[发明专利]一种超低失重烧结钕铁硼磁性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性材料及其制备方法，尤其涉及一种超低失重烧结钕铁硼磁性材料及其制备方法。

背景技术

在世界制造业、新材料产业中心向中国转移的过程中，作为高新技术产业基础的新材料行业备受瞩目，作为新材料产业重要组成部分的稀土永磁材料，尤其是钕铁硼产业也进入了关键性发展时期；我国在钕铁硼生产上，已经初步形成了自己的产业体系。产量已占到了世界总额的40％。但这个份额里，高档产品还没有形成较强的实力，缺少国际竞争能力。作为新材料重要组成部分的稀土永磁材料，广泛应用于能源、交通、机械、医疗、IT、家电等行业，其产品涉及国民经济的很多领域，其产量和用量也成为了衡量一个国家综合国力与国民经济发展水平的重要标志之一。钕铁硼作为第三代稀土永磁材料，具有很高的性能价格比，因此近几年在科研、生产、应用方面都得到了持续高速发展。以信息技术为代表的知识经济的发展，给稀土永磁钕铁硼产业等功能材料不断带来新的用途，这为钕铁硼产业带来更为广阔的市场前景。钕铁硼材料主要应用于计算机磁盘驱动器的音圈电机(VCM)、核磁共振成像仪(MRI)以及各种音像器材、微波通讯、磁力机械(磁力泵、磁性阀)、家用电器。

随着国家对环保要求的不断提高，海水环境下钕铁硼的应用领域正在不断地扩大，但对钕铁硼材料的耐腐蚀性也提出了更高的要求，所以针对新兴市场的衍生，必须不断研发创新适用的高耐腐蚀钕铁硼材料。

为解决上述问题，各类技术方案被提出，如中国专利(专利号：ZL00131653.2)公开了一种合有Mo、Cu、Al的具有高耐蚀能力的R-Fe-B系永磁体。又如中国专利(专利号：ZL03160313.0)公开了一种通过控制稀土总量R、O、C、N来获得良好耐蚀性和优良磁性的R-Fe-B系烧结永磁体。

上述发明尽管改善了R-Fe-B系烧结磁体的耐蚀性，但还不能完全满足海水环境下使用的钕铁硼磁体材料。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种低成本、耐腐蚀性能良好、超低失重烧结钕铁硼磁性材料。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种超低失重烧结钕铁硼磁性材料，所述超低失重烧结钕铁硼磁性材料的组分及质量百分比为：Nd：23％～30％，Dy：0.5％～8％，Ti：0.2％～0.5％，Co：2.5％～4.0％，Nb：0.2％～3.8％，Cu：0.05％～0.7％，Ga：0.01％～0.9％，B：0.6％～1.8％，余量为Fe。

烧结钕铁硼磁性材料是具有多相多晶的材料，其各相的电化学势不同，导致各相的氧化和腐蚀的自由能也各异，电位不同的相彼此搭接，形成局部电池反应，分布在晶界处的富Nd相和富B相通常成为腐蚀最先开始的地方。富Nd相和富B相腐蚀后，腐蚀将快速向磁体内部渗透，造成主相晶粒大量脱落，失重增大。为减少失重，一方面需要减少富Nd相和富B相，另一方面需要使得富Nd相和富B相在磁体内部分布均匀。

本发明原材料中的金属元素镓(Ga)能起到细化晶粒，规整晶体均匀分布的作用，通过使得晶体均匀分布减慢腐蚀从外向内侵蚀的速度，从而降低失重。

本发明还添加有含量为2.5％-4.0％的钴(Co)元素，实验表明，Co元素能与晶界处的富Nd相形成Nd₃Co相，其提高了富Nd相的化学电位势，使得富Nd相的化学电位势与主相化学电位势的差值减小，局部电池反应速度相应降低，腐蚀速度也相应降低。同时，Nd₃Co的熔点与富Nd相的共晶化温度接近，因此不会降低富Nd相对主相粒的浸润作用，对磁体富Nd相的分布无副作用。

另外，本发明还添加Ti、Cu等元素，并对其添加量进行限制，该些元素在烧结时能通过扩散作用进入Nd∶Fe∶B主相的组织中，部分取代Nd或Fe，改善磁体的显微组织，从而比较全面改善磁体的耐腐蚀性能。

作为优选，所述钕铁硼磁性材料的组分及质量百分比为：Nd：23％～28.3％，Dy：3.2％～7.5％，Ti：0.2％～0.3％，Co：2.7％～3.4％，Nb：2.5％～3.8％，Cu：0.16％～0.4％，Ga：0.5％～0.87％，B：0.6％～1.8％。余量为Fe；采用这种优化的质量百分比，是对本发明的一种更好的优化和限制。

作为优选，所述钕铁硼磁性材料的组分及质量百分比为：Nd：23％，Dy：7.5％，Ti：0.2％，Co：3.4％，Nb：3.6％，Cu：0.64％，Ga：0.87％，B：0.7％，余量为Fe。

本发明的另一个目的在于提供上述钕铁硼磁性材料的制备方法，该包括以下步骤：