[发明专利]一种低量添加重稀土的钕铁硼磁体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低量添加重稀土的钕铁硼磁体及其制备方法，其特征在于以含无重稀土低熔点辅合金作为晶界相添加，再添加少量的重稀土Dy/Tb粉，利用低熔点高流动性的晶界相作为载体，在烧结过程中晶界相携带重稀土Dy/Tb粉分布在各个晶粒的周围，在烧结过程进行重稀土Dy/Tb粉扩散进入主相表层，实现重稀土元素的引入。采用主合金中添加一定比例的辅合金，进行氢处理，气流磨制粉，在气流磨粉中添加少量的重稀土Dy/Tb粉混合均匀，提高烧结温度，降低时效温度，促进重稀土元素的扩散，优化磁体晶界相结构，从而提高矫顽力。该方法可广泛用于低重稀土高性能烧结钕铁硼的制备与生产。

技术领域

本发明属于稀土永磁技术领域，具体为一种低量添加重稀土的钕铁硼磁体及其制备方法。

背景技术

在所有磁性材料中，永磁材料的使用量第一，而稀土永磁是永磁材料的重要组成部分，特别是第三代稀土永磁-钕铁硼永磁材料，以其优异的磁性能，一经发现即获得了广泛的应用。

随着应用领域的进一步拓展，也对钕铁硼永磁材料的性能提出了更高的要求，为满足电机、发电机等应用领域对工作温度的要求，需要提高烧结钕铁硼的最高工作温度，主要途径包括提高距离温度、矫顽力和磁晶各向异性场。研究表明，在磁体中添加重稀土元素，如Dy、Tb，是提高磁体工作温度最有效的手段。由于重稀土元素资源储量少、价格高昂，重稀土元素的添加在一定程度上提高了磁体的价格，进而限制其应用领域的拓展。同时，由于重稀土元素与铁发生反铁磁耦合，采用熔炼合金的方法添加重稀土Dy、Tb元素，导致Dy、Tb元素进入主相，导致磁体剩磁的降低。

如何在不降低磁体剩磁的情况下，提高磁体的矫顽力，并同时减少重稀土元素的含量，已经成为钕铁硼系永磁体发展所必然要解决的问题。

围绕这一目标，目前最有效的提高矫顽力的方式就是通过晶界扩散的方法对磁体的晶界进行改善，抑制反磁化畴的形核，提高矫顽力的同时避免了剩磁的下降，还降低了Dy、Tb的用量。由于晶界扩散深度的限制，仅适用于厚度小于5mm的磁体。此外采用扩散方法，重稀土的利用率低，也会造成生产成本的增加。中国专利ZL201110242847.7发明了一种低镝含量高性能烧结钕铁硼的制备方法，以溅射沉积的方法将Dy元素引入到气流磨粉体颗粒表面，实现晶界引入。该方法依赖于特殊的磁控溅射技术，且Dy元素的含量难以精确控制。中国专利CN1091022976发明了一种提高稀土钕铁硼性能的方法，采用重稀土辅合金的添加方式，使分布在主相周围后进行扩散进入主相，提高矫顽力。本实验方法采用无重稀土的辅合金相添加，同时添加重稀土粉，利用无重稀土辅相低熔点的特点，将重稀土分散在主相的任意周围，晶界相浸润性好，重稀土的浓度差大，这都促进了重稀土在主相壳层形成高H_A相，提高矫顽力。

本发明借鉴扩散的原理，将重稀土Dy或Tb粉添加到钕铁硼合金粉中，优化烧结工艺，在850℃-950℃进行保温2-5h，利用低熔点辅相熔化，携带重稀土粉均匀分散在晶粒的周围，再进行高温烧结。再高温下，重稀土元素存在浓度差，会在磁体的各个位置进行扩散，进入主相颗粒表层，形成高H_A的重稀土相，提高矫顽力。时效过程中辅合金也容易形成均匀连续分布的晶界相，同样会提高矫顽力。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种低量添加重稀土的钕铁硼磁体及其制备方法，本申请制备的磁体可在保持磁体剩磁几乎不变的前提下，显著提高磁体的矫顽力。