[发明专利]一种高磁能积和高矫顽力的含Dy稀土永磁体及制备方法

说明书

本发明涉及一种高磁能积和高矫顽力的含Dy稀土永磁体及制备方法，采用多合金工艺调制元素扩散和晶间相分布，将Nd‑Fe‑B和Dy‑Fe‑B合金粉末直接混合一次成型、然后烧结制备稀土永磁体，通过适度降低Nd‑Fe‑B合金中稀土Nd含量、提高Dy‑Fe‑B合金中稀土含量、联合添加高熔点和低熔点元素来提高磁体矫顽力和保持高磁能积。本发明制备稀土永磁体具有高磁能积和高矫顽力，其中磁能积(BH)_max≥46.0MGOe，矫顽力H_c≥18.0kOe，(BH)_max+H_c≥66.0。

技术领域

本发明涉及一种高磁能积和高矫顽力的含Dy稀土永磁体及制备方法，属于稀土永磁材料制备领域。

背景技术

稀土永磁体钕铁硼Nd-Fe-B具有高剩磁、高磁能积，成为现代科学技术特别是交通运输、计算机、信息、航空航天、清洁能源等领域不可缺少的关键材料，得到广泛应用，推动相关产业的发展。但稀土钕铁硼永磁材料矫顽力较低，难以完全满足电动汽车、风力发电等领域对磁性能的要求，因此需要进一步提高钕铁硼永磁材料的矫顽力。

稀土Dy₂Fe₁₄B合金饱和磁化强度虽然低，但具有高磁晶各向异性场，磁体矫顽力高，而且Dy₂Fe₁₄B不含昂贵重稀土元素Tb，磁体原材料成本能得到有效控制。在熔炼时将Nd和Dy元素混合制成(Nd,Dy)-Fe-B合金，磁体矫顽力得到提高，但需要添加足量的Dy元素磁体矫顽力提高程度才明显，这样磁体剩磁和磁能积显著降低，而且生产成本也大大增加。在混料时将Dy或Dy合金粉末加入到钕铁硼粉末中制备成磁体，矫顽力得到提高，但磁体剩磁降低较多，而且Dy或Dy合金粉末添加量较大时，磁体矫顽力增加程度减弱，剩磁和磁能积下降明显。将Dy合金粉末通过涂覆等方法到磁体表面，在退火过程中Dy元素会从磁体表面扩散到内部，磁体矫顽力显著增加；但为使Dy元素从磁体表面扩散到内部，需要减小磁体尺寸，该方法不适用于大尺寸磁体的批量生产。

现有方法中有采用双合金的方法将Nd-Fe-B和RE-Fe-B合金(RE可含Dy元素)混合，由于Dy-Fe-B相具有超高的磁晶各向异性场，磁体矫顽力得到提高。需要说明的是在高温烧结时Nd元素会向Dy-Fe-B合金相中扩散取代Dy，从而会显著降低Dy-Fe-B相的磁晶各向异性场，这样会减弱磁体矫顽力的提高程度。同时由于Dy-Fe-B相的饱和磁化强度低，Dy-Fe-B合金粉末的添加以及Dy元素取代Nd-Fe-B中的Nd会明显降低磁体剩磁和磁能积。还有将高磁晶各向异性场和低磁晶各向异性场两种合金混合，通过重稀土元素扩散和优化显微结构提高磁体矫顽力，但磁体磁能积依然比较低。还有将两种配方的钕铁硼合金混合，然后采用二次压制成型和烧结制得磁体，磁体原材料生产成本降低，磁体综合磁性能较好。但该方法需要经过二次成型，磁体成型工艺环节增加，工艺稳定性会受到影响。

发明内容

针对现有技术的不足，为克服元素过度扩散减弱磁体矫顽力提高程度的不足，同时防止磁体剩磁和磁能积明显降低，本发明提供一种高磁能积和高矫顽力的含Dy稀土永磁体及制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高磁能积和高矫顽力的含Dy稀土永磁体，原料包括(Nd,RE)-Fe-B合金和(Dy,RE)-Fe-B合金，合金(Nd,RE)-Fe-B化学式按原子百分比为(Nd,RE)_a1(Fe,M)_100-a1-a2B_a2，合金(Dy,RE)-Fe-B化学式按原子百分比为(Dy,RE)_b1(Fe,M’)_100-b1-b2B_b2，其中11.7≤a1≤13.5，5≤a2≤6，15≤b1≤23，5≤b2≤6，而且a1+3≤b1；