[发明专利]一种短流程Ce-Fe基烧结永磁体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种短流程Ce‑Fe基烧结永磁体及其制备方法，属于稀土永磁材料技术领域。该磁体化学式通式按质量百分比为：[Ce_{1‑x‑y‑z}(Nd,Pr)_xRe_yLa_z]_aFe_{100%‑a‑b‑c}B_bTM_c，其中：0.15≤x≤0.25，0.05≤y≤0.15，0.0≤z≤0.05；31%≤a≤33%，1.0%≤b≤1.2%，0.5%≤c≤2.0%；Re为Gd，Ho，Y中的一种或者几种；TM为Co，Al，Cu，Nb，Zr中的一种或者几种。本发明磁体中Ce在各稀土元素中所占的权重最大，不含重稀土元素Dy和Tb。本发明可采用单合金烧结工艺，也可以采用双主相或多主相烧结工艺制备。本发明采用超低温烧结技术，烧结温度在930℃～980℃，且无需回火处理，大幅度简化生产工艺流程，节约制造时间和节约能源。

技术领域

本发明属于稀土永磁材料技术领域,特别是涉及一种短流程Ce-Fe基烧结永磁体及其制备方法。

背景技术

以Nd-Fe-B为代表的第三代稀土永磁材料具备优异的磁性能和良好的性能价格比，已广泛应用于国防军工、智能机器人、风力发电、新能源汽车以及消费电子等各个领域。由于传统的烧结钕铁硼材料，过多的依赖于稀土金属Nd和Pr，同时为了提高磁体的矫顽力和居里温度，在磁体中添加Dy、Tb等重稀土元素及战略金属Co，而稀土储量最为丰富、价格低廉的稀土Ce长期积压得不到有效利用。用Ce取代Nd制备高丰度稀土永磁体，不仅能够大幅度降低稀土永磁体的原材料成本、而且对于缓解我国日益突出的稀土资源严重浪费与环境污染问题，及实现稀土资源高效平衡利用,有着极为重要的战略意义。

众所周知，Ce₂Fe₁₄B化合物的饱和磁矩和各向异性场均远低于Nd₂Fe₁₄B，因此导致磁性能显著降低。文献[Journal of Applied Physics,1985,57:4146]和[Journal ofApplied Physics,1994,75:6268]报道，当使用5％Ce-15％Pr-Nd时，内禀矫顽力为10.2kOe、磁能积为40MGOe，而使用40％Ce-10％Pr-50％Nd时，内禀矫顽力为9.2kOe、磁能积为28.2MGOe。麦格昆磁(天津)有限公司的中国专利CN101694797提出了Ce替代量为10～40％的Nd的一种新型钕铁硼磁性材料，其总稀土含量(Ce+Nd)的质量百分比为27％,用于快淬粘结钕铁硼磁粉的生产。中国专利CN102800454所述(Ce_x,Re_1-x)Fe_100-a-b-cB_bTM_c中Ce成分的含量达到40～80％之间，Re为Nd、Pr、Dy、Tb、Ho元素中的一种或几种，并且其采用双主相工艺，制备的Ce永磁合金磁体由低H_A的(Ce,Re)-Fe-B相和高H_A的Nd-Fe-B相组成，需要在750～900℃和450～550℃进行1-4小时的二级回火处理，制备工艺较为复杂。CN105321644所述高矫顽力烧结态Ce磁体,具有Ce-Fe-B和Nd-Fe-B双硬磁主相结构，磁体中包含有Dy、Tb等储量少、价格高的稀土元素；CN105321644所述烧结态磁体虽然不需要进行后续的回火处理，但是毛坯磁体需要在300～900℃范围分级升温，每100～200℃保温2～3h，在950～1050℃进行分级烧结，该磁体在升温和烧结过程中的时间明显增加,对于缩短磁体制备流程和时间效果不显著。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Ce-Fe基烧结永磁体及其短流程制备方法，本发明磁体中Ce在各稀土元素中所占的权重最大，不含重稀土元素Dy和Tb。本发明可采用单合金烧结工艺，也可以采用双主相或多主相烧结工艺制备。本发明采用超低温烧结技术，烧结温度≤980℃，且无需回火处理，大幅度简化生产工艺流程，节约制造时间和节约能源。