[发明专利]一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法

说明书

一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法，属于稀土永磁材料领域，可解决现有提高钕铁硼磁体矫顽力的方法存在的成本高、降低磁体的剩磁和磁能积以及不能大规模生产的问题，制备三种烧结钕铁硼磁体的气流磨粉末，将所述三种气流磨粉末进行混合，混合均匀后进行模压和冷等静压制成生坯，对生坯进行烧结保温处理、热处理后得到一种具有高矫顽力的烧结钕铁硼磁体。本发明的方法，可使重稀土合金粉末和轻质合金粉末附着在Nd‑Fe‑B磁粉的表面，拓宽晶界扩散通道，使重稀土充分分散在晶粒周围，晶粒表面磁硬化，获得良好的晶界组织结构。在矫顽力进一步提高的同时，减少了磁体的磁稀释，并制造工艺设备简单，操作方便，适宜大批量工业化生产。

技术领域

本发明属于稀土永磁材料技术领域，具体涉及一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法。

背景技术

烧结Nd-Fe-B磁体是当前综合磁性能最强的磁性材料，自1984年被发现以来，就因其优异的磁性能和高性价比被广泛的应用于各种环境友好型领域，如应用于混合动力汽车电机、医疗器械、风力发电机、通信设备、航空航天以及尖端科技领域。目前，烧结钕铁硼的剩磁最高能做到1.55T，为理论值的96％，但矫顽力仅为理论值的1/6～1/3。因此，提高磁体矫顽力是目前最主要的任务。

目前，提高钕铁硼磁体矫顽力主要是提高主相晶粒的磁晶各向异性场和改善晶界结构来实现。在实际生产过程中一般有两种工艺方式：一种是在熔炼阶段添加重稀土元素，即在熔炼时添加大量的Dy、Tb等重稀土元素，这种直接添加的方式极大地提高了成本，不仅造成重稀土战略资源的严重消耗，而且由于Dy/Tb与Fe原子之间的反铁磁耦合作用，降低了磁体的剩磁和磁能积；另一种是晶界扩散，即将重稀土元素通过溅射、表面涂覆等表面处理的方法渗透到磁体表面，起到表面磁硬化，同时，重稀土元素不会过多的进入主相合金引起明显的磁稀释。但是，扩散的深度有限，只能制备小型磁体，不能大规模生产。

为了减少重稀土的用量，大幅度提高矫顽力、并且实现大规模量产。晶间掺杂重稀土化合物成为了有效的方法。设计重稀土合金降低了重稀土元素的熔点，在高于其熔点的某个烧结温度时，发生液态扩散，提高主相晶粒的磁晶各向异性场。然而传统的双合金技术，由于不能实现晶界相完全的分割主相晶粒，进而导致钕铁硼磁体矫顽力增加幅度不大。

发明内容

本发明针对现有提高钕铁硼磁体矫顽力的方法存在的成本高、降低磁体的剩磁和磁能积以及不能大规模生产的问题，提高一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法，适用于大批量生产。

本发明采用如下技术方案：

一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体，包括主合金粉末和辅助合金粉末组成的混合金属粉末，所述辅助合金粉末包括熔点低于1000℃的重稀土合金粉末和熔点低于800℃的轻质金属纳米粉末，其中，重稀土合金粉末占混合金属粉末质量比例为0-4%，轻质金属纳米粉末占混合金属粉末质量比例为0-0.6%。

进一步地，所述主合金粉末的成分为 [(Pr₂Nd₈)]_a Fe_100-a-b-c B_b M_c，平均粒径2.6μm，其中，M为Cu、Co、Zr、Ga、Al中的一种或几种，29.1≤a≤40，0.9≤b≤1.1，0.5≤c≤2.5。

进一步地，所述重稀土合金粉末的成分为HRe_xMe_100-x，粒径为2-6μm，其中，HRe包括重稀土元素Dy、Tb、Ho中的一种或几种，Me包括Fe、Al、Cu、Mg、Ga、Co、Mn中的一种或几种。

进一步地，所述轻质金属纳米粉末包括Al、Mg、Ga中的任意一种，粒度小于100nm，并且与重稀土合金粉末的成分为HRe_xMe_100-x中的Me不重复。

一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体的制备方法，包括如下步骤：