[发明专利]一种高强度高韧性永磁体及其制备方法

说明书

本发明属于永磁材料技术领域，涉及一种高强度高韧性永磁体及其制备方法。该永磁体的粉末原料包括钕铁硼合金快淬粉末和镀铜石墨烯；所述钕铁硼合金快淬粉末的化学式按质量百分比表示为：(Re_xRe’_100‑x)_aFe_{100‑a‑b‑c}B_bTM_c，其中，50≤x≤100，26≤a≤35，0.7≤b≤1.1，0.5≤c≤5；Re为Nd和/或Pr；Re’为Y、La、Ce、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或多种；TM为Co、Ni、Mn、Cr、Al、Sn、Ga、Ti、Zn、Zr、Mo、Ag、W、Nb和Cu中的一种或多种；所述镀铜石墨烯为钕铁硼合金快淬粉末重量的0.1％～5％。永磁体的抗弯强度大于400MPa，冲击韧性大于52J/cm²，最大磁能积大于40MGsOe。本发明的永磁体抗弯强度和冲击韧性比未添加表面镀铜石墨烯的磁粉制备的相应磁体分别提高了65％和60％以上。

技术领域

本发明属于永磁材料技术领域，特别涉及一种高强度高韧性永磁体及其制备方法。

背景技术

近年来，随着钕铁硼永磁体的发展，使结构简单、功率因数高、起动转矩大的钕铁硼永磁同步电动机广泛应用于各个领域。但是，由于大量金属钕的应用，其成本仍然偏高。但是，钕铁硼永磁体中主相Nd₂Fe₁₄B的晶体结构为四方晶系，其滑移系少、磁晶各向异性、以及晶界相本身性能较低等原因，其强度和韧性等力学性能非常低，这一问题限制了永磁体在高速电机、伺服电机等高端领域的应用。因此，开发一种高强度高韧性的永磁体，对我国稀土永磁材料的开发应用具有十分重要意义。

石墨烯作为目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％。将石墨烯添加到脆性的钕铁硼磁体中，将会大幅度提高永磁体的力学性能。中国发明专利申请CN103646777A“一种晶界纳米复合强化钕铁硼磁体的制备方法”，将石墨烯直接与晶界相合金粉末混合，以便增强晶界相合金，进而提高钕铁硼磁体的强韧性。中国发明专利申请CN104841927A“高耐蚀性、高耐候性稀土永磁材料的制备方法”，直接将石墨烯混入磁粉中，制成磁体，用以提高磁体的耐蚀性和耐候性。但是石墨烯极易与磁体中的合金元素反应，产生碳化物，很难在磁体中以石墨烯的形式存在。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种高强度高韧性永磁体及其制备方法，在永磁体中加入石墨烯并保持其形态，使该永磁体在保持原有优越磁性能的基础上，力学性能大幅度提高。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种高强度高韧性永磁体，该永磁体的粉末原料包括钕铁硼合金快淬粉末和镀铜石墨烯；

所述钕铁硼合金快淬粉末的化学式按质量百分比表示为：(Re_xRe’_100-x)_aFe_100-a-b-cB_bTM_c，其中，50≤x≤100，26≤a≤35，0.7≤b≤1.1，0.5≤c≤5；Re为Nd和/或Pr；Re’为La、Ce、Y、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或多种；TM为Co、Ni、Mn、Cr、Al、Sn、Ga、Ti、Zn、Zr、Mo、Ag、W、Nb和Cu中的一种或多种；

所述镀铜石墨烯为钕铁硼合金快淬粉末重量的0.1％～5％。

所述高强度高韧性永磁体采用镀铜石墨烯均匀分散于无水乙醇中，再与钕铁硼合金快淬粉末混合均匀，经干燥、热压成型和热变形工艺制备。