[发明专利]一种制备细晶粒稀土类烧结磁体用合金铸片

说明书

本发明公开了一种制备细晶粒稀土类烧结磁体用合金铸片。所述合金铸片具有贴辊面和自由面，包括以R₂Fe₁₄B型化合物为主相的晶粒，沿温度梯度截面上，晶粒包括非柱状晶粒和柱状晶粒，其中，纵横比为0.3～2的非柱状晶粒占晶粒的面积百分比≥60％，占晶粒的个数百分比≥75％；纵横比≥3的柱状晶粒占晶粒的面积百分比≤15％，占晶粒的个数百分比≤10％。本发明所制备的合金铸片内部晶粒细小均匀，利用该合金铸片制备烧结类稀土磁体时，可提高稀土利用率以及粉体均匀性，同时提高最终磁体的矫顽力。

技术领域

本发明涉及稀土磁体制备领域，具体涉及一种制备细晶粒稀土类烧结磁体用合金铸片。

背景技术

工业自动化的普及趋势和以电动汽车为代表的清洁能源类需求的扩大为稀土永磁体提供了新的市场机遇，但也同时提高了对磁体性能的要求。例如，电动汽车用Nd-Fe-B磁体通常需要包含至少5～6％质量比的Dy等重稀土元素以提高磁体的耐高温性能。然而，由于对Dy等重稀土元素的风险管控以及对磁体更高性能的不断追求，在提高或保持现有性能指标的同时，削减重稀土用量已成为Nd-Fe-B磁体技术面临的重要课题。

最近Nd-Fe-B磁体技术发展的趋势表明：削减重稀土用量并进一步提高磁体矫顽力，以改善其热稳定性主要有两种工艺路线：①重稀土(如Dy，Tb等)元素晶界扩散技术(GBD)；②磁体晶粒细化技术。晶界扩散技术(GBD)已经使得磁体在保持现有性能不变或略有提高的前提下，降低约2～3％质量比的重稀土含量。研究预期，通过在磁体现有晶粒平均粒径约为6～10μm基础上，进一步细化至平均粒径不大于3μm，即可显著提高矫顽力。在现有量产工艺基础上，即可进一步降低1～2％质量比的重稀土元素用量，有望最终获得低重稀土甚至无重稀土元素且满足电动汽车用性能需求的稀土永磁体。因此，晶粒细化技术对于以Nd-Fe-B为代表的各类稀土永磁体具有重要的实际应用价值。

作为现代Nd-Fe-B磁体工业生产的首道工序，合金铸片的制备对磁体整个制造工艺水平具有奠基作用，合金铸片的质量对最终磁体的性能具有关键影响。

已有文献报道速凝条片富钕相间隔细小均匀，对于目前量产磁体制造工艺均具有积极意义。然而，所制备条片显微组织结构本质上均为以冷却辊表面质点为异质形核中心，并沿温度梯度方向放射状生长的柱状晶体，改善均以减小柱状晶粒内沿温度梯度方向分布的富稀土相间隔为主要目的。自由面侧片状晶富稀土相间隔通常大于贴辊面侧，总体间隔偏差大于3μm，不利于制备粉体的一致均匀性。同时，此类合金铸片富稀土相间隔偏大，不利于晶粒细化，制备粒径约为3～5μm的粉体时富稀土相损失较大。随晶粒细化的需求，气流磨粉体颗粒尺寸进一步减小，稀土有效利用率将进一步降低，不利于提高最终磁体矫顽力。同时，沿温度梯度方向的生长模式，容易导致该方向上合金成分的宏观偏析，从而可能增大最终磁体中局部区域微观磁晶各向异性的不均匀而降低磁体矫顽力。

发明内容

鉴于上述问题，本发明旨在提供一种制备细晶粒稀土类烧结磁体用合金铸片。本发明所制备的合金铸片内部晶粒细小均匀，利用该合金铸片制备烧结类稀土磁体时，可提高稀土利用率以及粉体均匀性，同时提高最终磁体的矫顽力。

本发明提供了一种制备细晶粒稀土类烧结磁体用合金铸片，具有贴辊面和自由面，所述合金铸片包括以R₂Fe₁₄B型化合物为主相的晶粒，沿温度梯度截面上，所述晶粒包括非柱状晶粒和柱状晶粒。

其中，纵横比为0.3～2的非柱状晶粒占所述晶粒的面积百分比≥60％，占所述晶粒的个数百分比≥75％。

纵横比≥3的柱状晶粒占所述晶粒的面积百分比≤15％，占所述晶粒的个数百分比≤10％。