CN107689279A - 一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法，属于稀土永磁材料制备领域。该方法对Nd‑Fe‑B合金和Dy‑Fe‑B合金的成分进行优化设计，适当降低Nd‑Fe‑B合金中Nd含量、提高Dy‑Fe‑B合金中Dy含量。由于Nd‑Fe‑B合金中Nd元素含量较低，在烧结过程中Nd元素的扩散程度减小，因而Dy‑Fe‑B合金中的Dy被Nd元素替代的几率降低，Dy‑Fe‑B相的高磁晶各向异性场得到保持，这样少量添加Dy‑Fe‑B合金粉末磁体矫顽力能显著提高。该方法还能降低稀土和Dy元素的用量，在提高磁性能的同时降低原材料的成本。

Description

一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法，属于稀土永磁材料制备领域。
背景技术：
稀土永磁体钕铁硼Nd-Fe-B具有高磁能积，广泛应用于交通、能源、计算机、通讯、机械、医疗、家电以及国防科技等领域，推动了相关产业的发展，是现代科学技术不可缺少的关键材料，其产量和用量已成为衡量国家综合国力和国民经济发展水平的重要标志之一。目前，我国已成为全世界最大的稀土钕铁硼永磁体生产基地，也是钕铁硼永磁体重要的应用市场。
钕铁硼永磁体虽然磁能积高，但矫顽力较低。为了进一步满足电动汽车、风力发电等领域的实际需求，需要进一步提高稀土钕铁硼永磁体的矫顽力。Dy2Fe14B合金的饱和磁化强度虽然低，但具有超高的磁晶各向异性场，磁体矫顽力高。因此通过在熔炼时将Nd元素和Dy混合制成(Nd,Dy)-Fe-B合金，磁体的矫顽力得到提高，但此方法磁体的剩磁会降低，要使矫顽力提高需要加入较多的Dy元素，磁体的生产成本也大大增加。
在混料时将Dy元素或Dy合金粉末加入到钕铁硼粉末中，磁体的矫顽力得到提高，但此方法磁体的剩磁会降低，而且矫顽力提高程度并不太显著。在退火过程中将Dy合金粉末通过涂覆等方法添加在磁体表面，Dy元素会从磁体表面扩散到内部；但采用该方法Dy元素从磁体表面到内部的扩散并不均匀，磁体矫顽力提高程度是有限的，而且因扩散深度的限制此方法只适用于生产小尺寸磁体，不适用于烧结钕铁硼磁体的大批量生产。
中国专利CN103219117A(申请公布号)采用双合金的方法将Nd-Fe-B和Dy-Fe-B合金混合，由于Dy-Fe-B相具有超高的磁晶各向异性场，磁体的矫顽力理论上能得到提高；但实际上在高温烧结时Nd元素会向Dy-Fe-B相中扩散取代Dy，从而会显著降低Dy-Fe-B相的磁晶各向异性场，磁体矫顽力提高程度并不很显著。中国专利CN103794322A(申请公布号)将高磁晶各向异性场主合金和低磁晶各向异性场主合金混合制备磁体，但该专利并无明确的方法控制两种合金之间元素的扩散，为提高磁体矫顽力需要混合添加一定量的晶间添加相，这会增加重稀土Dy元素的添加量，使磁体剩磁降低，同时还不利于降低磁体的生产成本。
发明内容：
本发明需要解决的问题在于克服Nd-Fe-B合金中稀土元素Nd扩散造成Dy-Fe-B合金中Dy被取代的不足，提供一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法。它适度降低Nd-Fe-B合金中稀土Nd元素的含量，提高Dy-Fe-B合金中稀土Dy元素含量。由于Nd-Fe-B合金中稀土含量低，接近RE2Fe14B相的正分含量，因此结构很稳定，在高温烧结时Nd元素向晶间液相扩散的可能性降低，难以向Dy-Fe-B合金中扩散替代Dy，因而Dy-Fe-B相具有的超高磁晶各向异性场得到保持。同时由于Dy-Fe-B合金中稀土元素含量相对较高，Dy元素会向晶间液相扩散，也可取代Nd-Fe-B相晶粒边界Nd元素，提高Nd-Fe-B相晶粒边界的磁晶各向异性场。综合上面两种因素，Dy-Fe-B相高磁晶各向异性场得到保持，Nd-Fe-B相晶粒表层磁晶各向异性场得到提高，磁体矫顽力可显著增强。
为实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：
1)将Nd-Fe-B合金粉末和Dy-Fe-B合金粉末混合制备永磁材料，Nd-Fe-B合金化学式按原子百分比为RE’a1Fe100-a1-b-cBbMc，Dy-Fe-B合金化学式按原子百分比为RE”a2Fe100-a2-b- cBbMc，其中10.5≤a1≤13，15≤a2≤20，5≤b≤9，0≤c≤10，而且a2-a1≥3。
2)上述化学式中RE’和RE”均选自稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc中的一种或几种，其中，RE’应至少包含Pr或Nd，RE”应至少包含Dy；上述化学式中M为添加元素，为Co、Ni、Cu、Zn、Al、Ga、Nb、Mo、Ti、Zr、V、Cr、Mn、C、Si、P、S、Ge、Se、Sn、Ta、Pb中的一种或几种。
3)合金RE’a1Fe100-a1-b-cBbMc中稀土元素RE’以Nd或Pr为稀土的主要成分，Nd或Pr总重量大于RE’a1Fe100-a1-b-cBbMc合金中稀土总重量的70％，而且合金主相为RE’2Fe14B结构；合金RE”a2Fe100-a2-b-cBbMc中稀土元素RE”以Dy为稀土的主要成分，Dy总重量大于RE”a2Fe100-a2-b- cBbMc合金中稀土总重量的50％，而且合金主相为RE”2Fe14B结构。
4)将Nd-Fe-B合金粉末和Dy-Fe-B合金粉末按一定比例混合，其中Nd-Fe-B合金粉末不低于混合后粉末总重量的70wt％，Dy-Fe-B合金粉末不超过混合后粉末总重量的30wt％。
5)将Nd-Fe-B合金粉末和Dy-Fe-B合金粉末混合时，还可加入其它合金或金属粉末，但其它合金或金属粉末的加入量不高于混合后粉末总重量的30wt％。其它合金或金属粉末，包含稀土元素RE、Fe、B、M的一种或几种；RE选自稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc的一种或几种；M为Co、Ni、Cu、Zn、Al、Ga、Nb、Mo、Ti、Zr、V、Cr、Mn、C、Si、P、S、Ge、Se、Sn、Ta、Pb中的一种或几种；粉末可通过熔炼、氢破碎、然后气流磨或球磨方法获得。
本发明同时提供了一种所述的Nd-Fe-B合金粉末和Dy-Fe-B合金粉末混合制备烧结钕铁硼复合磁体的制备方法：
按照成分设计要求对原料进行称重配料，配制至少两种合金，即稀土含量较低的Nd-Fe-B合金和具有超高磁晶各向异性场的Dy-Fe-B合金，其中稀土元素按过量5wt％配料，以补充后续工艺稀土元素的挥发。将配好的原料放入中频感应速凝炉坩埚内，抽真空后充入高纯氩气，然后送电加热，待熔融为液体时将熔融液浇注到线速度为1～3m/s的水冷铜辊上，获得平均厚度为0.1～2.0mm的速凝薄带；也可在真空条件下采用感应加热的方式使原料熔化为液体，并保证合金成分均匀，然后冷却为合金铸锭。将制得的速凝带或合金放入氢破碎炉中破碎，得到初破碎粉末；随后将氢破碎的粉末加高压氮气进行气流磨，也可在保护气氛下在氢破碎的粉末中加入少量防氧化剂预防粉末的氧化和团聚，防氧化剂和氢破碎粉末的比例为2～6ml/kg，通过气流磨将合金粉末制备成平均粒度1～6μm的磁粉；其中Dy-Fe-B合金粉末可进一步通过球磨使粉末颗粒平均尺寸降到3.5μm以下。按照组分设计要求，将获得的合金粉末按一定的比例混合均匀，其中必须包括Nd-Fe-B合金粉末和Dy-Fe-B合金粉末；Nd-Fe-B合金粉末不低于混合后粉末总重量的70wt％；Dy-Fe-B合金粉末含量不高于混合后粉末总重量的30wt％；加入的其它合金或金属粉末不高于混合后粉末总重量的30wt％。也可按成分要求将获得的速凝带和铸锭氢破碎后直接混合，然后再进行气流磨，气流磨时可在保护气氛下加入少量防氧化剂预防粉末的氧化和团聚，防氧化剂和氢破碎粉末的比例为2～6ml/kg，通过气流磨将混合后的合金粉末制备成平均粒度1～6μm的磁粉。将混合均匀的粉末在1～3T的磁场中取向压制成型，在冷等静压机中制成密度为3～5g/cm3的毛坯，提高毛坯的密度和强度。将毛坯放入烧结炉中，将炉内抽至高真空然后充入氩气，然后将温度升到990～1100℃进行烧结，保温1～6小时后降温至常温获得烧结磁体。可将获得的烧结磁体分别在700～980℃和400～700℃热处理1～4小时。
本发明Nd-Fe-B合金中的Nd等稀土元素含量低；Dy-Fe-B合金中稀土元素Dy的含量高，并且提供超高磁晶各向异性场。在烧结退火过程中稀土元素主要从稀土含量高的合金相向含量低的合金相中扩散，稀土含量低的Nd-Fe-B相中Nd元素向Dy-Fe-B相中扩散替代Dy减弱，Dy-Fe-B相超高的磁晶各向异性场得到保持，磁体能保持高的矫顽力。
本发明具有超高磁晶各向异性场的Dy-Fe-B合金中稀土元素Dy含量高，在烧结退火过程中Dy元素向晶间扩散更显著，进一步向稀土含量低的Nd-Fe-B相晶粒表层扩散，提高Nd-Fe-B合金相晶粒表层的磁晶各向异性场，这样也能促使磁体的矫顽力得到提高。
本发明以Nd-Fe-B合金为主相，主相的稀土含量低，因此磁体总的稀土含量比较低，Fe的含量大，磁体的饱和磁化强度高，剩磁高，可以获得良好的综合磁性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)本发明Nd-Fe-B合金相中稀土Nd等元素的扩散减弱，Nd元素替代Dy-Fe-B相中的Dy元素被抑制，Dy-Fe-B相具有的超高磁晶各向异性场得到保持，磁体因而具有更高的矫顽力。
2)本发明Nd-Fe-B合金相中稀土Nd等元素的扩散被抑制，只需要添加少量Dy-Fe-B粉末磁体矫顽力就能显著提高，因而Nd-Fe-B合金粉末占混合后粉末的量可以增加，价格高的Dy元素用量减少，磁体的原材料成本更低。
3)本发明Nd-Fe-B合金的稀土含量低，磁体中总的稀土含量较小，磁体饱和磁化强度较高，剩磁相对较高，磁体性价比高。
具体实施方式：
实施例1
低稀土含量的Nd-Fe-B合金化学式按原子百分比为Nd12.5Fe81.5B6。按化学式要求将稀土Nd金属、Fe金属、Fe-B合金称重配料，然后放入真空中频冶炼炉，通过感应熔炼成Nd12.5Fe81.5B6合金铸锭。将铸锭在1100℃进行均匀化热处理2小时，保证合金成分更加均匀，随后置于氢破碎炉中进行氢破碎，然后使用气流磨磨成平均粒度为3.5μm的Nd12.5Fe81.5B6合金粉末。
高稀土含量的Dy-Fe-B合金化学式按原子百分比为Dy17Fe75B8。按化学式要求将稀土Dy金属、Fe金属、Fe-B合金称重配料，然后放入真空中频冶炼炉，通过感应熔炼成Dy17Fe75B8合金铸锭。将铸锭在1100℃进行均匀化热处理2小时，保证合金成分更加均匀，随后置于氢破碎炉中进行氢破碎，然后采用球磨将合金磨成较细的Dy17Fe75B8合金粉末。
将9克Nd12.5Fe81.5B6合金粉末和1克Dy17Fe75B8合金粉末混合均匀，然后将混合粉体在磁场中压制成型，再进行等静压成毛坯。将毛坯放入烧结炉中进行烧结，其中，烧结温度为1040℃，保温2小时，冷却至室温后，然后分别在900℃和550℃热处理2小时。
采用NIM-200C永磁测量装置测量磁体的磁性能，磁体矫顽力为21.63kOe。
作为对比例1，将10克Nd12.5Fe81.5B6合金粉末在磁场中压制成型，再进行等静压成毛坯。按上述烧结、退火工艺制成磁体，采用NIM-200C永磁测量装置测量磁体矫顽力为磁体矫顽力为9.57kOe。从中可以看出，通过将低稀土含量的Nd-Fe-B合金粉末和高稀土含量的Dy-Fe-B合金粉末混合，即9克Nd12.5Fe81.5B6合金粉末和1克Dy17Fe75B8合金粉末混合制备的磁体，矫顽力增强显著，从9.57kOe增加至21.63kOe，增加了1.26倍。
实施例2
低稀土含量的Nd-Fe-B合金化学式按原子百分比为Nd11.7Fe82.3B6。按化学式要求将稀土Nd金属、Fe金属、Fe-B合金称重配料，然后放入真空中频冶炼炉，通过感应熔炼成Nd11.7Fe82.3B6合金铸锭。将铸锭在1100℃进行均匀化热处理2小时，保证合金成分更加均匀，随后置于氢破碎炉中进行氢破碎，然后使用气流磨磨成平均粒度为3.5μm的Nd11.7Fe82.3B6合金粉末。
高稀土含量的Dy-Fe-B合金化学式按原子百分比为Dy17Fe75B8。按化学式要求将稀土Dy金属、Fe金属、Fe-B合金称重配料，然后放入真空中频冶炼炉，通过感应熔炼成Dy17Fe75B8合金铸锭。将铸锭在1100℃进行均匀化热处理2小时，保证合金成分更加均匀，随后置于氢破碎炉中进行氢破碎，然后采用球磨将合金磨成较细的Dy17Fe75B8合金粉末。
将9克Nd11.7Fe82.3B6合金粉末和1克Dy17Fe75B8合金粉末混合均匀，然后将混合粉体在磁场中压制成型，再进行等静压成毛坯。将毛坯放入烧结炉中进行烧结，其中，烧结温度为1050℃，保温2小时，冷却至室温后，然后分别在900℃和550℃热处理2小时。
采用NIM-200C永磁测量装置测量磁体的磁性能，磁体矫顽力为21.14kOe。
作为对比例2，将10克Nd11.7Fe82.3B6合金粉末在磁场中压制成型，再进行等静压成毛坯。按上述烧结、退火工艺制成磁体，采用NIM-200C永磁测量装置测量磁体矫顽力为磁体矫顽力为9.06kOe。从中可以看出，通过将低稀土含量的Nd-Fe-B合金粉末和高稀土含量的Dy-Fe-B合金粉末混合，即9克Nd11.7Fe82.3B6合金粉末和1克Dy17Fe75B8合金粉末混合制备的磁体，矫顽力增强显著，从9.06kOe增加至21.14kOe，增加了1.33倍。
实施例3
低稀土含量的Nd-Fe-B合金化学式按原子百分比为Nd11.5Fe82.5B6。按化学式要求将稀土Nd金属、Fe金属、Fe-B合金称重配料，然后放入真空中频冶炼炉，通过感应熔炼成Nd11.5Fe82.5B6合金铸锭。将铸锭在1100℃进行均匀化热处理2小时，保证合金成分更加均匀，随后置于氢破碎炉中进行氢破碎，然后使用气流磨磨成平均粒度为3.5μm的Nd11.5Fe82.5B6合金粉末。
高稀土含量的Dy-Fe-B合金化学式按原子百分比为Dy17Fe75B8。按化学式要求将稀土Dy金属、Fe金属、Fe-B合金称重配料，然后放入真空中频冶炼炉，通过感应熔炼成Dy17Fe75B8合金铸锭。将铸锭在1100℃进行均匀化热处理2小时，保证合金成分更加均匀，随后置于氢破碎炉中进行氢破碎，然后采用球磨将合金磨成较细的Dy17Fe75B8合金粉末。
将9克Nd11.5Fe82.5B6合金粉末和1克Dy17Fe75B8合金粉末混合均匀，然后将混合粉体在磁场中压制成型，再进行等静压成毛坯。将毛坯放入烧结炉中进行烧结，其中，烧结温度为1040℃，保温2小时，冷却至室温后，然后分别在900℃和550℃热处理2小时。
采用NIM-200C永磁测量装置测量磁体的磁性能，磁体矫顽力为21.02kOe。
作为对比例3，将10克Nd11.5Fe82.5B6合金粉末在磁场中压制成型，再进行等静压成毛坯。按上述烧结、退火工艺制成磁体，采用NIM-200C永磁测量装置测量磁体矫顽力为磁体矫顽力为7.61kOe。从中可以看出，通过将低稀土含量的Nd-Fe-B合金粉末和高稀土含量的Dy-Fe-B合金粉末混合，即9克Nd11.5Fe82.5B6合金粉末和1克Dy17Fe75B8合金粉末混合制备的磁体，矫顽力增强显著，从7.61kOe增加至21.02kOe，增加了1.76倍。
实施例1将9克Nd12.5Fe82.5B6合金粉末和1克Dy17Fe75B8合金粉末混合制备的磁体矫顽力为21.63kOe，实施例2将9克Nd11.7Fe82.3B6合金粉末和1克Dy17Fe75B8合金粉末混合制备的磁体矫顽力为21.14kOe，实施例3将9克Nd11.5Fe82.5B6合金粉末和1克Dy17Fe75B8合金粉末混合制备的磁体矫顽力为21.02kOe。可以看出，实施例3的磁体总稀土含量比实施例1和实施例2的磁体低，但这些磁体矫顽力基本相同，保持在21kOe的水平。这说明实施例3尽管磁体稀土总量较低，由于两种合金粉末的稀土含量差异更大，磁体也能获得高矫顽力。
实施例4
低稀土含量的Nd-Fe-B合金化学式按原子百分比为Nd12.5Fe81.5B6。按化学式要求将稀土Nd金属、Fe金属、Fe-B合金称重配料，然后放入真空中频冶炼炉，通过感应熔炼成Nd12.5Fe81.5B6合金铸锭。将铸锭在1100℃进行均匀化热处理2小时，保证合金成分更加均匀，随后置于氢破碎炉中进行氢破碎，然后使用气流磨磨成平均粒度为3.5μm的Nd12.5Fe81.5B6合金粉末。
高稀土含量的Dy-Fe-B合金化学式按原子百分比为Dy17Fe75B8。按化学式要求将稀土Dy金属、Fe金属、Fe-B合金称重配料，然后放入真空中频冶炼炉，通过感应熔炼成Dy17Fe75B8合金铸锭。将铸锭在1100℃进行均匀化热处理2小时，保证合金成分更加均匀，随后置于氢破碎炉中进行氢破碎，然后采用球磨将合金磨成较细的Dy17Fe75B8合金粉末。
将8.7克Nd12.5Fe81.5B6合金粉末和1.3克Dy17Fe75B8合金粉末混合均匀，然后将混合粉体在磁场中压制成型，再进行等静压成毛坯。将毛坯放入烧结炉中进行烧结，其中，烧结温度为1050℃，保温2小时，冷却至室温后，然后分别在900℃和550℃热处理2小时。
采用NIM-200C永磁测量装置测量磁体的磁性能，磁体矫顽力为23.53kOe。
作为对比例4，将8.4克Nd13Fe81B6合金粉末和1.6克Dy13Fe81B6合金粉末混合，然后将混合粉体在磁场中压制成型，再进行等静压成毛坯。按上述烧结、退火工艺制成磁体，采用NIM-200C永磁测量装置测量磁体矫顽力为磁体矫顽力为19.89kOe。实施例4和对比例4的磁体稀土总量、Nd元素含量、Dy元素含量均一致，但实施例4磁体矫顽力为23.53kOe，这比对比例4磁体的矫顽力19.89kOe要高。实施例4进一步说明通过将低稀土含量的Nd-Fe-B合金粉末和高稀土含量的Dy-Fe-B合金粉末混合，能明显提高磁体矫顽力。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法，其特征在于：将Nd-Fe-B合金粉末和Dy-Fe-B合金粉末混合制备烧结永磁材料，Nd-Fe-B合金化学式按原子百分比为RE’a1Fe100-a1-b-cBbMc，Dy-Fe-B合金化学式按原子百分比为RE”a2Fe100-a2-b-cBbMc，其中10.5≤a1≤13，15≤a2≤20，5≤b≤9，0≤c≤10，Nd-Fe-B合金中稀土原子百分含量远低于Dy-Fe-B合金中稀土原子百分含量；
RE’和RE”均选自稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc中的一种或几种，RE’应至少包含Pr或Nd，RE”应至少包含Dy；
元素M为添加元素，为Co、Ni、Cu、Zn、Al、Ga、Nb、Mo、Ti、Zr、V、Cr、Mn、C、Si、P、S、Ge、Se、Sn、Ta、Pb中的一种或几种。
2.如权利要求1所述一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法，其特征在于：a2-a1≥3。
3.如权利要求2所述一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法，其特征在于：合金RE’a1Fe100-a1-b-cBbMc稀土元素RE’以Nd和/或Pr为稀土的主要成分，Nd和/或Pr总重量大于RE’a1Fe100-a1-b-cBbMc合金中稀土总重量的70％，而且合金主相为RE’2Fe14B结构。
4.如权利要求2所述一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法，其特征在于：合金RE”a2Fe100-a2-b-cBbMc稀土元素RE”以Dy为稀土的主要成分，Dy总重量大于RE”a2Fe100-a2-b-cBbMc合金中稀土总重量的50％，而且合金主相为RE”2Fe14B结构。
5.如权利要求3或4所述一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法，其特征在于：将Nd-Fe-B合金粉末和Dy-Fe-B合金粉末按一定比例混合，其中Nd-Fe-B合金粉末不低于混合后粉末总重量的70wt％，Dy-Fe-B合金粉末不超过混合后粉末总重量的30wt％。
6.如权利要求5所述一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法，其特征在于：将Nd-Fe-B合金粉末和Dy-Fe-B合金粉末混合时，还可加入其它合金或金属粉末，但其它合金或金属粉末的加入量不高于混合后粉末总重量的30wt％。
7.如权利要求6所述一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法，其特征在于：所述其它合金或金属粉末包含RE、Fe、B、M的一种或几种，RE选自稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc的一种或几种，M为Co、Ni、Cu、Zn、Al、Ga、Nb、Mo、Ti、Zr、V、Cr、Mn、C、Si、P、S、Ge、Se、Sn、Ta、Pb中的一种或几种；粉末可通过熔炼，氢破碎，然后气流磨或球磨方法获得。
8.如权利要求7所述一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法，其特征在于：该方法包含如下工艺步骤：
步骤1：按照成分设计要求对原料进行称重配料，配制至少两种合金，其中必须包括Nd-Fe-B合金和Dy-Fe-B合金；Nd-Fe-B合金化学式按原子百分比为RE’a1Fe100-a1-b-cBbMc，Dy-Fe-B合金化学式按原子百分比为RE”a2Fe100-a2-b-cBbMc；a1、a2、b、c为原子百分比含量，10.5≤a1≤13，15≤a2≤20，5≤b≤9，0≤c≤10，a2-a1≥3；RE’和RE”均选自稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc中的一种或几种，RE’应至少包含Pr或Nd，RE”应至少包含Dy；合金RE’a1Fe100-a1-b-cBbMc中稀土元素RE’以Nd和/或Pr元素为稀土的主要成分，Nd和Pr总重量大于RE’a1Fe100-a1-b-cBbMc合金中稀土总重量的70％，而且合金主相为RE’2Fe14B结构；合金RE”a2Fe100-a2-b-cBbMc中稀土元素RE”以Dy元素为稀土的主要成分，Dy总重量大于RE”a2Fe100-a2-b-cBbMc合金中稀土总重量的50％，而且合金主相为RE”2Fe14B结构；M为Co、Ni、Cu、Zn、Al、Ga、Nb、Mo、Ti、Zr、V、Cr、Mn、C、Si、P、S、Ge、Se、Sn、Ta、Pb中的一种或几种，为合金中的添加元素；
步骤2：将步骤1配好的原料分别放入中频感应速凝炉坩埚内，抽真空后充入高纯氩气，然后通电加热，待熔融为液体时将熔融液浇注到线速度为1～3m/s的水冷铜辊上，获得平均厚度为0.1～2.0mm的速凝薄带；也可在真空条件下采用感应加热的方式使原料熔化为液体，并保证合金成分均匀，然后冷却为合金铸锭；
步骤3：将步骤2中制得的速凝带或合金铸锭放入氢破碎炉中破碎，得到初破碎粉末；随后将氢破碎的粉末加高压氮气进行气流磨，也可在保护气氛下在氢破碎的粉末中加入少量防氧化剂，预防粉末的氧化和团聚，防氧化剂和氢破碎粉末的比例为2～6ml/kg，通过气流磨将合金粉末制备成平均粒度1～6μm的磁粉；其中Dy-Fe-B合金粉末进一步通过球磨使粉末颗粒平均尺寸降到3.5μm以下；
步骤4：按照组分设计要求，将步骤3获得的合金粉末按一定的比例混合均匀，其中必须包括Nd-Fe-B合金粉末和Dy-Fe-B合金粉末，Nd-Fe-B合金粉末不低于混合后粉末总重量的70wt％，Dy-Fe-B合金粉末不超过混合后粉末总重量的30wt％；还可加入其它合金或金属粉末，但其它合金或金属粉末的加入量不高于混合后粉末总重量的30wt％；也可按此要求将步骤2获得的速凝带和铸锭氢破碎后直接混合，然后再进行气流磨，气流磨时可在保护气氛下加入少量防氧化剂，预防粉末的氧化和团聚，防氧化剂和氢破碎粉末的比例为2～6ml/kg，通过气流磨将混合后的合金粉末制备成平均粒度1～6μm的磁粉；
步骤5：将步骤4混合均匀的粉末在1～3T的磁场中取向压制成型，在冷等静压机中制成密度为3～5g/cm3的毛坯，提高毛坯的密度和强度；
步骤6：将毛坯放入烧结炉中，将炉内抽至高真空然后充入氩气，然后将温度升到990～1100℃进行烧结，保温1～6小时后降温至常温获得烧结磁体；
步骤7：将步骤6获得的烧结磁体分别在700～980℃和400～700℃热处理1～4小时。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109440182A (zh) * 2018-11-28 2019-03-08 北京工业大学 一种还原扩散法制造尺寸可调的单晶钕铁硼颗粒及氢破除钙的方法
CN111430091A (zh) * 2020-04-28 2020-07-17 宁德市星宇科技有限公司 高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN113539600A (zh) * 2021-07-12 2021-10-22 内蒙古科技大学 一种高磁能积和高矫顽力的含Dy稀土永磁体及制备方法
CN113724954A (zh) * 2021-08-27 2021-11-30 安徽吉华新材料有限公司 一种无重稀土的高矫顽力永磁体及其制备工艺
US20220148801A1 (en) * 2020-11-12 2022-05-12 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method for Manufacturing Rare Earth Sintered Magnet
WO2023001189A1 (zh) * 2021-07-20 2023-01-26 烟台正海磁性材料股份有限公司 一种高性能烧结钕铁硼磁体及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101615461A (zh) * 2009-05-14 2009-12-30 浙江大学 纳米Zn晶界改性的高耐蚀性烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN103794322A (zh) * 2014-01-18 2014-05-14 浙江大学 一种超高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN104505206A (zh) * 2014-12-04 2015-04-08 浙江大学 一种高矫顽力烧结钕铁硼的制备方法及产品
US20170140856A1 (en) * 2015-11-18 2017-05-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. R-(Fe, Co)-B Sintered Magnet and Making Method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101615461A (zh) * 2009-05-14 2009-12-30 浙江大学 纳米Zn晶界改性的高耐蚀性烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN103794322A (zh) * 2014-01-18 2014-05-14 浙江大学 一种超高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN104505206A (zh) * 2014-12-04 2015-04-08 浙江大学 一种高矫顽力烧结钕铁硼的制备方法及产品
US20170140856A1 (en) * 2015-11-18 2017-05-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. R-(Fe, Co)-B Sintered Magnet and Making Method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109440182A (zh) * 2018-11-28 2019-03-08 北京工业大学 一种还原扩散法制造尺寸可调的单晶钕铁硼颗粒及氢破除钙的方法
CN111430091A (zh) * 2020-04-28 2020-07-17 宁德市星宇科技有限公司 高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN111430091B (zh) * 2020-04-28 2023-05-05 宁德市星宇科技有限公司 高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法
US20220148801A1 (en) * 2020-11-12 2022-05-12 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method for Manufacturing Rare Earth Sintered Magnet
CN113539600A (zh) * 2021-07-12 2021-10-22 内蒙古科技大学 一种高磁能积和高矫顽力的含Dy稀土永磁体及制备方法
WO2023001189A1 (zh) * 2021-07-20 2023-01-26 烟台正海磁性材料股份有限公司 一种高性能烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN113724954A (zh) * 2021-08-27 2021-11-30 安徽吉华新材料有限公司 一种无重稀土的高矫顽力永磁体及其制备工艺
CN113724954B (zh) * 2021-08-27 2024-01-19 安徽吉华新材料有限公司 一种无重稀土的高矫顽力永磁体及其制备工艺

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