稀土永磁材料及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种稀土永磁体及其制造方法，特别是一种钕铁硼永磁材料及其制造方法。稀土永磁体包括速凝合金和晶界物，所述的晶界物为金属Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ中的一种或几种，所述的晶界混合物占总重量的０．３～２％。此晶界物无需熔炼，直接将纯金属或金属混合物氢破碎加气流磨制粉，然后与主相速凝合金粉混合、成型、烧结即可，磁体的性能比传统工艺同成分磁体有所改善。本发明专利技术省掉晶界物的熔炼工艺，直接制粉添加，节约了磁体的生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种稀土永磁体及其制造方法，特别是一种钕铁朋永磁材料及 其制造方法。
技术介绍
以往R-Fe-B系稀土永磁体主要采用单合金工艺，即R-Fe-B系合金的制备 —制粉—取向成型—烧结。单合金制得的磁体微观组织并不理想，通过改善磁 体的微观组织，可以使相同成分的磁体获得更高的性能或相同性能的磁体含有 更少的贵重元素。本专利技术涉及优化磁体配方、改善生产工艺从而达到提高磁性 能和节约稀土原材料的目的。在R-Fe-B磁体中对磁性能贡献最大的铁磁相是R2TMB相，该相被看作是主 相，另外还存在一种富R相。在高性能R-Fe-B磁体中，由于R2TwB相比例的增加 而使富R相的体积百分数相对减少。在许多情况下，增加R2TwB相百分数未必获 得高性能，因为富R相的局部不足没有解决，在NdFeB磁体中富R相起着重要作 用。(1) 富R相具有低熔点，因此它在磁体生产工艺的烧结步骤中变成液相。所 以富R相促使磁体的致密化，由此提高磁化强度。(2) 在烧结以及时效处理过程中，富R相可以修复R2TB相的晶格缺陷，这些 缺陷很容易成为反向磁畴的成核点，成核点的减少可以使矫顽力增加。(3) 由于富R相是非磁性的，所以富R相将主相相互隔开可以阻碍反向磁畴 的长大，这样可以使矫顽力增加。总之，当富R相的分散不足以覆盖主相的晶界时，在没有被覆盖的晶界上 矫顽力的局部减小，从而影响到整块磁体的磁性能。所以在富R相总量较低时如何解决富R相不足问题是制备高性能R-Fe-B磁体的关键问题。为了改善磁体的微观结构及磁性能，人们采用了双合金混合法来生产 R-Fe-B磁体，目前已经取得了很大的成功。本专利技术是在此基础上采用了主相合 金与晶界物的混合来制备R-Fe-B磁体，晶界物为纯金属或金属混合物，不需要 熔炼。与单合金工艺相比，此制备方法的优点是改善磁体结构，提高磁体性能， 而且达到了节约稀土元素的目的。与双合金工艺相比，此工艺简化了磁体的制 备工序，同时在改善磁体结构、提高磁体性能和节约稀土元素等方面也有所改善。
技术实现思路
本专利技术主要是采用主相速凝合金加晶界物的工艺制备稀土永磁体，解决了 上述技术问题，本专利技术的技术方案具体为一种稀土永磁材料，包括速凝合金和晶界物，所述的晶界物为金属Nd、 Pr、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Al、 Cu、 Sn、 Zn中的一种或几种，所述的晶界 混合物占总重量的0.3 2%。此晶界物无需熔炼，直接将纯金属或金属混合物 氢破碎加气流磨制粉，然后与主相速凝合金粉混合、成型、烧结即可，磁体的 性能比传统工艺同成分磁体有所改善。本专利技术的优点在于省掉晶界物的熔炼 工艺，直接制粉添加，节约了磁体的生产成本；可通过调节晶界物的添加比例 来实现多种牌号磁体的生产，方便快捷，縮短了生产周期；对磁体的综合磁性 能也有所改善；晶界物中可以少加或不加稀土元素，节约了稀有资源，降低成 本。作为优选，所述的速凝合金为(Nd卜x-yDyxTby) aFe1(K)-a-b.eMbBc, M为Nb、 V、 Mo、 W、 Cr、 Al、 Ti、 Zr、 Cu、 Ga中的一种或几种，组分比满足0《X《0.3原子 %、 0《y《0.1原子X、 12《a《15原子X、 0《b《3原子X、 5《1 《7原子％。本专利技术还提供了上述永磁材料的制备方法一种稀土永磁材料的制造方法，包括以下步骤A、 制备速凝合金；B、 采用氢破碎和气流磨对速凝合金和晶界物分别制粉，速凝合金平均粒 度3 5um，晶界物平均粒度为2 4wm;C、 按比例将速凝合金和晶界物混合均匀，晶界物占总重的0.3 2%;D、 在氧含量低于1原子％的环境中，将混合混合粉末在磁场中取向成型 并进行冷等静压；E、 将成型的磁粉芯在1030。C 110(TC烧结1 5小时，然后在750。C 950 。C下一次退火3 10小时，在400。C 68(TC下二次退火3 10小时。当然上述合金为组成为(Nd卜x-yDyxTby) aFe跳a.b.eMbBc的合金，M为Nb、 V、 Mo、 W、 Cr、 Al、 Ti、 Zr、 Cu、 Ga中的一种或几种，组分比满足0《x《0.3原子X、 0《y《0.1原子X、 12《a《15原子X、 0《b《3原子X、 5《b《7原子X。上述晶界物的成分为金属Nd、 Pr、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Al、 Cu、 Sn、 Zn中的一种或几种。由于主相合金(Ndn-yDyxTby) Jewb.eMbBe的成分设计很接近化学计算 的R2Fe^B成分，包晶反应时容易有a-Fe形成。合金中的a-Fe会导致生产中制 粉效率的下降和磁体性能下降。速凝工艺是通过提高凝固速度而使合金快速冷 却到包晶反应温度下抑制了 a -Fe的析出。众所周知，Dy2FewB和Tb2FewB比Nd 2F^B具有更高的各向异性场和更低 的饱和磁极化强度，采用Dy、 Tb部分取代Nd可以有效提高磁体的Hcj但同时降 低了磁体的Br。 Dy、 Tb的添加与否以及添加量是根据磁性能要求和原材料价格 决定的， 一般来说，Dy的添加量不超过稀土总量30% (原子百分比)，Tb的添 加量不超过稀土总量10% (原子百分比)。在传统工艺生产的磁体中，都不可避免的存在大量晶格缺陷及晶界富钕相局部不足现象，晶格缺陷将成为反向磁畴的形核点，富钕相的局部不足将使反 向磁畴迅速长大，从而降低了磁体的矫顽力。晶界物的添加可以将主相隔开， 弥补富钕相的局部不足，阻碍反向磁畴的长大，从而提高磁体的矫顽力。当晶 界物中含有金属钕时，金属钕还可以起到对晶格缺陷的修复作用，减少了反向 磁畴的形核中心，也一定程度上提高了磁体的矫顽力。为了使晶界物在磁体中尽可能均匀分布，所以要将晶界物磨的很细，但粉 末越细就越容易团聚和氧化，这对磁性能是不利的。通过实验发现，当采用氢破碎工艺时，晶界物的平均粒度在2 4um时磁体的综合性能比较好。氢破碎 工艺残留在金属钕粉中的氢对钕粉可以起到了很好的防氧化作用，所以未发现 平均粒度为2um的晶界物粉末有明显氧化现象。相信随着防氧化措施的改进 钕粉可以磨的更细，磁体性能会更好。二级时效是人们常用的烧结钕铁硼磁体的时效处理方法，可以去除晶界外 延层以及烧结应力。对于添加晶界物的磁体，晶界物的扩散以及修复晶格缺陷 的过程需要更长的时间。实践证明，二级时效分别需要3小时或更长的时间， 否则，晶界物无法起到理想的作用。分别采用本专利技术工艺、单合金工艺和双合金工艺制备相同成分的Nd-Fe-B 磁体，性能列表见表l。表l不同工艺、相同成分磁体性能对比<table>table see original document page 6</column></row><table>注单合金工艺采用速凝工艺制备一种成分的合金片一氢破碎+气流磨制粉 —取向成型一烧结。双合金工艺采用速凝工艺制备两种成分的合金片一将两种合金片按一定 比例混合一氢破碎+气流磨制粉一取向成型一烧结。本专利技术工艺采用速凝工艺制备一种成分的合金片一采用氢破碎+气流磨 工艺对合金片和晶界物分别制粉一将磁粉与晶界物粉末按一定比例混合一取向 成型一烧结。具体实施方式下面通过具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土永磁材料，包括速凝合金和晶界物，所述的晶界物为金属Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ中的一种或几种，所述的晶界物占总重量的０．３～２％，所述的晶界物是单质金属粉或者金属粉的混合物。

【技术特征摘要】
1、一种稀土永磁材料，包括速凝合金和晶界物，所述的晶界物为金属Nd、Pr、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Al、Cu、Sn、Zn中的一种或几种，所述的晶界物占总重量的0.3～2％，所述的晶界物是单质金属粉或者金属粉的混合物。2、 根据权利要求1所述的稀土永磁材料，其特征在于所述的速凝合金为: (Nd卜x-yDyxTby) aFe100+b《MbBc ， M为Nb、 V、 Mo、 W、 Cr、 Al、 Ti、 Zr、 Cu、 Ga中的一种或几种，组分比满足0《x《0.3原子X、 0《y《0.1原子X、 12《a《15 原子％、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝忠彬，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]