[发明专利]一种R-Fe-B系永磁体及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种R-Fe-B系永磁体及其生产方法，属于稀土永磁材料领域。

背景技术

烧结永磁材料自问世以来，因其优异的磁性能、丰富的资源储备迅速在电子、能源、通讯、器械等众多领域得到广泛的应用。今年来，永磁材料逐渐应用在汽车领域，这就需要进一步提高永磁体的磁性能。

磁体性能的两个重要指标是剩磁和矫顽力。对于改善剩磁的方法主要是增加Nd₂Fe₁₄B化合物的体积分数和改善晶粒的取向度。对于矫顽力的增加，也已经有了很多方法，包括晶粒的细化、使用钕（Nd）含量高的合金及添加有效元素等。目前最有效且最常用的是使用镝（Dy）、铽（Tb）或钬（Ho）部分取代硬磁相中的稀土元素Nd，使磁体的各向异性场和矫顽力都得到增加。但由于使用的镝、铽和钬与铁的反铁磁性耦合，导致磁体的剩磁降低。现阶段，高性能的R-Fe-B永磁体在汽车领域拥有的巨大市场快速增长，且稀土元素镝、铽和钬均是昂贵金属，因此减少稀土元素镝、铽和钬的使用量来制造高性能的稀土永磁体是一个重要途径。

日本JP-A2005-11973公开了稀土硼铁基磁体的制造方法，该磁体通过如下方法获得：在真空环境下，在磁体整个或部分表面沉积已经通过物理方法蒸发或雾化的元素M或包含M的合金（M选在Pr、Dy、Tb和Ho中的至少一种元素）并且进行固体渗镀，使元素M从表面扩散并渗入磁体的内部至少相应于暴露在磁体最外表面上的晶粒半径的深度，从而形成富M的晶界层。结果，得到的磁体矫顽力Hcj和整个磁体中的元素M的含量具有如下关系：Hcj≥1+0.2×M。但是，这种方法是不实用的且生产效率是极低的。

日本JP-A2005-084087和20091042712.6专利公开了一种使用低含量稀土元素镝或铽来制造高性能永磁体的方法。该磁体通过如下方法获得：将加工成规定尺寸的烧结R-Fe-B永磁体表面浸渍镝或铽的氟化物与乙醇的混合溶液，然后将表面浸渍混合液的磁体进行低于烧结温度的热处理，最终使得镝或铽的氟化物从磁体表面向至少20μm深度处的晶界延伸。经过这些处理后，可以使用少量的镝或铽便使永磁体的晶界之间富含镝或铽，因而增强了矫顽力，同时限制了剩磁的减少。但是这种方法对磁体的厚度提出了较高的要求，并且整个磁体晶界中的稀土元素镝或铽的浓度分布不均。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种R-Fe-B系永磁体及其生产方法，本发明减少了昂贵元素Dy、Tb、Ho的使用量，克服了渗Dy、Tb、Ho工艺对尺寸的要求，并使磁体表现出良好的磁性能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种R-Fe-B系永磁体，包括：Fe的硬磁相和晶界相，所述Fe的硬磁相的化学式为R¹₂（Fe，M）₁₄B，其中，

所述R¹为稀土元素中一种或几种，R¹的质量占Fe的硬磁相的质量的25%～40%；

所述M为Al、Cu、Ga、Nb、Mg、Zn、Gd、Co、Si、Mo、Zr、Ti、Ni、Ag、Cd、Sn、Sb、Hf、Ta、W中的一种或几种，M的质量占Fe的硬磁相的质量的1%～5%；

所述Fe的质量占Fe的硬磁相的质量的50%～70%；

所述B的质量占Fe的硬磁相的质量的0.5%～1.5%；

其余还包括C，N，O元素；

所述晶界相为包裹在Fe的硬磁相表面的含C、N、O的富稀土化合物，

其中，所述富稀土主要包括元素R²、Nd、Pr中的一种或几种。

所述R²为稀土元素Dy、Tb、Ho中一种或几种，R²在晶界处的质量占晶界相质量的40%～60%，

所述元素Nd和/或Pr的质量占晶界相质量的25～40%，

所述O的质量占晶界相质量的0.05%～0.3%，

其余还包括元素Fe、C、N，总的质量占晶界相质量最多为10%。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述R¹为Nd、Pr、Sc、Y、La中一种或几种，R¹至少含有20wt%的Nd和/或Pr，所述R¹的质量占Fe的硬磁相的质量的30%～40%；优选R¹至少含有60wt%的Nd和/或Pr。