[发明专利]稀土永磁体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料制造领域，特别是涉及一种稀土永磁体及其制备方法。

背景技术

作为第三代稀土永磁材料，具有钕铁硼（Nd₂Fe₁₄B）相结构及其类似结构的稀土永磁材料以其优异的性能迅速应用在计算机硬盘、核磁共振成像、混合动力汽车、风力发电等领域。目前，我国的钕铁硼产量占据了世界的80%以上，这主要是由于在混合动力汽车和风力发电等领域的强大需求。比如，平均每一辆混合动力汽车需要2-3kg钕铁硼基永磁材料，而每兆瓦风力发电机组需要0.5-1t钕铁硼基永磁体。

虽然钕铁硼基永磁体具有广泛的应用，但是钕或者镨等稀土元素高昂的价格导致了中低档的永磁体仍然保持较高的价格。这无疑就限制了钕铁硼永磁体的应用。众所周知，稀土价格的高低与其在世界上存量多寡有关，相比于钕或者镨，含量较为丰富的铈具有较低的价格。因而，使用高丰度的稀土Ce取代Pr/Nd，就可以制备廉价的钕铁硼基永磁体。然而Ce₂Fe₁₄B的饱和磁化强度和各向异性场较Nd₂Fe₁₄B的低，Ce添加之后会导致磁体的剩磁和矫顽力降低。因此，制备出满足应用并含有较高含量Ce的永磁体成为当前的技术难点和热点。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种稀土永磁体及其制备方法，降低了稀土永磁材料的成本，同时，保持了较高的矫顽力。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种稀土永磁体，所述稀土永磁体的质量比分子通式为MM_a-bHRE_bFe_eB_dTM_c；其中，MM代表(LRE_1-xCe_x)，且x与1-x均为质量比，LRE为Pr、Nd中的一种或两种，HRE为La、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb、Tm中的一种或几种，TM为Al、Cu、Mn、Ga、Nb、Zr中的一种或几种，且0.24≤x≤0.6，27≤a≤36，0≤b≤10，0≤c≤3，0.8≤d≤1.5，e=100-a-d-c-d；所述稀土永磁体的主相为2-14-1相，此外，还存在富稀土相及CeFe₂相。

在其中一个实施例中，所述CeFe₂相分布于所述稀土永磁体内的晶界处。

在其中一个实施例中，0.24≤x≤0.32。

一种稀土永磁体的制备方法，包括以下步骤：

（1）配置原料：按照MM_a-bHRE_bFe_eB_dTM_c的质量配比，配置一定量的含相应元素的金属或合金原料；

（2）制备初始合金：将步骤（1）得到的金属或合金原料混合后通过速凝、快淬或感应熔炼制备出形态为速凝片、快淬带或铸锭的初始合金；

（3）制备合金粉：将步骤（2）得到的初始合金通过氢破碎或者机械破碎的方式破碎成粗粉末，然后通过气流磨或球磨的方式将所述的粗粉末磨成细粉末，得到合金粉；

（4）制备磁体生坯：将步骤（3）得到的的合金粉放置在一定形状的模具中，然后在磁场作用下取向成型，并经过等静压处理后得到磁体生坯；

（5）制备磁体毛坯：将步骤（4）得到的磁体生坯置于真空炉中在一定温度下烧结或热压1－4h，得到磁体毛坯；

（6）制备稀土永磁体：将步骤（5）中得到的磁体毛坯进行真空热处理，即可得到稀土永磁体。

在其中一个实施例中，步骤（2）中，采用感应熔炼制备初始合金，感应熔炼的温度＜1410℃。

在其中一个实施例中，步骤（3）中得到的合金粉的平均粒度为3－5μm。

在其中一个实施例中，步骤（3）中，在制备合金粉时加入少量的防氧化剂。

在其中一个实施例中，步骤（4）中，所述磁体生坯的密度为2.8－4.5g/cm³。

在其中一个实施例中，步骤（5）中，烧结温度＜1050℃。

在其中一个实施例中，在步骤（6）中，真空热处理的过程分为两级，第一级的温度为860－940℃，保温1－4h，第二级的温度为420－560℃，保温1－4h。