[发明专利]一种钕铁硼材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钕铁硼材料及其制备方法。

背景技术

制备高致密钕铁硼材料的工艺有两种，一种为粉末冶金工艺，制备烧结钕铁硼磁体（为各向异性磁体），另一种为热压/热变形工艺，制备热压/热变形钕铁硼磁体（包括各向同性和各向异性磁体）。

近年来，采用粉末冶金工艺制备的烧结钕铁硼产业快速发展，年产量突破10万吨，随着常用稀土材料镨钕（或钕）、镝铁（或镝）、铽等消耗量增加，导致其价格持续走高，促使烧结钕铁硼永磁材料的成本提高。目前镨钕的价格为30～40万元/吨，镝铁的价格为130万元/吨左右，铽的价格为340～370万元/吨。而储量较丰富的铈的价格为3～4万元/吨，钬铁的价格为26～28万元/吨。由此可见，铈的价格仅为镨钕的十分之一，而钬相对于镝、铽也便宜了很多。因此，采用铈部分替代镨钕、钬/钬铁部分替代镝铁/镝，可以大大降低烧结钕铁硼永磁材料的成本。

为了降低成本，人们开始逐渐重视热压/热变形工艺，年产量开始突破0.15万吨。采用该工艺制备各向异性钕铁硼磁体，选用的是稀土含量较低的快淬钕铁硼薄带或磁粉，通过缓慢而大幅度的热压变形诱发的晶体择优取向，因为热压温度低，并不能形成类似粉末冶金工艺那样的金相结构和矫顽力机制，而必须预先在合金颗粒内形成足够高的矫顽力。而粉末冶金工艺则是在烧结过程中存在液相烧结，在主相的周围形成均匀液相的金相结构，以提高矫顽力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可降低生产成本，提高生产效率的钕铁硼材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明之钕铁硼材料，由A相和B相两种合金组成，A相合金成分为R_xFe_1-x-y-zB_yM_z，其中，R为La、Ce、Pr、Nd、Dy、Ho、Tb中的一种或几种，M为Al、Cu、Co、Nb、Ga、Zr中的一种或几种，x=0.1～0.32，y=0.008～0.01，z=0.001～0.1；B相合金为R_aFe_1-a-bM_b，其中R为La、Ce、Pr、Nd、Dy、Ho、Tb中的一种或几种，M为Al、Cu、Co、Nb、Ga、Zr中的一种或几种，a=0.2～0.8，b=0.001～0.1；A合金与B合金的质量比为100:0.5～10（优选比例100:1～5）。

本发明之钕铁硼材料的制备方法，包括以下步骤：

1）熔炼：按R_xFe_1-x-y-zB_yM_z和R_aFe_1-a-bM_b设定比例配料后，采用真空感应熔炼将其分别熔炼成合金液，然后浇注到快速旋转的铜辊上，获得片状A合金和B合金；

2）混料和破碎：将A合金和B合金按质量比100:0.5～10的比例混合，并将混合合金破碎成粉末C；

3）热压：将粉末C装入模具内，加热到500℃～750℃，加压力压制，压强为10MPa～100MPa，保持1min～10min，获得热压磁体；

4）热变形：将热压磁体置于加热到500℃～850℃的模具中，加压力压制，压强为20MPa～200MPa，保持1min～10min，获得热变形磁体。

进一步，步骤1）中，A合金的铜辊旋转速度为20m/s～35m/s，B合金的铜辊旋转速度为2m/s～5m/s。

进一步，步骤2）中，采用机械法将混合合金破碎成粉末C。

进一步，步骤2）中，粉末C的平均粒径为0.1mm～2mm。

本发明综合了热压/热变形工艺特点和粉末冶金工艺的特点，B合金的加入，可以在热压过程中使磁体更加容易致密化，在热变形过程中，提高变形速度，从而更加容易制备出热压/热变形磁体，降低生产成本，提高生产效率。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例之钕铁硼材料，由A相和B相两种合金组成，A相合金成分为（CePrNd）_0.1Fe_0.79B_0.01（AlCoGaZr）_0.1；B相合金为Ce_0.8Fe_0.199Ga_0.001；A合金与B合金的质量比为100:0.5。