具体公开了一种含铈的钕铁硼磁体材料及其制备方法。一种含铈的钕铁硼磁体材料中各元素的重量百分比如下：钕：12.80‑13.80%，铜：0.15‑0.25%，硼：0.91‑0.97%，铈：16.50‑20.50%，铝：0.15‑0.25%，钆：3.33‑4.33%，铌：0.01‑0.05%，余量为铁；其制备方法为：步骤S1，初熔炼；步骤S2，再熔炼；步骤S3，制粉；步骤S4，压型；步骤S5，烧结。本申请的一种含铈的钕铁硼磁体材料具有原料成本较低、内禀矫顽力和剩余磁化强度较高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种含铈的钕铁硼磁体材料及其制备方法
本申请涉及磁体材料的领域，更具体地说，它涉及一种含铈的钕铁硼磁体材料及其制备方法。
技术介绍
钕铁硼磁体是由钕、铁、硼形成的四方晶系晶体，在当下磁体材料中，钕铁硼磁体由于具有高磁性和高性价比而著称，且钕铁硼磁体自发现以来，逐渐被应用于汽车、计算机、信息、航空等领域。金属钕是生产钕铁硼磁体的主要原料之一，其在钕铁硼磁体中的重量百分比通常为30％左右。随着钕铁硼磁体使用量的增加，对金属钕的需求量也日益增大。然而，矿物中金属钕的含量有限，因此，日益增长的需求量使得金属钕的价格也随之升高，从而导致钕铁硼磁体的生产成本也增加。其中，金属钕是从原生稀土资源中提炼得到的，常用于提取钕的原生稀土资源中通常含有20％左右的钕、50％左右的金属铈以及30％左右其他物质。所以，在大量开采金属钕资源的时候，容易造成金属铈的浪费。然而，与金属钕相比，金属铈是目前价格较低的稀土金属元素，故采用部分金属铈代替金属钕能够降低钕铁硼磁体的原料成本，同时还能减少金属铈的浪费。但是，经研究发现，采用金属铈代替部分金属钕的时候，制得的钕铁硼磁体的内禀矫顽力以及剩余磁化强度均降低，因此，需要提供一种含铈但具有较高内禀矫顽力以及剩余磁化强度的钕铁硼磁体材料。
技术实现思路
为了改善含铈的钕铁硼磁体材料的内禀矫顽力以及剩余磁化强度，本申请提供一种含铈的钕铁硼磁体材料及其制备方法。第一方面，本申请提供一种含铈的钕铁硼磁体材料，采用如下的技术方案：一种含铈的钕铁硼磁体材料，所述磁体材料中各元素的重量百分比如下：钕：12.80-13.80％铜：0.15-0.25％硼：0.91-0.97％铈：16.50-20.50％铝：0.15-0.25％钆：3.33-4.33％铌：0.01-0.05％余量为铁。通过采用上述技术方案，采用金属铈代替了50-65％的金属钕，降低了钕铁硼磁体材料的原料成本；其中，由于金属铈的加入会引起内禀矫顽力以及剩余磁化强度的降低，为解决这一问题，本申请加入了3.33-4.33％的金属钆，该金属钆能够抑制各组晶粒的快速增长，从而细化晶粒，使得含铈的钕铁硼磁体材料的各向异性场增大，从而提高含铈的钕铁硼磁体材料的内禀矫顽力以及剩余磁化强度，有利于增强含铈的钕铁硼磁体材料的温度稳定性。优选的，所述磁体材料中各元素的重量百分比如下：钕：12.80-13.80％铜：0.15-0.25％硼：0.91-0.97％铈：16.50-20.50％铝：0.15-0.25％钆：3.65-4.12％铌：0.01-0.05％余量为铁。通过采用上述技术方案，由于当含铈的钕铁硼磁体材料中的钆的重量百分比在3.65-4.12％范围内的时候，金属钆能够更好地抑制各组晶粒的快速增长，有利于提高含铈的钕铁硼磁体材料的内禀矫顽力以及剩余磁化强度。第二方面，本申请提供一种含铈的钕铁硼磁体材料的制备方法，采用如下的技术方案：一种含铈的钕铁硼磁体材料的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，初熔炼：按上述配比将铜、铈、铝、钆进行熔融得到熔融液A1，然后往熔融液A1中通入由惰性气体与氮气按摩尔比(30-40)：(1-2)组成的混合气体，保温0.5-3h，得到熔融液A2；步骤S2，再熔炼：按上述配比将钕、硼、铌、铁加入熔融液A2中继续熔融得到熔融液B1，往熔融液B1中通入惰性气体，保温4-5h，得到熔融液B2；步骤S3，制粉：将熔融液B2制成甩带片并干燥，然后对干燥后的甩带片进行氢破处理，得到氢碎粉；接着将氢碎粉进行气流磨处理，得到原料粉；步骤S4，压型：将原料粉在氮气环境中压制成型，得到生坯，将生坯通过等静压油压进行二次压制成型，得到坯体；步骤S5，烧结：对坯体进行烧结，之后进行两级时效，从而得到含铈的钕铁硼磁体材料。通过采用上述技术方案，由于在步骤S1中通入由惰性气体与氮气组成的混合气体，该混合气体有利于增强金属钆对金属铈的补偿作用，使得各原料按照上述步骤进行生产得到的含铈的钕铁硼磁体材料的内禀矫顽力以及剩余磁化强度均更接近于不含金属铈的钕铁硼磁体材料。优选的，所述步骤S1和S2中的惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气以及氡气中的任意一种或几种的组合物。通过采用上述技术方案，惰性气体可以将熔融液A或熔融液B中的氧气或水气吹出，从而减少熔融液中的元素发生氧化的可能性，不仅有利于提高含铈的钕铁硼磁体材料的内禀矫顽力以及剩余磁化性能，还能够提高含铈的磁体材料的耐腐蚀性能；同时，惰性气体的通入还可以起到搅拌熔融液A或B的作用，使得含铈的钕铁硼磁体材料中的元素均匀分布，增强含铈的钕铁硼磁体材料的均一性。优选的，所述步骤S1中的混合气体由惰性气体与氮气按摩尔比(33-36)：1.5组成。通过采用上述技术方案，步骤S1中的混合气体由惰性气体与氮气按摩尔比(33-36)：1.5组成时，制得的含铈钕铁硼磁体材料具有较优的内禀矫顽力以及剩余磁化强度，有利于提高含铈钕铁硼磁体材料的温度稳定性。优选的，所述步骤S1中的熔融温度为900-1100℃。通过采用上述技术方案，步骤S1中的熔融温度控制在900-1100℃，能够使得铜、铈、铝、钆熔融完全。优选的，所述步骤S2中的熔融温度为1300-1500℃。通过采用上述技术方案，步骤S2中的熔融温度控制在1300-1500℃，能够使得用于制备含铈的钕铁硼磁体材料的各原料熔融完全。优选的，所述原料粉的平均粒径为2.2-3.2μm。通过采用上述技术方案，原料粉的平均粒径为2.2-3.2μm时，采用该平均粒径范围内的原料粉制得的坯体的孔隙率小，有利于增强含铈的钕铁硼磁体材料的物理机械性能。优选的，所述步骤S5中对坯体进行烧结时，先将温度上升至700-900℃，保温30-40min，然后再将温度上升至1200-1300℃，保温2-3h。通过采用上述技术方案，烧结温度分两步进行，能够产生熔融相物质，使得磁体材料收缩均匀，从而增大了磁体材料的密度，有利于提高磁体材料的强度。优选的，所述步骤S5中的两级时效处理包括第一级时效处理和第二级时效处理，所述第一级时效处理的处理温度为880-910℃，所述第二级时效处理的处理温度为570-620℃。通过采用上述技术方案，含铈的钕铁硼磁体材料经过两级时效处理后，能够提高含铈钕铁硼磁体材料的物理机械性能。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请金属铈代替了50-65％的金属钕，降低了钕铁硼磁体材料的原料成本；其中，由于金属铈的加入会引起内禀矫顽力以及剩余磁化强度的降低，为解决这一问题，本申请加入了3.33-4.33％的金属钆，该金属钆能够抑制各组晶粒的快速增长，从而细化晶粒，使得含铈的钕铁硼磁体材料的各向异性场增大，从而提高含铈的钕铁硼磁体材料的内禀矫顽力以及剩余磁化强度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含铈的钕铁硼磁体材料，其特征在于，所述磁体材料中各元素的重量百分比如下：/n钕：12.80-13.80%/n铜：0.15-0.25%/n硼：0.91-0.97%/n铈：16.50-20.50%/n铝：0.15-0.25%/n钆：3.33-4.33%/n铌：0.01-0.05%/n余量为铁。/n

【技术特征摘要】
1.一种含铈的钕铁硼磁体材料，其特征在于，所述磁体材料中各元素的重量百分比如下：
钕：12.80-13.80%
铜：0.15-0.25%
硼：0.91-0.97%
铈：16.50-20.50%
铝：0.15-0.25%
钆：3.33-4.33%
铌：0.01-0.05%
余量为铁。


2.根据权利要求1所述的一种含铈的钕铁硼磁体材料，其特征在于，所述磁体材料中各元素的重量百分比如下：
钕：12.80-13.80%
铜：0.15-0.25%
硼：0.91-0.97%
铈：16.50-20.50%
铝：0.15-0.25%
钆：3.65-4.12%
铌：0.01-0.05%
余量为铁。


3.权利要求1-2任一所述的一种含铈的钕铁硼磁体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，初熔炼：按上述配比将铜、铈、铝、钆进行熔融得到熔融液A1，然后往熔融液A1中通入由惰性气体与氮气按摩尔比（30-40）：（1-2）组成的混合气体，保温0.5-3h，得到熔融液A2；
步骤S2，再熔炼：按上述配比将钕、硼、铌、铁加入熔融液A2中继续熔融得到熔融液B1，往熔融液B1中通入惰性气体，保温4-5h，得到熔融液B2；
步骤S3，制粉：将熔融液B2制成甩带片并干燥，然后对干燥后的甩带片进行氢破处理，得到氢碎粉；接着将氢碎粉进行气流磨处理，得到原料粉；
步骤S4，压型：将原料粉在氮气环境中压制成型，得到生坯，将生坯通过等静压油压进行二次压制成型，得到坯...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵吉明，
申请(专利权)人：宁波合力磁材技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33