【技术实现步骤摘要】
本申请涉及磁性材料的，特别是涉及一种烧结铈铁硼及其制备方法。
技术介绍
1、稀土永磁材料自专利技术以来，一直凭借其优异的性能受到众多行业的青睐，在信息技术、航空航天、通讯设备和能源电机等领域均发挥了重大作用。在众多稀土永磁材料中，钐钴磁和钕铁硼是应用最为广泛的两种，其中钐钴磁具有很高的磁性能和良好的耐高温性，但其原料中的钐、钴较为稀少，成本颇高，限制了其进一步推广使用；而钕铁硼则具有同样优异的磁性能，是目前磁性最高的永磁材料，且相对于钐钴磁来说其具有更低的成本价格，因此具有更高的使用价值。
2、然而在实际使用过程中，人们发现钕铁硼在高温环境下使用时会出现磁性能大幅度降低的情况，这极大的限制了钕铁硼的应用，因此有技术人员提出采用其他的稀土元素部分代替钕(nd)，以此提升钕铁硼的耐高温能力，并且随着钕铁硼的需求量日益增大，也出现了钕元素供不应求的问题，所以人们将目光投向了另一种稀土元素——铈(ce)。将ce以一定比例掺入钕铁硼中，可得到一种新型永磁材料——铈铁硼，根据ce与nd的化学性质，铈铁硼不仅具有良好的磁性能，同时还具有比钕铁硼更为优异的力学性能、耐高温能力和更加稳定、低廉的成本价格。
3、但是，在制备铈铁硼的过程中，ce在磁体表面的扩散过程中会形成粗大晶粒，这部分粗大晶粒会降低铈铁硼的内禀矫顽力，使得铈铁硼在对于磁性能要求较高的领域(如无线充电、继电器以及传感器等)中的应用受到阻碍。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本申请提供一种烧结铈铁硼及其制
2、第一方面，本申请提供的一种烧结铈铁硼的制备方法包括以下步骤：将全部原料熔融共混，冷却，得到表达式为(nd,m)ace2-afe14b的合金铸锭，再将合金铸锭经过破碎，制粉，磁场成型，等静压，烧结，固熔，一级时效以及二级时效后得到产物，其中a＝1.06-1.38，m为gd、ti、zr中的一种或多种；将重量比为1:(0.8-1.0)的第一相合金和第二相合金在-0.1mpa～0.02mpa的真空度、1300-1350℃的温度下熔融共混，冷却，后处理后得到扩散源，其中所述第一相合金表达式为prxcu100-x，x＝68-72，所述第二相合金表达式为prytb10cu90-y，y＝58-62，随后将扩散源包覆于所述产物表面，在真空度为4.8×10-3-5.2×10-3pa、扩散温度为850-900℃的条件下扩散1.5-2h，随后在980-1080℃的温度下扩散3-6h，然后将体系降温至480-500℃，退火1.5-2.5h，最后冷却至室温，得到铈铁硼。
3、通过采用上述技术方案，本申请制得了由第一相合金和第二相合金熔融后得到的扩散源，又将扩散源均匀包覆于铈铁硼生坯外表面，在一定扩散温度、扩散时间下，扩散源能够发挥出晶界扩散效应，其中，pr、tb会在铈铁硼生坯的表面富集并形成富pr壳层以及富tb壳层，产生连续晶界相，改善了铈铁硼表面的磁晶各向异性场强度，可以抑制铈铁硼中主相晶粒的磁化反转，从而大大提高了铈铁硼的内禀矫顽力和剩磁，并且pr与tb之间能够充分发挥出协同效果，进一步增强铈铁硼表面的磁晶各向异性场强度；tb在磁体表面的富集还能够弥补粗大晶粒带来的对于磁性能的负面影响，进一步弥补了磁性能的缺失；cu则可以弥补加入pr与tb后的铈铁硼的力学强度的损失，故而本申请对铈铁硼生坯进行扩散热处理能够有效提升铈铁硼的磁性能，同时几乎不会对铈铁硼的力学强度造成影响。
4、并且，本申请在扩散热处理中采用了二次扩散法，在850-900℃的温度下，铈铁硼内部主要发生快速的晶界扩散现象，大大优化了铈铁硼的磁性能，随后本申请升高温度至980-1080℃后进行了二次扩散，使铈铁硼内部发生更显著的体扩散现象，原子或离子在晶粒内部的运动逐渐趋于均匀化，均匀排布的原子或离子能够进一步提升铈铁硼的磁性能。
5、优选的，所述后处理具体为：将冷却后的混合物进行切割，得到片状的扩散源。
6、通过采用上述技术方案，本申请将扩散源切割为片状，采用片状扩散源进行处理，相比于粉末扩散源处理或者涂层扩散处理，片状扩散源的晶界扩散在二维方向上更为显著，扩散的表面积与体积比更大，铈铁硼表面和晶界界面的相互作用更加显著，能够进一步增强铈铁硼表面的磁晶各向异性场强度；并且，虽然粉末材料具有更多的扩散路径，涂层扩散具有更快的扩散速度，但在铈铁硼中本身就存在能够促进扩散的ce，若是采用涂层扩散或粉末扩散源会出现过度扩散，导致合金颗粒间化学均匀性降低，进而降低了铈铁硼的力学强度，因此本申请在铈铁硼的晶界扩散中采用片状扩散源，能够兼顾提升力学性能和确保良好扩散两方面的效果。
7、优选的，所述一次扩散的时间为1.8h，所述二次扩散的时间为4h。
8、通过采用上述技术方案，本申请进一步控制了一次扩散和二次扩散的时间，从而进一步提升了铈铁硼的磁性能。
9、优选的，所述合金铸锭的表达式中，a＝1.25-1.35。
10、通过采用上述技术方案，本申请进一步控制了ce的加入量，进一步优化了铈铁硼的整体性能，由于ce能在一定程度上促进pr与tb在铈铁硼表面的富集，对扩散热处理的磁性能强化效果起到辅助作用，经实验数据证明，当a＝1.25-1.35时，铈铁硼的耐高温能力良好，成本价格低廉，能够有效对扩散热处理的磁性能强化效果起到有效的辅助作用，同时粗大晶粒数量少，能够有效优化磁性能，剩磁和内禀矫顽力较高。
11、优选的，将全部原料熔融共混后，以40-80℃/s的速率进行冷却，得到所述合金铸锭。
12、相比于nd，ce的化学性质较为活泼，很容易发生氧化反应，通过采用上述技术方案，本申请限定了冷却速率，该冷却速率远远大于自然冷却速率(平均2℃/min)，快速冷却能大大缩短合金铸锭中的ce在冷却过程中与氧气接触的时间，从而降低了ce发生氧化现象的可能性，也就减少了铈铁硼中被氧化分解的磁性相数量，以此确保了铈铁硼的内禀矫顽力几乎不受影响。
13、优选的，所述烧结分两次进行，具体为：将等静压后得到的物质在800-850℃的温度下保温1-1.5h，然后升温至1050-1100℃再次保温2-2.5h，随后进行固熔。
14、通过采用上述技术方案，本申请在烧结中采用二次烧结，能够使得铈铁硼毛坯中的有机物、颗粒表面吸附的气体及孔隙中存留的气体充分排出，提升了铈铁硼毛坯的纯度，从而优化了其力学性能；并且二次烧结能够进一步控制晶粒生长为更均匀、更细小的晶粒，显著降低了粗大晶粒的数量以及生长速度，也就提升了铈铁硼的剩磁和内禀矫顽力。
15、优选的，所述一级时效的时间为3-4h。
16、优选的，所述二级时效的时间为22-23h。
17、通过采用上述技术方案，本申请控制了一级时效、二级时效中的处理时间，在该处理时间范围内，铈铁硼内部完整状态的胞体数量较大，内部胞状结构的规则度和胞壁相的连续程度也较高，此时铈铁硼毛坯内发生大胞吞并小胞的现象发生的可能性较本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种烧结铈铁硼的制备方法，包括以下步骤：将全部原料熔融共混，冷却，得到表达式为(Nd,M)aCe2-aFe14B的合金铸锭，再将合金铸锭经过破碎，制粉，磁场成型，等静压，烧结，固熔，一级时效以及二级时效后得到产物，其中a=1.06-1.38，M为Gd、Ti、Zr中的一种或多种，其特征在于：所述产物还经过扩散处理，具体为：
2.根据权利要求1所述的一种烧结铈铁硼的制备方法，其特征在于：所述后处理具体为：将冷却后的混合物进行切割，得到片状的扩散源。
3.根据权利要求1所述的一种烧结铈铁硼的制备方法，其特征在于：所述一次扩散的时间为1.8h，所述二次扩散的时间为4h。
4.根据权利要求1所述的一种烧结铈铁硼的制备方法，其特征在于：所述合金铸锭的表达式中，a=1.25-1.35。
5.根据权利要求1所述的一种烧结铈铁硼的制备方法，其特征在于：将全部原料熔融共混后，以40-80℃/s的速率进行冷却，得到所述合金铸锭。
6.根据权利要求1所述的一种烧结铈铁硼的制备方法，其特征在于：所述烧结分两次进行，具体为：
7.根
8.根据权利要求7所述的一种烧结铈铁硼的制备方法，其特征在于：所述二级时效的时间为22-23h。
9.一种由权利要求1-8任一项所述的烧结铈铁硼的制备方法制得的铈铁硼。
...【技术特征摘要】
1.一种烧结铈铁硼的制备方法，包括以下步骤：将全部原料熔融共混，冷却，得到表达式为(nd,m)ace2-afe14b的合金铸锭，再将合金铸锭经过破碎，制粉，磁场成型，等静压，烧结，固熔，一级时效以及二级时效后得到产物，其中a=1.06-1.38，m为gd、ti、zr中的一种或多种，其特征在于：所述产物还经过扩散处理，具体为：
2.根据权利要求1所述的一种烧结铈铁硼的制备方法，其特征在于：所述后处理具体为：将冷却后的混合物进行切割，得到片状的扩散源。
3.根据权利要求1所述的一种烧结铈铁硼的制备方法，其特征在于：所述一次扩散的时间为1.8h，所述二次扩散的时间为4h。
4.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁永新，
申请(专利权)人：宁波金轮磁材技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。