【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及稀土永磁材料，具体涉及一种新型高矫顽力稀土永磁材料re2fe14(c,b)及其制备方法，具体地说是通过改善熔炼方式、快淬工艺和热处理相结合的方法来提高re-fe-(c,b)稀土永磁材料中re2fe14(c,b)相的稳定性，以提高磁性能。
技术介绍
1、ndfeb永磁材料磁性能优异，是现代电子信息、能源、医疗、航空航天等产业不可或缺的基础性材料。尤其是随着永磁电机等高温应用的增长，对于ndfeb永磁体的矫顽力要求越来越高。但是由于ndfeb磁晶各向异性场较低，需要添加dy、tb等重稀土才能获得高矫顽力，提升了磁体的原料成本，同时也造成了稀土资源的不平衡利用。
2、re2fe14c与re2fe14b体系具有相同的晶体结构，但是磁晶各向异性能显著高于re2fe14b，尤其是轻稀土体系。这使得可能在不添加重稀土的情况下获得高矫顽力磁体，从而大幅降低原料成本，并有利于资源平衡利用。但是，re2fe14c相的稳定性较差，需要在特定温度窗口通过缓慢的固态反应形成，尤其是对于la、ce和pr等轻稀土元素，很难获得单相。这成为制约re2fe14c应用开发的重要瓶颈。因此需要设计新的成分和制备工艺以加速re2fe14c的固相转变过程，从而获得较高的磁性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种新型高矫顽力稀土永磁材料re2fe14(c,b)的制备方法，本专利技术提供的re2fe14(c,b)材料或采用本专利技术方法制备得到的re2fe14(c,b)材料具有较高的相稳
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供一种提高re2fe14(c,b)相稳定性和磁性能的制备方案，采用中频真空感应熔炼，并配合快淬、短时间退火工艺获得具有高矫顽力的re2 fe14(c,b)稀土合金永磁材料，其特征为具有以下化学组成：
4、rexfeyczb6-z(式1)；re为稀土元素la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu中的一种或者几种，12≤x≤17；70≤y≤80；0.2≤z≤5。
5、本专利技术提供了上述方案所述新型高矫顽力稀土永磁材料re2fe14(c,b)的制备方法，包括以下步骤：
6、(1)按照式1所示通式称取各组分进行配料，将准备好的原料采用机械方法去除表面氧化物，其中re的用量在根据式1计算得到的理论re的基础上增加1～5％；所述fe、c、b的质量对应式1中的理论质量；
7、(2)将称好的原料进行熔炼，得到板锭；
8、(3)将所述板锭破碎，进行熔体快淬，得到快淬带；
9、(4)将快淬带在氩气保护下进行退火和淬火，得到re2 fe14(c,b)型稀土永磁材料；
10、机械方法如用手持电动打磨抛光机或用砂纸磨去除表面的氧化物。
11、优选的，步骤(2)所述熔炼采用能够有效防止合金氧化的中频真空感应熔炼炉和水冷铜模浇注技术来制备铸态板锭。
12、优选的，步骤(3)所述熔体快淬在熔体快淬炉中进行，将破碎后的板锭装入熔体快淬炉的石英管内，通入氩气后利用炉内的喷铸装置，将熔化得到的合金熔液喷射到转动的铜辊上，得到快淬带；快淬过程中，铜辊转速为10～40m/s、石英管底端喷嘴直径为0.5～2mm、石英管底部距铜辊1～5mm。
13、优选的，所述退火在有氩气保护的半开放环境中进行。
14、优选的，所述退火过程：将通气管置于一端封闭、一端开口的石英管中，并以1～10l/min的速度通入氩气，将其两者一块置于马弗炉中；并将步骤(3)得到的快淬带放入由钽箔制成的半开口圆筒内，先通气10～15min，再将装入快淬带的钽片圆筒放在石英管口预吹10～15min氩气，之后将装有快淬带的钽片圆筒用细铁棍推到石英管中在炉心位置进行退火。
15、优选的，所述退火的温度为500～1200℃，时间为0.01～3h。
16、优选的，所述淬火的方式为冰水淬火。
17、本专利技术提供了一种re2fe14(c,b)型稀土永磁材料，具有式1所示按原子百分比组成的物质组成：rexfeyczb6-z(式1)；本专利技术用b原子部分替代re-fe-c中的c原子，所形成的re2fe14(c,b)相具有较高的稳定性，并抑制了杂相的生成，提高了硬磁相re2 fe14(c,b)的相对含量，进而提升了re2 fe14(c,b)永磁材料的磁性能。
18、本专利技术提供了一种新型高矫顽力稀土永磁材料re2fe14(c,b)及其制备方法，包括以下步骤：将re、fe、c和b的混合料进行真空感应熔炼，利用水冷铜模浇注得到铸态板锭；将所述板锭破碎后进行熔体快淬得到非晶或纳米晶快淬带；选取部分快淬带在无真空马弗炉中进行退火并淬火，得到re-fe-(c,b)型稀土永磁材料；所述fe、c的质量对应式1中的理论质量，所述re的质量在根据式1计算得到的理论re质量基础上分别增加1～5％，用来弥补熔炼过程中稀土挥发的损失。本专利技术通过采用真空感应熔炼的方式能够保证熔炼过程中成分的均匀性，并能够有效提高re-fe-(c,b)相稳定性，提高了硬磁相re2 fe14(c,b)的相对含量，降低其形成的能垒并抑制其分解；通过熔体快淬得到晶粒细小，成分更加均匀的纳米晶和非晶组织，可以消除α-fe相，使得退火过程中原子扩散的能垒降低，加速了固相反应的速度；通过退火工艺，晶粒均匀长大，提高re2 fe14(c,b)相的稳定性，有利于获得更高的矫顽力；淬火过程保证了re2 fe14(c,b)相在冷却过程不会发生分解。
19、本专利技术相对于其他已有技术的主要优势为：真空感应熔炼、熔体快淬和热处理相结合的方式有利于保证成分的均匀，有利于扩展re2 fe14(c,b)相的稳定区间。本专利技术制备的re-fe-(c,b)稀土永磁材料的矫顽力高达24.81koe，说明本专利技术的方法能够提高永磁材料的磁性能。
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1.一种高矫顽力稀土永磁材料RE2Fe14(C,B)，其特征在于，化学通式为RExFeyCzB6-z，RE为稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或者几种，12≤x≤17；70≤y≤80；0.2≤z≤5。
2.权利要求1所述的高矫顽力稀土永磁材料RE2Fe14(C,B)的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，机械方法如用手持电动打磨抛光机或用砂纸磨去除表面的氧化物。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述熔炼采用能够有效防止合金氧化的中频真空感应熔炼炉和水冷铜模浇注技术来制备铸态板锭。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述熔体快淬在熔体快淬炉中进行，将破碎后的板锭装入熔体快淬炉的石英管内，通入氩气后利用炉内的喷铸装置，将熔化得到的合金熔液喷射到转动的铜辊上，得到快淬带；快淬过程中，铜辊转速为10～40m/s、石英管底端喷嘴直径为0.5～2mm、石英管底部距铜辊1～5mm。>
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述退火在有氩气保护的半开放环境中进行。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述退火过程：将通气管置于一端封闭、一端开口的石英管中，并以1～10L/min的速度通入氩气，将其两者一块置于马弗炉中；并将步骤(3)得到的快淬带放入由钽箔制成的半开口圆筒内，先通气10～15min，再将装入快淬带的钽片圆筒放在石英管口预吹10～15min氩气，之后将装有快淬带的钽片圆筒用细铁棍推到石英管中在炉心位置进行退火。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为500～1200℃，时间为0.01～3h。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述淬火的方式为冰水淬火。
...【技术特征摘要】
1.一种高矫顽力稀土永磁材料re2fe14(c,b)，其特征在于，化学通式为rexfeyczb6-z，re为稀土元素la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu中的一种或者几种，12≤x≤17；70≤y≤80；0.2≤z≤5。
2.权利要求1所述的高矫顽力稀土永磁材料re2fe14(c,b)的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，机械方法如用手持电动打磨抛光机或用砂纸磨去除表面的氧化物。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述熔炼采用能够有效防止合金氧化的中频真空感应熔炼炉和水冷铜模浇注技术来制备铸态板锭。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述熔体快淬在熔体快淬炉中进行，将破碎后的板锭装入熔体快淬炉的石英管内，通入氩气后利用炉内的喷铸装置，将熔化得...
【专利技术属性】
技术研发人员：张红国，付恩锋，岳明，刘卫强，李玉卿，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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