[发明专利]一种高性能稀土永磁体的制造方法

说明书

本发明公开了一种高性能稀土永磁体的制造方法。该制造方法的原料主要由LR‑Fe‑Ma合金片、NR‑Fe‑Mb合金片和HR‑Fe‑Mc合金片按配比构成，LR‑Fe‑Ma合金片在所述的原料中所占重量比在5‑55%范围内，NR‑Fe‑Mb合金片在所述的原料中所占重量比在45‑95%范围内；HR‑Fe‑Mc合金片在所述的原料中所占重量比在0‑10%范围内。LR‑Fe‑Ma合金片、NR‑Fe‑Mb合金片和HR‑Fe‑Mc合金片分别采用真空熔炼速凝方法制造；首先将合金片的原料在真空或氩气保护下感应加热使原料熔化、精炼形成熔融的合金液，然后在1400‑1550℃温度范围内将熔融的合金液通过中间包浇铸到带水冷却的旋转辊上，熔融的合金液经过旋转辊冷却后形成合金片。

技术领域

本发明属于稀土永磁领域，特别是涉及一种高性能稀土永磁体的制造方法。

背景技术

钕铁硼稀土永磁体以其优良的磁性能得到越来越多的应用，被广泛用于医疗的核磁共振成像，计算机硬盘驱动器，音响、手机等；随着节能和低碳经济的要求，钕铁硼稀土永磁体又开始在汽车零部件、家用电器、节能和控制电机、混合动力汽车，风力发电等领域应用。1983年，日本专利1,622,492和2,137,496首先公开了日本住友金属发明的钕铁硼稀土永磁体，公布了钕铁硼稀土永磁体的特性、成分和制造方法，确认了主相为Nd₂Fe₁₄B相，晶界相主要由富Nd相、富B相和稀土氧化物杂质等组成；钕铁硼稀土永磁体以其优异的磁性能得到广泛应用，并被称为永磁王；1997年授权的美国专利US5.645,651进一步明确了添加Co元素和主相具有四方相结构。

随着钕铁硼稀土永磁的广泛应用，稀土变得越来越短缺，特别是近年来，随着钕铁硼稀土永磁器件总产量不断增长，对稀土金属使用不平衡的问题也凸显出来。传统钕铁硼稀土永磁器件对稀土元素Pr、Nd以及重稀土元素Dy、Tb的依赖程度过高，致使此类元素的地壳储量在不断增加的生产需求面前捉襟见肘。地壳中储存的稀土资源多以共生的方式存在，其中镧、铈元素约占70%以上，镨、钕元素约占20%，重稀土元素不足10%。由于镧铈在稀土矿中的丰度远高于镨钕，所以钕铁硼稀土永磁产业的迅猛发展会造成在提取镨钕合金过程中所产生的副产品镧铈大量积压，使稀土元素应用不平衡的矛盾加剧。

在此情况下，如果能用镧铈替代钕铁硼稀土永磁器件中的一部分镨钕不仅能大大降低烧结钕铁硼稀土永磁器件的成本，又能实现稀土资源的综合平衡利用。但简单地用镧和铈这两种元素代替镨钕将会对磁体的耐热性和磁性带来较大影响，限制了钕铁硼稀土永磁器件中对镧铈的利用。因此，如何才能实现用镧铈替代钕铁硼稀土永磁器件中的镨钕，又能使器件保持较高的磁性能成为国内外的研究热点。

发明内容

本发明通过研究探索，提出一种高性能稀土永磁体的制造方法，克服现有技术的缺点，明显提高含镧铈钕铁硼稀土永磁材料的磁能积、矫顽力、耐腐蚀性和加工性能，适合于批量生产，减少了价格昂贵并且资源稀缺的重稀土元素的用量，对扩大钕铁硼稀土永磁体的应用市场，尤其节能和控制电机、汽车零部件、新能源汽车、风力发电等领域的应用有着重要意义。

一种高性能稀土永磁体的制造方法，该高性能稀土永磁体的原料主要由LR-Fe-Ma合金片、NR-Fe-Mb合金片和HR-Fe-Mc合金片按配比构成，LR-Fe-Ma合金片在所述的原料中所占重量比在5-55%范围内，NR-Fe-Mb合金片在所述的原料中所占重量比在45-95%范围内；HR-Fe-Mc合金片在所述的原料中所占重量比在0-10%范围内；在所述的高性能稀土永磁体中，LR的重量含量在2-19%范围内，NR的重量含量在14-33%范围内，稀土元素Tb或Dy的重量含量在0.1-1.2%范围内；其中：LR 代表选自稀土元素La和Ce中一种以上；NR代表选自稀土元素Nd和Pr中的一种以上；HR代表选自稀土元素Gd、Tb、Dy和Ho中的一种以上，且至少包括Tb或Dy；Ma代表选自Al、Co、Ga、Cu、B元素中的一种以上；Mb代表选自Al、Co、Nb、Ga、Zr、Cu、Mo、B元素中的一种以上；Mc代表选自Al、Co、Nb、Ga、Zr、Cu、B元素中的一种以上；其制造方法主要包括以下工序：