一种低硼烧结钕铁硼磁材料及其制备方法技术

本申请涉及钕铁硼磁材料的技术领域，具体公开了一种低硼烧结钕铁硼磁材料及其制备方法。所述磁材料包括：镝铝钛辅助合金粉末0.2

【技术实现步骤摘要】
一种低硼烧结钕铁硼磁材料及其制备方法


[0001]本申请涉及钕铁硼磁材料的
，更具体地说，它涉及一种低硼烧结钕铁硼磁材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着风力发电、伺服电机、新能源汽车等领域的快速发展，高性能烧结钕铁硼磁体的需求迅猛增长。钕铁硼磁材料的显微组织主要是以下几个部分：1)、主相晶粒，即RE2M
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B相，其中RE为Pr、Nd、Dy、Tb、Gd、以及Ce等常用稀土元素，M为Fe或Co等元素；2)、大块三角晶界，即各种稀土化合物相，例如稀土金属合金相、RE
‑
O稀土氧化物相以及RE
‑
Fe
‑
M化合物相等；3)、晶界相，是介于两个主相晶粒之间的稀土化合物相；4)、富B相。其中B的添加使得RE2M
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B相可以稳定存在；稀土元素添加后，在钕铁硼磁材料中主要形成富稀土相，即存在于上述的大块三角晶界或者晶界相中，使得磁材料致密化，进而提高磁材料的矫顽力。
[0003]目前工业化水平比较成熟的是以烧结工艺制备钕铁硼磁材料；在该工艺中，常采用的方式是在原料中直接添加不同的稀土金属元素以提高钕铁硼磁材料的相关性能。例如，通过Cu或Ga的添加提高磁材料的矫顽力，但同时也会导致磁材料剩磁的下降；通过PrNd的添加也能够提高磁材料的矫顽力，但是同样的也会带来剩磁的下降。此外也有部分技术是通过添加辅助合金(例如辅助合金Pr
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Cu8Ti7)来实现磁材料矫顽力的提高，但是同时也会带来剩磁降低的问题。为了克服该问题，相关技术表明通过添加特殊的辅助合金能够同时改善磁材料的剩磁和矫顽力，例如，将Pr
65
Fe
30
Ga5以辅助合金的形式添加至低B系无重稀土烧结钕铁硼磁材料中，能够实现矫顽力和剩磁的共同增大。
[0004]无论是直接添加金属元素还是添加辅助合金，上述方式得到的磁材料的矫顽力普遍为18kOe左右，但是这和理论值70kOe还是有很大差异的。因此，提供一种更高矫顽力的磁材料是非常必要的。

技术实现思路

[0005]为了改善钕铁硼磁材料的矫顽力和剩磁，本申请提供一种低硼烧结钕铁硼磁材料及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种一种低硼烧结钕铁硼磁材料，采用如下的技术方案：一种低硼烧结钕铁硼磁材料，所述磁材料包括以下质量百分比的原料：镝铝钛辅助合金粉末0.2
‑
1.2％，镨锆镓辅助合金粉末0.2
‑
1.2％，余量的主合金粉末；所述主合金粉末包括以下质量百分比的原料：镨钕合金25
‑
32％，硼0.8
‑
0.9％，钴0.32
‑
0.64％，第一抗氧剂0.05
‑
0.15％，余量为铁；所述镝铝钛辅助合金粉末包括以下质量百分比的原料：铝15
‑
25％，钛2
‑
8％，第二抗氧剂0.1
‑
0.35％，余量为镝；所述镨锆镓辅助合金粉末包括以下质量百分比的原料：锆7
‑
13％，镓18
‑
27％，第三抗氧剂0.2
‑
1.35％，余量为镨。
[0007]通过采用上述技术方案，以上述配比的镝铝钛辅助合金粉末和以上述配比的镨锆镓辅助合金粉末相互作用于主合金粉末，以实现显著提高磁材料矫顽力和剩磁的目的。
[0008]无论是镝铝钛辅助合金粉末还是镨锆镓辅助合金粉末，在和主合金粉末混合并烧结后，镝铝钛辅助合金液和镨锆镓辅助合金液将在Nd2Fe
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B相晶粒周围形成连续均匀的富稀土相薄层，这将减弱近邻主相晶粒之间的磁耦合作用，从而实现提高矫顽力的作用。
[0009]在选用辅助合金制备磁材料时，本申请和传工艺的不同之处在于，首先本申请选用的是双辅助合金；其次本申请并不是直接将辅助合金和主合金熔炼混合后再制粉、烧结和时效处理，而是直接将两种辅助合金粉末和主合金粉末混合后烧结。以上方案的主要效果在于：直接添加稀土元素时，Pr、Dy、Tb等形成的RE2Fe
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B相的饱和磁化强度比Nd2Fe
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B相的饱和磁化强度低。当以辅助合金粉末和主合金粉末直接混合后烧结时，辅助合金中的稀土金属元素难以过多进入Nd2Fe
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B主相，从而减少了稀土金属元素对主合金饱和磁化强度的带来的不利影响，即保证了磁材料优异的磁特性(剩磁、最大磁积能等)。与此同时，辅助合金粉末因其微小粒径能够很好地和主合金粉末混合均匀，从而保证在烧结时形成的辅助合金液能够均匀地包覆在Nd2Fe
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B相晶粒周围，以发挥其减弱近邻主相晶粒之间磁耦合的作用，进而提高磁材料矫顽力。
[0010]进一步的，镝铝钛辅助合金粉末中含有较多的Dy，该金属元素本身具有优异的流动性，同时也不会影响主相合金的磁特性。其中的Al和Ti又容易和主合金粉末中的B反应生成合金化合物(TiB2沉淀等)，这将直接降低大块三角晶界中B的含量并促进三角晶界中Nd6(Fe,Co)
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相的形成，这将使得三角晶界中Fe含量降低，三角晶界由此成为Fe含量低的非磁性相，进而减少了磁材料的临近主相晶粒之间的磁耦合作用，从而提高磁材料矫顽力；同时三角晶界中Fe含量降低，更多的Fe存在于Nd2Fe
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B相，从而提高了磁材料的磁特性(剩磁、最大磁积能等)。本申请对镝铝钛辅助合金粉末的原料比例进行限定，在该比例下，充足的Dy发挥其浸润效果，使得Al、Ti能够均匀分布在主相合金周围；同时，保证充足的Al、Ti与B形成适量的化合物；这里的Al、Ti含量不宜过高，否则过多的TiB2等沉淀也将影响烧结后合金体系的性能，使得磁材料的剩磁、最大磁积能以及矫顽力降低。
[0011]镨锆镓辅助合金粉末中的Zr和Ga也是能够在富稀土相中和B形成沉淀物的稀土金属元素，同样具有降低三角晶界中B含量、促进三角晶界中Nd6(Fe,Co)
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相形成的作用，从而使得三角晶界成为Fe含量低的非磁性相，并减少临近主相晶粒之间的磁耦合作用，最终提高磁材料的矫顽力和磁性能。此外，Zr具有一定的浸润性，同时还具有抑制主相晶粒异常长大的效果，这也从另一方面降低了邻近主相晶粒间的磁耦合作用，进而实现提高磁材料矫顽力的效果。另外，Ga元素的添加能够形成具有反磁特性的Nd6(Fe,Ga)
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相，Nd6(Fe,Ga)
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相在三角晶界中起到钉扎作用，使得具有磁特性的Fe元素等更多进入主相Nd2Fe
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B相中，在提高磁材料矫顽力的同时也提高了磁材料的磁特性。
[0012]综上，镝铝钛辅助合金粉末所在的局部环境中，镝铝钛辅助合金和主合金有一定程度的相互浸润，其中的Al、Ti促使Nd6(Fe,Co)
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相生成；镨锆镓辅助合金所在的局部环境中，镨锆镓辅助合金和主合金也本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低硼烧结钕铁硼磁材料，其特征在于，所述磁材料包括以下质量百分比的原料：镝铝钛辅助合金粉末0.2
‑
1.2%，镨锆镓辅助合金粉末0.2
‑
1.2%，余量的主合金粉末；所述主合金粉末包括以下质量百分比的原料：镨钕合金25
‑
32%，硼0.8
‑
0.9%，钴0.32
‑
0.64%，第一抗氧剂0.05
‑
0.15%，余量为铁；所述镝铝钛辅助合金粉末包括以下质量百分比的原料：铝15
‑
25%，钛2
‑
8%，第二抗氧剂0.1
‑
0.35%，余量为镝；所述镨锆镓辅助合金粉末包括以下质量百分比的原料：锆7
‑
13%，镓18
‑
27%，第三抗氧剂0.2
‑
1.35%，余量为镨。2.根据权利要求1所述的低硼烧结钕铁硼磁材料，其特征在于，所述镝铝钛辅助合金粉末包括以下质量百分比的原料：铝18
‑
22%，钛4
‑
6%，第二抗氧剂0.25
‑
0.35%，余量为镝；所述镨锆镓辅助合金粉末包括以下质量百分比的原料：锆8
‑
12%，镓20
‑
24%，第三抗氧剂0.5
‑
1%，余量为镨。3.根据权利要求1所述的低硼烧结钕铁硼磁材料，其特征在于，所述主合金粉末的粒径为2.5
‑
4.5μm，所述镝铝钛辅助合金粉末的粒径为1
‑
2.5μm，所述镨锆镓辅助合金粉末的粒径为0.1
‑
1μm。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨照森，
申请(专利权)人：宁波恒盛磁业有限公司，
类型：发明
国别省市：