[发明专利]一种烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土磁性材料技术领域的方法，尤其是一种低温烧结和低温回火超高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法。

背景技术

稀土永磁材料是四十年以来磁学界和磁性材料行业一个非常引人注目的研究和开发热点。其中烧结钕铁硼磁体主要应用于全球的支柱产业和高新技术产业，如计算机工业、汽车工业、通讯信息产业、医疗工业、交通工业、音响设备、录像放像工业及办公自动化与家电工业等等。随着钕铁硼硬磁性能的不断提高和机械性能的进一步改善，其应用领域将会极大扩展，许多潜在的市场将成为可能，已成为许多高新技术产业的重要物质基础。国际上钕铁硼主要应用于计算机驱动器的音圈电机(VCM)、新型电机、核磁共振成像(MRL)等高新技术领域。随着科学技术的快速发展，为了满足元器件及设备的小型化、轻量化、高性能和高可靠性的需求，使得烧结钕铁硼材料高性能化趋势十分明显。目前，国际磁性材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移，中国作为首选的国家，世界一些著名的磁性材料制造企业看好中国。预计到2010年中国各类磁体的产量均稳居世界之首，占全球的份额还将继续增大。到2020年，中国磁性材料的产量将占全球一半以上，成为世界磁性材料产业中心；另外，由于世界各类磁体配套件市场向中国转移，磁体的应用市场也在中国；加上中国磁体价廉物美，磁体的销售市场也在中国。目前我国稀土永磁产业正处于快速发展阶段。稀土永磁材料的研发应结合社会发展和国家安全的战略考虑，充分发挥人力资源，矿产资源，以及基础科学研究和工程研究方面的整体优势，将高性能NdFeB系永磁体的设计，开发和应用作为研发的重点目标。中国烧结NdFeB磁体产量于2000年超过日本位居全球第一，已构成全球产量的主体，占到世界的80％，成为磁性材料生产大国，但产值却仅占全球总产值的64％，产量与产值的巨大差距正是中国稀土磁体产业面临的主要问题，要解决此矛盾，提高产品的技术含量是的唯一出路，也就是说要尽快消除存在于中国的磁体产业与西方国家之间的技术差距。

NdFeB磁体的理论磁能积可达到512kJ/m³(64MGOe)，烧结Nd-Fe-B磁体的磁能积(BH)max已由最早的240KJ/m³(30MGOe)发展到了现在的480kJ/m³(59.6MGOe)，达到了烧结NdFeB永磁材料理论磁能积的93.125％。日本已能批量生产磁能积达400kJ/m³(50MGOe)以上的高性能烧结Nd-Fe-B磁体。中国在生产高磁能积烧结钕铁硼磁体方面，与欧美，日本水平不相上下。在这一领域，中国可以充分发挥资源丰富和劳动力成本低的优势，与日本、美国和德国展开竞争，将占有比较大的市场份额。因此，提高NdFeB磁体磁能积已不十分迫切，而研制超高矫顽力磁体，改善其性能的温度稳定性，进而提高使用温度则成为进一步拓宽其应用空间的关键。现阶段主要通过重稀土元素来提高磁性主相的磁晶各向异性来提高磁体的内禀矫顽力，同时由于重稀土元素与铁属反铁磁耦合，降低铁原子磁矩，从而导致Bs和Br下降，降低了磁能积。通过添加Co取代Nd₂Fe₁₄B相中部分的Fe是提高Tc最有效的方法。由于Tc升高，剩磁的温度系数明显得到改善。为了得到耐高温的NdFeB磁体，Co是首选元素，但加Co的不利影响是降低了磁体的内禀矫顽力，因此合理的搭配各种元素，显的十分重要。

由于钕铁硼产业巨大的市场前景，所以新的技术和工艺的发展也不断的出现。自从1983年以来，日本住友特殊金属公司就公开了有关钕铁硼的欧洲专利和一种耐热钕铁硼永磁材料及其制备方法(EP.0126802A1，progress for producing magneticmaterials；00136152.；公开号CN1308344A)。中国的磁性材料生产企业也不断的开发出新的工艺，横电集团公开了一种超高矫顽力烧结钕铁硼的制备方法(公开号CN 1862717).虽然该专利涉及的磁体使用温度在220℃左右，但是在制备工艺设计上不是很合理，造成烧结温度和回火温度过高，晶粒异常长大不能得到有效的控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，并合理搭配了各种替代元素，开发出一套新的工艺，提供一种低温烧结和低温回火超高矫顽力的烧结钕铁硼磁体材料及其制备方法，所制的产品能满足200-240℃工作环境，低温烧结和低温短时间回火，又大大提高了产品的生产效率和降低了能源消耗。