[发明专利]一种稀土永磁材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土永磁材料的制造技术领域，具体是一种低重稀土高矫顽力稀土永磁材料及其制备方法。

背景技术

作为重要的金属功能材料，烧结NdFeB磁体在航天航海、信息电子、能源、交通、通讯、医疗卫生等众多领域有着广泛的应用。在很多领域，如电动汽车、混合动力汽车及风力发电等领域中需要烧结NdFeB磁体具有更高的矫顽力，以满足一定温度下的使用要求。目前通常采用的办法是添加重稀土元素Dy，Tb部分取代Nd提高合金的矫顽力和温度稳定性。

不同于轻稀土元素，重稀土元素与过渡族元素具有反平行排列的磁矩，因此大量重稀土元素取代轻稀土元素会显著降低烧结磁体的磁性能。另外由于重稀土元素的稀缺性，高矫顽力磁体具有较高的成本。烧结NdFeB磁体的矫顽力机制为形核机制，其晶界处反向磁畴的形核场决定了磁体的矫顽力，Dy，Tb部分取代Nd可提高晶界处反向磁畴的形核，从而提高磁体矫顽力。按照常规方法添加Dy，Tb时，剩磁的损失是不可避免的，因为Dy，Tb除了进入晶界更多的进入了晶粒内部，降低了磁体饱和磁化强度。

研究表明对烧结后的磁体再进行晶界扩散是获得兼具高矫顽力和高剩烧结磁体的一种有效办法。

专利CN200810179949.7介绍了在烧结磁体表面布置合金粉末，粉末为稀土金属间化合物，热处理温度为20℃~（Ts-10）℃，Ts为烧结磁体的烧结温度。烧结磁体包括等于或小于20mm的最小部分。专利CN200810179949.7介绍了一种热处理装置，利用重稀土（Tb、Dy、Ho）氢化物，在700℃~1000℃之间将重稀土元素RH扩散到烧结磁体内部。专利TW200822154、WO2012121351介绍了一种首先将Tb、Dy元素蒸镀到磁体表面，然后在烧结温度以下（800℃~1000℃）进行晶界扩散的技术。

目前晶界扩散技术存在明显的不足之处：（1）由于利用晶界扩散技术中元素扩散深度有限，重稀土元素无法扩散到较大尺寸磁体内部。因此利用晶界扩散技术适宜于制备厚度片状磁体（US2010282371，US20080245442），取向方向厚度只能控制在在3.5~10mm范围内，因此该技术不适用于大块磁体。（2）目前的重稀土元素晶界扩散技术针对烧结后磁体，扩散处理前磁体要进行机械加工，扩散处理后由于磁体尺寸及表面粗糙度变化需要进行再次加工，加工成本高。（3）晶界扩散技术采用的重稀土元素化合物或金属件化合物采用过量涂覆，剩余稀土化合物的回收也是影响该技术成本控制的重要因素。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种稀土永磁材料，采用重稀土化合物与磁性相毛坯结合得到，兼具高剩磁和高矫顽力的特点。

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种兼具高剩磁和高矫顽力的稀土永磁材料的制备方法，制备工艺简单，可制备大块磁体。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种稀土永磁材料，其特征在于该稀土永磁材料是由磁性相毛坯和包覆在磁性相毛坯表面的非磁性相组成的复合结构坯料经压制、烧结、回火热处理得到的，其中磁性相毛坯的成分为R_x-M_y-B_z，R为稀土元素中的至少一种元素；M是选自Fe，Co，Ni，Mn，Cr，Al，Sn，Ga，Ti，Zn，Zr，Mo，Ag，W，Nb和Cu中的一个或多个过渡族元素；B为硼元素，x，y，z表示原子百分比数且范围是：12<x<20，5<z<7，其余为y；非磁性相为重稀土氧化物、氟化物、氯化物或氢化物与Cu粉的混合物。

作为优选，所述复合结构坯料中磁性相毛坯的厚度4mm~30mm，非磁性相厚度为0.1mm~1mm。

最后，所述非磁性相中的重稀土是指Tb、Dy、Ho，重稀土氧化物、氟化物、氯化物或氢化物与Cu粉的混合重量比为1:1~10:1。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种稀土永磁材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：