CN118248422A - 一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料及其制备方法 - Google Patents
一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118248422A CN118248422A CN202211656577.9A CN202211656577A CN118248422A CN 118248422 A CN118248422 A CN 118248422A CN 202211656577 A CN202211656577 A CN 202211656577A CN 118248422 A CN118248422 A CN 118248422A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- low
- rare earth
- component
- temperature coefficient
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 51
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 194
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 194
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 53
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 49
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 36
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 34
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 25
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 24
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 19
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 19
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 10
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 22
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 21
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 21
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 14
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 7
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 7
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 description 7
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- KPLQYGBQNPPQGA-UHFFFAOYSA-N cobalt samarium Chemical compound [Co].[Sm] KPLQYGBQNPPQGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 229910000938 samarium–cobalt magnet Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明公开了一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料及其制备方法。本发明在高Co的钕铁硼磁体配方体系基础上，针对性地引入高Cu高Ga以及其他高熔点元素由于Co元素和Cu、高熔点元素会反应生成对应的二元相，消耗晶界中过多的Co元素，另外一部分Co元素会进入主相置换Fe元素进入晶界，与稀土元素Re和Ga、Cu元素反应生成Re‑Fe‑Ga/Cu三元相，以上二元、三元相降低了薄层晶界相中的Fe、Co元素，在保证磁体高剩磁温度系数的同时提高磁体Hcj。本发明在实现磁体高温低剩磁温度系数的同时，提高磁体Hcj，实现了高Co体系下添加极少量重稀土即可保持磁体Hcj不降低。
Description
技术领域
本发明涉及烧结钕铁硼永磁材料技术领域，尤其是涉及一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料及其制备方法。
背景技术
稀土永磁材料特别是烧结钕铁硼材料以其优异的磁性能而被广泛用于风力发电、新能源汽车、消费电子工业机器人等领域，对经济社会发展中起到重要作用。目前大部分烧结钕铁硼磁体由于使用温度要求高，对高温性能以及高温温度系数要求也高。近年来，部分钕铁硼下游电机客户提出高温下的剩磁温度系数≥-0.1％/℃，如工作温度为200℃下的剩磁温度系数≥-0.1％/℃。而提高剩磁温度系数比较常规的方法就是提高元素Co的比例，但Co元素引入过多会导致钕铁硼磁体的内禀矫顽力(Hcj)降低，且随着Co比例的增加，Hcj降低幅度急剧增大。现有技术中一般通过引入更多的重稀土元素弥补因为Co元素增加导致Hcj的降低，该方式为了保持磁体Hcj不降低，通常需要添加的Dy、Tb等重稀土元素重量比远远高于0.5％，会大大增加成本。
近年来，开发低温度系数要求的产品受到了广泛关注。例如，专利CN111370191A中采用高Co和添加Sm元素的方式提高剩磁温度系数，Co元素添加能部分进入主相形成居里温度更高的Re-(Fe/Co)-B主相，提高剩磁温度系数；且Sm会和Co元素生成居里温度更高的Sm-Co合金相。该方法主要是做钐钴合金，且专利中主要针对的是500℃下的矫顽力温度系数较好，但常温剩磁很低，无法实现并制备高剩磁钕铁硼产品。
专利CN111640549A采用添加重稀土元素以及利用高Co和Cu、Al等元素反应，生成含Co的晶界相，且大部分晶界相中的Co元素含量高于主相中Co元素含量，该专利中的磁体的居里温度为350℃～700℃，最高使用温度120℃下的剩磁温度系数为-0.08％/℃～-0.001％/℃。该方法虽然能实现低剩磁温度系数，但需要添加较多重稀土元素，目前重稀土元素特别是Dy、Tb价格较高，如果要实现低矫顽力温度系数需要添加足够多的重稀土元素，会大大增加成本，难以在实际生产中大规模推广应用。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的低温度系数永磁材料存在的上述问题，提供一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料及其制备方法，在常规添加重稀土高Co体系基础上，针对性地引入高Cu高Ga以及其他高熔点元素，在实现磁体高温低剩磁温度系数的同时，提高了磁体Hcj；实现了高Co体系下添加极少量重稀土即可保持磁体Hcj不降低。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料，包括A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，所述的A合金组分包括：R：29.5～35％；Cu：1.3～3.0％；Co：6.1～18％；Ga：0.5～1.5％；Al：0.5～1.0％；T：0.8～1.5％；B：1.02～1.2％；RH：≤0.5％；余量为Fe及不可避免的杂质；
以质量百分比计，所述的B合金组分包括：R：36～100％；Cu：0～10％；Ga：0～10％；Co：0～15％；Al：0～10％；T：0～10％；B：0～1.0％；RH：≤5％；余量为Fe及不可避免的杂质；A合金组分和B合金组分中的R为稀土元素，RH为重稀土元素，T包括Zr、Hf和Ti中的一种或多种；
A合金组分和B合金组分混合后，RH≤0.5wt％。
本发明在高Co的钕铁硼磁体配方体系基础上，针对性地引入高Cu高Ga，一部分Co元素会进入主相置换Fe元素进入晶界，与稀土元素Re(包括R和RH)和Ga、Cu元素反应生成Re-Fe-Ga/Cu三元相，该相主要存在磁体三角区域，可提高磁体Hcj。高Co体系中，通常磁体晶界中Co含量较高，会大量消耗晶界中的稀土和Ga、Cu元素，导致无法生成较多的Re-Fe-Ga/Cu相提高磁体Hcj，因此本发明又添加了其他高熔点元素(T元素)，Co元素和Cu以及高熔点元素会反应生成对应的二元相，从而消耗晶界中过多的Co元素，确保较多Re-Fe-Ga/Cu三元相的生成。以上二元、三元相降低了薄层晶界相中的Fe、Co元素，在保证磁体具有低剩磁温度系数的同时提高磁体Hcj。本发明在实现磁体高温低剩磁温度系数的同时，提高磁体Hcj，实现了高Co体系下添加极少量重稀土即可保持磁体Hcj不降低。并且，本发明先得到组分不同的A合金组分和B合金组分，再将A合金组分和B合金组分制成永磁材料，通过双合金的方式，可进一步提升永磁材料的磁性能。本发明中的永磁材料在200℃时的剩磁温度系数≥-0.1％/℃，Hcj可达20kOe以上。
作为优选，A合金组分中，R中至少包括Nd和RL；所述的RL为轻稀土元素。
作为优选，B合金组分中，R中至少包括Pr和RL；所述的RL为轻稀土元素。
本发明在A合金组分中添加稀土Nd元素，目的是能生成Nd-Fe-B相，该相的磁化强度较Pr-Fe-B更高，从而能提供更高的剩磁Br；B合金组分中添加稀土Pr元素，主要有两个作用：生成Pr-Fe-B相，该相较Nd-Fe-B有更高的磁各项异性常数；Pr存在晶界相能起到更好的隔磁效果，以上两点都有利于提高Hcj。
作为优选，RL中包括La、Ce、Y、Sc中的一种或多种。本发明在A、B合金组分中添加La、Ce、Y、Sc等轻稀土元素，以上四种元素较Pr、Nd成本更低，可以在保证磁体磁性能的同时降低成本。
作为优选，A合金组分和B合金组分的质量比为97:3～90:10。
本发明还提供了一种上述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)熔炼：将各金属原料按照A合金组分和B合金组分中的比例混合，熔炼后得到A合金片和B合金片；
(2)氢破和制粉：分别对A合金片和B合金片进行氢破和制粉后得到A合金粉料和B合金粉料；
(3)压制：将A合金粉料和B合金粉料混合均匀，在保护气氛中取向成型，并压制成压坯；(4)烧结、回火：将所得压坯烧结后进行回火处理，得到所述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料。
作为优选，步骤(2)中所得的A合金粉料和B合金粉料的平均粒径为2.5～3.0μm。将A合金组分和B合金组分制成此粒径范围内的粉料，可保证磁体的致密性。
作为优选，步骤(4)中的烧结温度为1050～1100℃，烧结时间6～12h。
作为优选，步骤(4)中经两级回火处理，回火温度分别为850～950℃和450～500℃。
本发明对烧结后的磁体进行了两级回火，在第一级回火过程中，材料中的晶界相会液化流动至主相晶粒地四周，充分包裹晶粒起到更好的隔磁效果，在第二级回火过程中，晶界相的Fe和Nd等元素会进入主相晶粒，O、C等元素会进入晶界相，发生元素原子之间迁移，优化晶界相提高隔磁效果。主要是为了提高材料的磁性能，如单独进行其中的一级回火，Hcj都会比经过两级回火处理的更低。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)在高Co体系的基础上，针对性地引入高Cu高Ga，一部分Co元素会进入主相置换Fe元素进入晶界，与Re和Ga、Cu元素反应生成Re-Fe-Ga/Cu三元相，可提高磁体Hcj；
(2)同时添加了其他高熔点元素(T元素)，Co元素和Cu以及高熔点元素会反应生成对应的二元相，从而消耗晶界中过多的Co元素，避免Co元素对稀土和Ga、Cu元素的消耗确保较多Re-Fe-Ga/Cu三元相的生成；
(3)在实现磁体高温剩磁温度系数的同时，提高磁体Hcj，实现了高Co体系下添加极少量重稀土即可保持磁体Hcj不降低；
(4)采用双合金的方式，进一步提升了制得的永磁材料的磁性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
在本发明中，若非特指，所有原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
总实施例：
一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料，包括质量比为97:3～90:10的A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，A合金组分包括：R：29.5～35％；Cu：1.3～3.0％；Co：6.1～18％；Ga：0.5～1.5％；Al：0.5～1.0％；T：0.8～1.5％；B：1.02～1.2％；RH：≤0.5％；余量为Fe及不可避免的杂质；其中，RH为重稀土元素；T包括Zr、Hf和Ti中的一种或多种；R中至少包括Nd和RL；RL为轻稀土元素，RL中包括La、Ce、Y、Sc中的一种或多种；
以质量百分比计，B合金组分包括：R：36～100％；Cu：0～10％；Ga：0～10％；Co：0～15％；Al：0～10％；T：0～10％；B：0～1.0％；RH：≤5％；余量为Fe及不可避免的杂质；其中，RH为重稀土元素；T包括Zr、Hf和Ti中的一种或多种；R中至少包括Pr和RL；RL为轻稀土元素，RL中包括La、Ce、Y、Sc中的一种或多种；
A合金组分和B合金组分混合后，RH≤0.5wt％。
上述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)熔炼：将各金属原料按照A合金组分和B合金组分中的比例混合，熔炼后得到A合金片和B合金片；
(2)氢破和制粉：分别对A合金片和B合金片进行氢破和制粉后得到平均粒径为2.5～3.0μm的A合金粉料和B合金粉料；
(3)压制：将A合金粉料和B合金粉料混合均匀，在保护气氛中取向成型，并压制成压坯；(4)烧结、回火：将所得压坯在1050～1100℃下烧结6～12h后进行两级回火处理，回火温度分别为850～950℃和450～500℃，得到所述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料。
实施例1：
一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料，包括质量比为95:5的A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，A合金组分包括：R：31％；Cu：1.5％；Co：6.5％；Ga：0.6％；Al：0.6％；Zr：0.4％；Hf：0.3％：Ti：0.2％；B：1.03％；Tb：0.2％；余量为Fe；其中，R由质量比为4:1的Nd和Ce组成；
以质量百分比计，B合金组分包括：R：50％；Cu：3％；Ga：3％；Co：2％；Al：2％；B：0.2％；Tb：3％；余量为Fe；其中，R由质量比为1:1的Pr和Ce组成。
上述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)熔炼：将各金属原料按照A合金组分和B合金组分中的比例混合，熔炼后得到平均厚度为0.28mm的A合金片和B合金片；
(2)氢破：分别对A合金片和B合金片进行氢破，氢破时吸氢压力0.1MPa，脱氢温度550℃，冷却时充氮气保护，分别得到粒径为100～300μm的A合金颗粒和B合金颗粒；
(3)制粉：分别对A合金颗粒和B合金颗粒进行气流磨制粉，气流磨磨前加入原料重量0.1％的抗氧化剂，气流磨过程中加入原料重量0.15％的润滑剂，分别得到平均粒径为3.0μm的A合金粉料和平均粒径为2.8μm的B合金粉料；
(4)压制：将A合金粉料和B合金粉料按质量比95:5混合均匀，在氮气保护气氛中取向成型，压制成60×40×45mm的压坯，并经过等静压后放入手套箱中充氮气排氧至200ppm以下剥料；
(5)烧结、回火：将所得压坯在1060℃下烧结10h后进行两级回火处理，回火温度分别为900℃和470℃，得到所述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料。
实施例2：
一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料，包括质量比为95:5的A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，A合金组分包括：R：31％；Cu：1.6％；Co：8.5％；Ga：0.6％；Al：0.6％；Zr：0.4％；Hf：0.3％：Ti：0.4％；B：1.03％；Tb：0.2％；余量为Fe；其中，R由质量比为4:1的Nd和Ce组成；
以质量百分比计，B合金组分包括：R：50％；Cu：3％；Ga：3％；Co：2％；Al：2％；B：0.2％；Tb：3％；余量为Fe；其中，R由质量比为1:1的Pr和Ce组成。
上述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)熔炼：将各金属原料按照A合金组分和B合金组分中的比例混合，熔炼后得到平均厚度为0.28mm的A合金片和B合金片；
(2)氢破：分别对A合金片和B合金片进行氢破，氢破时吸氢压力0.1MPa，脱氢温度550℃，冷却时充氮气保护，分别得到粒径为100～300μm的A合金颗粒和B合金颗粒；
(3)制粉：分别对A合金颗粒和B合金颗粒进行气流磨制粉，气流磨磨前加入原料重量0.1％的抗氧化剂，气流磨过程中加入原料重量0.15％的润滑剂，分别得到平均粒径为3.0μm的A合金粉料和平均粒径为2.8μm的B合金粉料；
(4)压制：将A合金粉料和B合金粉料按质量比95:5混合均匀，在氮气保护气氛中取向成型，压制成60×40×45mm的压坯，并经过等静压后放入手套箱中充氮气排氧至200ppm以下剥料；
(5)烧结、回火：将所得压坯在1060℃下烧结10h后进行两级回火处理，回火温度分别为900℃和470℃，得到所述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料。
实施例3：
一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料，包括质量比为95:5的A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，A合金组分包括：R：31％；Cu：1.5％；Co：6.5％；Ga：0.8％；Al：0.55％；Zr：0.4％；Hf：0.5％：Ti：0.2％；B：1.03％；Tb：0.2％；余量为Fe；其中，R由质量比为4:1的Nd和Ce组成；
以质量百分比计，B合金组分包括：R：50％；Cu：3％；Ga：3％；Co：2％；Al：1％；B：0.2％；Tb：5％；余量为Fe；其中，R由质量比为1:1的Pr和Ce组成。
上述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)熔炼：将各金属原料按照A合金组分和B合金组分中的比例混合，熔炼后得到平均厚度为0.28mm的A合金片和B合金片；
(2)氢破：分别对A合金片和B合金片进行氢破，氢破时吸氢压力0.1MPa，脱氢温度550℃，冷却时充氮气保护，分别得到粒径为100～300μm的A合金颗粒和B合金颗粒；
(3)制粉：分别对A合金颗粒和B合金颗粒进行气流磨制粉，气流磨磨前加入原料重量0.1％的抗氧化剂，气流磨过程中加入原料重量0.15％的润滑剂，分别得到平均粒径为3.0μm的A合金粉料和平均粒径为2.8μm的B合金粉料；
(4)压制：将A合金粉料和B合金粉料按质量比95:5混合均匀，在氮气保护气氛中取向成型，压制成60×40×45mm的压坯，并经过等静压后放入手套箱中充氮气排氧至200ppm以下剥料；
(5)烧结、回火：将所得压坯在1060℃下烧结10h后进行两级回火处理，回火温度分别为900℃和470℃，得到所述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料。
实施例4：
一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料，包括质量比为95:5的A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，A合金组分包括：R：29.5％；Cu：1.3％；Co：8％；Ga：0.55％；Al：0.55％；Zr：0.4％；Hf：0.5％：Ti：0.2％；B：1.02％；Tb：0.2％；余量为Fe；其中，R由质量比为4:1的Nd和Ce组成；
以质量百分比计，B合金组分包括：R：36％；Cu：5％；Ga：5％；Co：2％；Al：3％；B：0.4％；Tb：5％；余量为Fe；其中，R由质量比为1:1的Pr和Ce组成。
上述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)熔炼：将各金属原料按照A合金组分和B合金组分中的比例混合，熔炼后得到平均厚度为0.28mm的A合金片和B合金片；
(2)氢破：分别对A合金片和B合金片进行氢破，氢破时吸氢压力0.1MPa，脱氢温度550℃，冷却时充氮气保护，分别得到粒径为100～300μm的A合金颗粒和B合金颗粒；
(3)制粉：分别对A合金颗粒和B合金颗粒进行气流磨制粉，气流磨磨前加入原料重量0.1％的抗氧化剂，气流磨过程中加入原料重量0.15％的润滑剂，分别得到平均粒径为3.0μm的A合金粉料和平均粒径为2.8μm的B合金粉料；
(4)压制：将A合金粉料和B合金粉料按质量比95:5混合均匀，在氮气保护气氛中取向成型，压制成60×40×45mm的压坯，并经过等静压后放入手套箱中充氮气排氧至200ppm以下剥料；
(5)烧结、回火：将所得压坯在1060℃下烧结10h后进行两级回火处理，回火温度分别为900℃和490℃，得到所述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料。
实施例5：
一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料，包括质量比为97:3的A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，A合金组分包括：R：30％；Cu：1.3％；Co：10％；Ga：0.55％；Al：0.55％；Zr：0.4％；Hf：0.2％：Ti：0.2％；B：1.02％；Tb：0.5％；余量为Fe；其中，R由质量比为4:1的Nd和Ce组成；
以质量百分比计，B合金组分包括：R：50％；Cu：3％；Ga：3％；Co：2％；Al：1％；B：0.2％；余量为Fe；其中，R由质量比为1:1的Pr和Ce组成。
上述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)熔炼：将各金属原料按照A合金组分和B合金组分中的比例混合，熔炼后得到平均厚度为0.28mm的A合金片和B合金片；
(2)氢破：分别对A合金片和B合金片进行氢破，氢破时吸氢压力0.1MPa，脱氢温度550℃，冷却时充氮气保护，分别得到粒径为100～300μm的A合金颗粒和B合金颗粒；
(3)制粉：分别对A合金颗粒和B合金颗粒进行气流磨制粉，气流磨磨前加入原料重量0.1％的抗氧化剂，气流磨过程中加入原料重量0.15％的润滑剂，分别得到平均粒径为3.0μm的A合金粉料和平均粒径为2.8μm的B合金粉料；
(4)压制：将A合金粉料和B合金粉料按质量比94:6混合均匀，在氮气保护气氛中取向成型，压制成60×40×45mm的压坯，并经过等静压后放入手套箱中充氮气排氧至200ppm以下剥料；
(5)烧结、回火：将所得压坯在1060℃下烧结10h后进行两级回火处理，回火温度分别为880℃和460℃，得到所述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料。
实施例6：
一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料，包括质量比为90:10的A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，A合金组分包括：R：34.5％；Cu：2.0％；Co：18％；Ga：1.3％；Al：1.0％；Zr：0.4％；Hf：0.5％：Ti：0.5％；B：1.03％；Tb：0.5％；余量为Fe；其中，R由质量比为4:1的Nd和Ce组成；
以质量百分比计，B合金组分包括：R：80％；Cu：5％；Ga：5％；Al：1％；余量为Fe；其中，R由质量比为1:1的Pr和Ce组成。
上述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)熔炼：将各金属原料按照A合金组分和B合金组分中的比例混合，熔炼后得到平均厚度为0.28mm的A合金片和B合金片；
(2)氢破：分别对A合金片和B合金片进行氢破，氢破时吸氢压力0.1MPa，脱氢温度550℃，冷却时充氮气保护，分别得到粒径为100～300μm的A合金颗粒和B合金颗粒；
(3)制粉：分别对A合金颗粒和B合金颗粒进行气流磨制粉，气流磨磨前加入原料重量0.1％的抗氧化剂，气流磨过程中加入原料重量0.15％的润滑剂，分别得到平均粒径为3.0μm的A合金粉料和平均粒径为2.8μm的B合金粉料；
(4)压制：将A合金粉料和B合金粉料按质量比97:3混合均匀，在氮气保护气氛中取向成型，压制成60×40×45mm的压坯，并经过等静压后放入手套箱中充氮气排氧至200ppm以下剥料；
(5)烧结、回火：将所得压坯在1060℃下烧结10h后进行两级回火处理，回火温度分别为900℃和450℃，得到所述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料。
对比例1(不添加Cu)：
一种低重稀土含量的永磁材料，包括质量比为95:5的A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，A合金组分包括：R：31％；Co：6.5％；Ga：0.6％；Al：0.6％；Zr：0.4％；Hf：0.3％：Ti：0.2％；B：1.03％；Tb：0.2％；余量为Fe；其中，R由质量比为4:1的Nd和Ce组成；
以质量百分比计，B合金组分包括：R：50％；Ga：3％；Co：2％；Al：2％；B：0.2％；Tb：3％；余量为Fe；其中，R由质量比为1:1的Pr和Ce组成；
永磁材料的制备方法与实施例1中相同。
对比例2(不添加Ga)：
一种低重稀土含量的永磁材料，包括质量比为95:5的A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，A合金组分包括：R：31％；Cu：1.5％；Co：6.5％；Al：0.6％；Zr：0.4％；Hf：0.3％：Ti：0.2％；B：1.03％；Tb：0.2％；余量为Fe；其中，R由质量比为4:1的Nd和Ce组成；
以质量百分比计，B合金组分包括：R：50％；Cu：3％；Co：2％；Al：2％；B：0.2％；Tb：3％；余量为Fe；其中，R由质量比为1:1的Pr和Ce组成；
永磁材料的制备方法与实施例1中相同。
对比例3(不添加高熔点元素)：
一种低重稀土含量的永磁材料，包括质量比为95:5的A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，A合金组分包括：R：31％；Cu：1.5％；Co：6.5％；Ga：0.6％；Al：0.6％；B：1.03％；Tb：0.2％；余量为Fe；其中，R由质量比为4:1的Nd和Ce组成；
以质量百分比计，B合金组分包括：R：50％；Cu：3％；Ga：3％；Co：2％；Al：2％；B：0.2％；Tb：3％；余量为Fe；其中，R由质量比为1:1的Pr和Ce组成；
永磁材料的制备方法与实施例1中相同。
对比例4(不添加重稀土组分)
一种永磁材料，包括质量比为95:5的A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，A合金组分包括：R：31％；Cu：1.5％；Co：6.5％；Ga：0.6％；Al：0.6％；Zr：0.4％；Hf：0.3％：Ti：0.2％；B：1.03％；余量为Fe；其中，R由质量比为4:1的Nd和Ce组成；
以质量百分比计，B合金组分包括：R：50％；Cu：3％；Ga：3％；Co：2％；Al：2％；B：0.2％；余量为Fe；其中，R由质量比为1:1的Pr和Ce组成；
永磁材料的制备方法与实施例1中相同。
对比例5(重稀土组分含量过高)：
一种永磁材料，包括质量比为95:5的A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，A合金组分包括：R：31％；Cu：1.5％；Co：6.5％；Ga：0.6％；Al：0.6％；Zr：0.4％；Hf：0.3％：Ti：0.2％；B：1.03％；Tb：1.2％；余量为Fe；其中，R由质量比为4:1的Nd和Ce组成；
以质量百分比计，B合金组分包括：R：50％；Cu：3％；Ga：3％；Co：2％；Al：2％；B：0.2％；Tb：3％；余量为Fe；其中，R由质量比为1:1的Pr和Ce组成；
永磁材料的制备方法与实施例1中相同。
对比例6(直接采用单组分制成)：
一种永磁材料，以质量百分比计，组分包括：Pr：1.3％；Nd：23.5％；Ce：7.2％；Cu：1.57％；Co：6.30％；Ga：0.72％；Al：0.67％；Zr：0.38％；Hf：0.28％：Ti：0.19％；B：0.99％；Tb：0.35％；余量为Fe。
其制备方法为：
(1)熔炼：将各金属原料按比例混合，熔炼后得到平均厚度为0.28mm的合金片；
(2)氢破：对合金片进行氢破，氢破时吸氢压力0.1MPa，脱氢温度550℃，冷却时充氮气保护，得到粒径为100～300μm的合金颗粒；
(3)制粉：对合金颗粒进行气流磨制粉，气流磨磨前加入原料重量0.1％的抗氧化剂，气流磨过程中加入原料重量0.15％的润滑剂，得到平均粒径为3.0μm的合金粉料；
(4)压制：将合金粉料在氮气保护气氛中取向成型，压制成60×40×45mm的压坯，并经过等静压后放入手套箱中充氮气排氧至200ppm以下剥料；
(5)烧结、回火：将所得压坯在1060℃下烧结10h后进行两级回火处理，回火温度分别为900℃和470℃，得到所述永磁材料。
将上述实施例和对比例中制得的永磁材料制样成Φ10×10mm圆柱，采用BH测试20℃和200℃磁性能，结果如表1中所示。
从表1中可以看出，实施例1～6中采用本发明中的配方和方法制得的钕铁硼永磁材料在高温下具有低的剩磁系数，且在常温下具有较高的Br和Hcj。
而对比例1中不在材料中添加Cu元素，由于无法和Co元素反应生成Co-Cu二元相，以及无法生成Nd-Fe-Cu相，导致材料的晶界相隔磁效果变差，而从导致材料的矫顽力Hcj性能与实施例1相比显著下降；对比例2中不在材料中添加Ga元素，由于无法和Co元素反应生成Co-Ga二元相，以及无法生成Nd-Fe-Ga相，导致材料的晶界相的润湿性变差，晶界相隔磁效果降低，从而导致材料的矫顽力Hcj性能下降；对比例3中不在材料中添加高熔点金属元素，由于不添加高熔点元素无法起到细化晶粒效果，使得材料在退磁过程中无法起到很好的钉扎效果的原因，导致材料的的矫顽力Hcj性能下降；对比例4中不在材料中添加重稀土组分，由于无法更多的生成具有高各向异性常数的Tb-Fe-B相的原因，导致材料的矫顽力Hcj性能下降；对比例5中重稀土组分的含量过高，由于形成较多的具有磁化强度更低的Tb-Fe-B相原因，导致材料的剩磁Br性能下降；对比例6中不采用双合金的方法，直接将各组分制成单一合金，由于其中的Nd、Pr、Tb、Co、Cu、Ga等元素较多的进入到主相晶粒内部，而不是较多的分布在晶界处，无法形成有利于矫顽力提升的主相壳层结构，导致材料的矫顽力Hcj性能下降。
Claims (9)
1.一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料，其特征是，包括A合金组分和B合金组分；
以质量百分比计，所述的A合金组分包括：R：29.5~35%；Cu：1.3~3.0%；Co：6.1~18%；Ga：0.5~1.5%；Al：0.5~1.0%；T：0.8~1.5%；B：1.02~1.2%；RH：≤0.5%；余量为Fe及不可避免的杂质；
以质量百分比计，所述的B合金组分包括：R：36~100%；Cu：0~10%；Ga：0~10%；Co：0~15%；Al：0~10%；T：0~10%；B：0~1.0%；RH：≤5%；余量为Fe及不可避免的杂质；
A合金组分和B合金组分中的R为稀土元素，RH为重稀土元素，T包括Zr、Hf和Ti中的一种或多种；
A合金组分和B合金组分混合后，RH≤0.5wt%。
2.根据权利要求1所述的低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料，其特征是，A合金组分中，R中至少包括Nd和RL；所述的RL为轻稀土元素。
3.根据权利要求1所述的低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料，其特征是，B合金组分中，R中至少包括Pr和RL；所述的RL为轻稀土元素。
4.根据权利要求2或3所述的低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料，其特征是，RL中包括La、Ce、Y、Sc中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料，其特征是，A合金组分和B合金组分的质量比为97:3~90:10。
6.一种如权利要求1~5任一所述的低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）熔炼：将各金属原料按照A合金组分和B合金组分中的比例混合，熔炼后得到A合金片和B合金片；
（2）氢破和制粉：分别对A合金片和B合金片进行氢破和制粉后得到A合金粉料和B合金粉料；
（3）压制：将A合金粉料和B合金粉料混合均匀，在保护气氛中取向成型，并压制成压坯；
（4）烧结、回火：将所得压坯烧结后进行回火处理，得到所述低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征是，步骤（2）中所得的A合金粉料和B合金粉料的平均粒径为2.5~3.0μm。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征是，步骤（4）中的烧结温度为1050~1100℃，烧结时间6~12h。
9.根据权利要求6或8所述的制备方法，其特征是，步骤（4）中经两级回火处理，回火温度分别为850~950℃和450~500℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211656577.9A CN118248422A (zh) | 2022-12-22 | 2022-12-22 | 一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211656577.9A CN118248422A (zh) | 2022-12-22 | 2022-12-22 | 一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118248422A true CN118248422A (zh) | 2024-06-25 |
Family
ID=91553124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211656577.9A Pending CN118248422A (zh) | 2022-12-22 | 2022-12-22 | 一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118248422A (zh) |
-
2022
- 2022-12-22 CN CN202211656577.9A patent/CN118248422A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2650886B1 (en) | Preparation method for high-corrosion resistant sintered ndfeb magnet | |
| CN101266855B (zh) | 稀土永磁材料及其制造方法 | |
| CN110047636B (zh) | 一种高矫顽力富La/Ce烧结磁体的制备方法 | |
| TW202000944A (zh) | 低B含量的R-Fe-B系燒結磁鐵及其製備方法 | |
| CN102368439B (zh) | 钕铁硼中添加重稀土氢化物制备高矫顽力永磁体的优化处理方法 | |
| JP2023509225A (ja) | 重希土類合金、ネオジム鉄ホウ素永久磁石材料、原料及び製造方法 | |
| CN102360655A (zh) | 含钇的钕铁硼永磁材料 | |
| EP0302947B1 (en) | Rare earth element-iron base permanent magnet and process for its production | |
| JPH11329811A (ja) | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石用原料粉末並びにＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の製造方法 | |
| CN111383808B (zh) | 高剩磁高矫顽力钕铁硼磁体的制备方法 | |
| US5213631A (en) | Rare earth-iron system permanent magnet and process for producing the same | |
| JPWO2004003245A1 (ja) | ボンド磁石用合金、等方性磁石粉末および異方性磁石粉末とそれらの製造方法並びにボンド磁石 | |
| EP4379755A1 (en) | Samarium-based rare earth permanent magnet material, and preparation method therefor and application thereof | |
| CN107146672A (zh) | 一种超高磁性能烧结钕铁硼永磁材料及制备方法 | |
| CN101552063A (zh) | 钛锆复合添加的高性能钕铁硼磁体 | |
| CN118248422A (zh) | 一种低重稀土含量的低剩磁温度系数永磁材料及其制备方法 | |
| EP2721618A1 (en) | Neodymium/iron/boron-based permanent magnet | |
| CN113921263A (zh) | 一种含镧和钇的烧结钕铁硼永磁材料的制备方法 | |
| CN112053824B (zh) | 一种烧结钕铁硼永磁体及其制备方法 | |
| CN108777228B (zh) | 一种混料加氢改善富铈磁体磁性能的方法 | |
| CN111462974B (zh) | 一种高性能双主相复合稀土永磁体材料及其制备方法 | |
| JPH0547533A (ja) | 焼結永久磁石およびその製造方法 | |
| CN108735415B (zh) | 钐钴磁铁及其制备方法 | |
| JPS6077961A (ja) | 永久磁石材料の製造方法 | |
| JP3247460B2 (ja) | 希土類磁石用原料粉末の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |