[发明专利]La-Fe基双硬磁主相磁体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土永磁材料技术领域，尤其涉及一种新型La-Fe基双硬磁主相磁体及其制备方法。

背景技术

钕铁硼作为第三代稀土永磁材料具有高剩磁Br，高矫顽力Hc_j，高磁能积（BH）_m的特点，一经发现便迅速地占领市场成为现代科学技术的关键材料之一，钕铁硼磁体中金属钕Nd占原材料成本的90%以上。随着全球稀土永磁体产量的不断增加，使金属钕的使用量大幅度提高，给磁性材料生产企业及用户造成了很大压力。因此，本发明的新型La-Fe基双硬磁主相磁体及其制备方法具有重大的现实意义。

在天然稀土资源中，除Nd外还有储量丰富且价格低廉的金属La。然而La₂Fe₁₄B的磁矩Js和各向异性场H_A远低于Nd₂Fe₁₄B，采用传统的制备方法制备的产品无法满足用户对性能的要求。在用La部分替代Nd方面的研究中，中国专利申请CN102360657A，从生产方法到实施例，都没有确切的给出La、Ce分别占稀土总重量的比例，La、Ce混合添加，显然，La、Ce所占比例不同，磁体性能不同，缺少可操作性和实施例的可信性。中国专利申请CN101105998A，公开了La不超过稀土总重量的30%，但两上述专利没有采用速凝工艺，即直接将La或La、Ce熔入合金中，这样会使La过多的替代了主相中的Nd而严重恶化磁体的性能。在制备工艺方面，磁体的烧结温度超过1100℃，均高于1050℃，属于高温烧结，不仅易导致晶粒长大，恶化磁体性能，还增加了磁体的生产成本。中国专利申请CN102592778A和CN102842400A，公开了La最多占总重量2～4wt.%（即不超过稀土总重量的15%），上述专利申请/专利使用的都是单合金技术。

现有的稀土永磁制备工艺多采用单合金法、双合金法和液相添加烧结法，也有把双合金法称作液相添加法的，通常双合金法是熔炼一个主相合金和一个辅相合金（或称液相合金，也就是富稀土合金），其中，辅相合金的主要作用是调整主相成分偏析、修复晶界或实现液相烧结。中国专利申请CN102220538A就是采用主、辅合金工艺，尽管La占到辅合金总重量的25%，但主、辅合金最高按92：8的比例添加，最终磁体中La的含量不超过稀土总重量的10%，而且辅合金中不形成R₂Fe₁₄B（R为稀土）主相。在现有技术中，对于双主相合金法合成La-Fe基双硬磁主相磁体，至今还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种La-Fe基双硬磁主相磁体及其制备方法，其中Nd含量少于或等于稀土总量的50%。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种La-Fe基双硬磁主相永磁体，该永磁体的成分化学式为：（La_xRe_100-x）_aFe_100-a-b-cB_bTM_c，其中x，a，b和c分别表示对应元素的质量百分比，并且10%≤x≤60%，29%≤a≤31%，0.9%≤b≤1.5%，0.5%≤c≤2%；Re为Nd，Pr，Dy，Tb，Ho元素中的一种或几种，TM为Ga，Co，Cu，Nb，Al元素中的一种或几种；

所述永磁体为La-Fe-B和Re-Fe-B双硬磁主相结构，该双主相为磁晶各向异性常数K为不同值的两个主相；

该永磁体通过如下方法制备：分别制备两种不同成分的铁基永磁体速凝片粉末，一种为含有镧的La-Re-Fe-B合金，另一种为Re-Fe-B合金，二者经混合、磁场成型、压制、低温烧结和低温回火，得到所需永磁体。

该双主相磁体中La含量大于30%，在各稀土元素中所占权重最大，Nd含量小于或等于稀土总量的50%，一般磁体较少或不使用重稀土元素,制备高矫顽力磁体,需添加适量重稀土，重稀土元素含量为0～10%。

所述的永磁体，35%≤x≤60%。

一种所述的La-Fe基双硬磁主相永磁体的制备方法，包括如下步骤：

a.按照永磁体的设计成分，分别准备两种成分的铁基永磁体速凝片原料：一种为含有镧的La-Re-Fe-B合金，另一种为Re-Fe-B合金，Re为Nd，Pr，Dy，Tb，Ho元素中的一种或几种；

b.将配好的原料分别在保护气氛下进行真空熔炼和电磁搅拌精炼，然后浇注在水冷铜辊上，分别制得两种成分的速凝片；