磁粉、磁粉的形成方法、稀土类烧结永磁体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磁粉、磁粉的形成方法、稀土类烧结永磁体及其制备方法，该磁粉由合金粗粉和液态金属合金形成；以合金粗粉为基准，液态金属合金含量为0.02～1wt％；合金粗粉包括R、T、B和M1，R选自至少一种稀土元素，且必须含有Nd；T选自Fe和Co中的至少一种元素，且必须含有Fe；B为硼；M1选自Ti、Cu、Al、Bi、Zr和Nb中的至少一种元素；液态金属合金含M2，M2选自Ga、In、Sn和Zn中的至少一种元素，且必须含有Ga；Ga为液态金属合金总量的50wt％以上。本发明专利技术的磁粉可以使得形成的稀土类烧结永磁体具有较高的剩磁和矫顽力，并可以大大降低重稀土的用量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
磁粉、磁粉的形成方法、稀土类烧结永磁体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种磁粉、磁粉的形成方法、稀土类烧结永磁体及其制备方法。

技术介绍

[0002]作为高性能永久磁体代表，R
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T
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B系稀土类烧结磁体具有包含作为正方晶体化合物的R2Fe
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B型结晶相(主相)和晶界相的组织，能够发挥优异的磁体特性。其中，R是选自稀土元素中的至少一种，主要包含Nd和/或Pr，Fe是铁，B是硼，这些元素的一部分可以被其它元素置换。
[0003]在电动机等各种装置中使用R
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T
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B系的稀土类烧结磁体时，为了应对高温的使用环境，要求烧结磁体耐热性优异并具有高的剩磁和矫顽力。
[0004]为了提高R
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T
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B系稀土烧结磁体的矫顽力，可以使用轻稀土类元素RL一起配合规定量的重稀土类元素RH作为原料制成的合金。根据该方法，作为主相的R2Fe
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B相的轻稀土类元素RL被重稀土类元素RH置换，R2Fe
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B相的结晶磁各向异性(本质上决定矫顽力的物理量)得到提高。但是，R2Fe
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B相中的轻稀土类元素RL的磁矩与Fe的磁矩方向相同，而重稀土类元素RH的磁矩与Fe的磁矩方向相反，因此重稀土类元素RH对轻稀土类元素RL的置换量越增加，剩余磁通密度(即剩磁)Br就越低。而电动机的驱动部所使用的区域要求烧结磁体的剩磁Br高，并且要求暴露在高热、大的反磁场的区域的矫顽力要高。另外，由于世界上Dy和Tb的储量有限，大量使用Dy和Tb会造成磁体的价格上涨和重稀土资源的加速枯竭。
[0005]为了提高永磁磁体性能并减少重稀土的使用，业界做了很多的工作。其中，通过细化晶粒和扩散渗透改善晶界是最重要的两个方向。晶粒尺寸细小，会降低晶界反磁化畴形核的可能和局部退磁场，因而提高矫顽力。然而，当随着晶粒细化，氧碳等杂质含量也会增加，造成晶界富钕相的比例降低，无法阻断晶界间的交换耦合，反而造成矫顽力的降低。通过扩散渗透，使重稀土元素进入磁体晶界，可用较少重稀土大幅提高矫顽力，同时不牺牲剩磁和磁能积，有效降低了磁体成本。CN101404195A，CN101506919A和CN102103916A相继公开了表面涂覆法、金属蒸汽法、电沉积法等，使重稀土元素到达磁体表面，然后加热使之沿晶界扩散至磁体内部，进而提高了性能。然而扩散渗透工艺仍需要使用一定量的重稀土，同时增加了生产工序，延长了生产周期。
[0006]也有部分文献报道了通过调整成分或微观结构来提高磁体矫顽力。
[0007]CN103582715B提供一种不提高R
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B系合金中所含有的Dy含量，即可得到矫顽力高的R
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B系磁铁的R
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B系稀土族烧结磁铁用合金。这样的R
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B系稀土类烧结磁铁用合金，由稀土元素R、以Fe为必要成分的过渡金属T、含有选自Al、Ga、Cu中的一种以上金属的金属元素M、以及B和不可避免的杂质构成，其含有13～15原子％的R，含有4.5～6.2原子％的B，含有0.1～2.4原子％的M，余量为T，全部稀土元素中的Dy的比例为0～65原子％，并且满足0.0049Dy+0.34≤B/TRE≤0.0049Dy+0.36。CN104395971B公开了优选的实施方式的烧结磁铁具有由29.5～33.0质量％R(R是必须包含Nd和Pr的任意一种的稀土元素)、0.7～0.95质量％B、0.03～0.6质量％Al、0.01～1.5质量％Cu、3.0质量％以下(不包含0质量％)Co、
0.1～1.0质量％Ga、0.05～0.3质量％C、0.03～0.4质量％O以及余量的Fe与其它元素构成，重稀土元素含量合计是1.0质量％以下的组成，且在将Nd、Pr、B、C和Ga的原子数分别记为[Nd]、[Pr]、[B]、[C]和[Ga]时，满足成为0.29＜[B]/([Nd]+[Pr])＜0.40以及0.07＜([Ga]+[C])/[B]＜0.60的关系。该专利文献中仍有不低的重稀土含量。
[0008]CN105190793B公开了以Nd2Fe
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B型化合物作为主相，且具有所述主相、存在于两个主相间的第一晶界以及存在于三个以上主相间的第二晶界，在R
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T
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B系烧结磁体中存在有厚度为5nm以上且30nm以下的所述第一晶界。该专利文献通过控制第二晶界的个数以及第一晶界的厚度来保持较高的剩磁和矫顽力，对厚度的控制要求较高。
[0009]CN103329220A公开了一种R
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T
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B系烧结磁体，具有含有轻稀土元素RL(包括Nd和Pr中的至少一种)作为主要稀土元素R的R2Fe
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B型化合物晶粒作为主相、并含有重稀土元素RH(包括Dy、Tb中的至少一种)的R
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Fe
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B系稀土类烧结磁体，在除去上述R
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T
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B系稀土类烧结磁体的表层之前，在R
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T
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B系稀土类烧结磁体的表层没有稀土元素R的浓缩层。该专利文献仍然使用重稀土元素。
[0010]CN107369512A公开了一种R
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T
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B类烧结永磁体，制备过程中控制杂质元素含量；磁体的微观结构包括R2T
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B主相、晶界相和三角区1。这种磁体结构可以提高矫顽力，但该专利文献对制备过程要求较高。

技术实现思路

[0011]有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种磁粉，该磁粉可以用于形成稀土类烧结永磁体，且该稀土类烧结永磁体具有较高的剩磁和矫顽力。
[0012]本专利技术的另一个目的在于提供上述磁粉的形成方法。
[0013]本专利技术的再一个目的在于提供一种稀土类烧结永磁体，其可以减少重稀土元素RH的使用量，甚至不使用重稀土元素RH，即可保持较高的剩磁，并同时提高矫顽力。
[0014]本专利技术的又一个目的在于提供一种稀土类烧结永磁体的制备方法。
[0015]本专利技术采用如下技术方案实现上述目的。
[0016]本专利技术提供一种磁粉，由合金粗粉和液态金属合金形成；以合金粗粉为基准，液态金属合金含量为0.02～1wt％；
[0017]合金粗粉包括R、T、B和M1；
[0018]R选自至少一种稀土元素，且必须含有Nd；
[0019]T选自Fe和Co中的至少一种元素，且必须含有Fe；
[0020]B为硼；
[0021]M1选自Ti、Cu、Al、Bi、Zr和Nb中的至少一种元素；
[0022]液态金属合金含M2，M2选自Ga、In、Sn和Zn中的至少一种元素，且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁粉，其特征在于，由合金粗粉和液态金属合金形成；以合金粗粉为基准，液态金属合金含量为0.02～1wt％；合金粗粉包括R、T、B和M1；R选自至少一种稀土元素，且必须含有Nd；T选自Fe和Co中的至少一种元素，且必须含有Fe；B为硼；M1选自Ti、Cu、Al、Bi、Zr和Nb中的至少一种元素；液态金属合金含M2，M2选自Ga、In、Sn和Zn中的至少一种元素，且必须含有Ga；Ga为液态金属合金总量的50wt％以上。2.根据权利要求1所述的磁粉，其特征在于，液态金属合金还含有Ga2O3，Ga2O3为液态金属合金总量的0.01～2wt％。3.根据权利要求1或2所述的磁粉的形成方法，其特征在于，包括如下步骤：将合金粗粉与液态金属合金混合，破碎，得到磁粉；其中，合金粗粉的平均粒度D50为40～400μm，磁粉的平均粒度D50为2～5μm。4.一种稀土类烧结永磁体，其为R
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B系永久磁体，并为以R2Fe
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B型化合物为主相的稀土类烧结永磁体，其特征在于，R选自至少一种稀土元素，且必须含有Nd；T选自Fe和Co中的至少一种元素，且必须含有Fe；B为硼；含有M，M由M1和M2组成，M1选自Ti、Cu、Al、Bi、Zr和Nb中的至少一种元素；M2选自Ga、In、Sn和Zn中的至少一种元素，且必须含有Ga；M2在R2T
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B化合物主相晶界部位的量占晶界部位元素总量的0.5～5wt％，且晶界部位的Ga占M2总量的40wt％以上。5.根据权利要求4所述的稀土类烧结永磁体，其特征在于，M2在R2T
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B化合物主相晶界部位的含量占晶界部位元素总量的0.7～3.5wt％，且晶界部位的Ga占M2总量的50wt％以上。6.根据权利要求5所述的稀土类烧结永磁体，其特征在于，T为Fe和Co；R不含Dy和Tb。7.一种稀土类烧结永磁体的制备方法，其特征在于，该稀土类烧结永磁体为R
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T
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴树杰，董义，张帅，刁树林，袁易，陈雅，袁文杰，
申请(专利权)人：包头天和磁材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：