[发明专利]一种高剩磁低矫顽力永磁材料及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明属于磁性材料领域，特别涉及一种高剩磁低矫顽力永磁材料及其制 备方法。

(二)背景技术

磁性粉末具备很高的自由度，可以制作成任意形状，因此在制作异形和特 殊形状粘结磁体时被广泛运用。

在低稀土、高硼的金属铁熔体中，含有大量的α-Fe相和Fe₃B相以及产品 R₂Fe₁₄B相，由于α-Fe相和Fe₃B相的大量存在，使得金属键和共价键大大增强， 对外显示较强硬度，因此采用传统物理破碎合金锭变得十分困难。另外，传统 制备工艺的配方多偏向于制作高矫顽力、高磁能积磁粉，但是在制作特殊要求 磁体，要求剩余磁感应强度非常高，又易于充磁，就必须矫顽力较低；对于这 种情况，传统方法是用高矫顽力、高剩磁磁粉调剂，但调剂的磁粉不能保证每 个磁性颗粒都具有大磁体的特性。中国专利ZL95102821.9中描述了双相稀土 钕、铁-硼材料，采用吸氧、脱氢方法制备磁性粉末。美国专利US4802931中 描述了一种稀土钕、铁-硼注射在高速旋转的金属转轮上，使熔体急速冷却形成 厚度不超过50μm的薄带，急速冷却后的材料含有非结晶相的晶粒现状，经适 当温度的晶化处理后形成均匀的尺寸不超过50μm的微晶，X射线表明这种微 晶为四方结构的R₂Fe₁₄B相，当晶相在材料中的体积百分数不少于80％时，材料 具有不少于10000Oe的矫顽力。中国专利CN1033018A描述了一种利用稀土铁 -硼熔体吸氧-放氧变晶体方法制备稀土铁-硼磁性粉末的方法，基本步骤是首 先制备稀土铁-硼材料，然后在氧气气氛中保持在500℃到1000℃温度下，使 氢保留在金属材料中，随后，将金属材料在500℃到1000℃温度下脱氢，直到 氢压力降到不大于1×10^-1Pa，然后冷却，这种方法保持的再结晶粒粒度为 0.1um到1um之间，粉末具有大于5000Oe的矫顽力，方法简单，粉末磁性的 性能较好，另外，用这种方法制备稀土铁-硼磁性粉末一般具备各向异性。中 国专利CN1066146A描述了一种利用钕-铁硼在从低温吸氧产生晶格转变，进而 高温吸氧产生结晶的转变过程制备钕-铁-硼，然后于200℃到500℃进行吸氧， 随后，再于600℃到1000℃吸氧，当吸氧进行一定程度材料中发生再结晶，将 晶体控制在0.1-1um时，粉末的矫顽力不小于50000e。但以上方法制备的永 磁材料的矫顽力还是比较高，因此开发高剩磁低矫顽力材料及其制备方法一直 是本领域技术人员致力研究和解决的问题。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种高剩磁低矫顽力永磁材料及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种高剩磁低矫顽力永磁材料，所述的材料原子组成为： R_xFe_{100-x-y-a-b-c}Al_aCu_bSi_cB_y，其中x取值4-4.5，y取值为18-19.5，a取值不为零 且不大于1.5，b取值不为零且不大于0.8，c取值不为零且不大于1.4；R为 稀土元素，Fe、Al、Cu、Si、B分别代表铁、铝、铜、硅、硼元素；所述材料 是由R₂Fe₁₄B、Fe₃B和α-Fe三种金属相的混合物为主相的微细晶体构成，其中 铁原子被Al、Cu、Si原子混合替代。

所述的R元素优选为Nd。

本发明还提供了一种所述的高剩磁低矫顽力永磁材料的制备方法，步骤如 下：

以纯稀土元素金属、纯Fe、B-Fe、Cu、Al、Si为原料，所述B-Fe中B的原 子百分比例为18-20％，按照各元素的比例冶炼成分为R_xFe_{100-x-y-a-b-c}Al_aCu_bSi_cB_y的 铸锭，然后将铸锭破碎成粒度为1-15mm的锭块，在真空度不大于5×10^-2Pa的真 空状态下快淬成厚度不大于0.1mm的均匀薄带，然后于真空状态下退火。

快淬为均匀薄带时淬速控制在22-23m/s。