[发明专利]一种高磁能积烧结钕铁硼永磁材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧结钕铁硼永磁材料及制备方法，尤其涉及一种高磁能积烧结钕铁硼永磁材料及制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼永磁材料是迄今为止磁性最强的磁性材料，广泛应用于电子信息、风力发电、新能源和节能电机等诸多领域，是当今世界上发展最快、市场前景最好的永磁材料。自1986年问世以来，烧结钕铁硼生产技术得到巨大的提升，随着速凝铸片、氢碎等设备的发展和无氧工艺的实现，国内钕铁硼生产技术达到国际技术水平。根据钕铁硼理论的研究，最大理论磁能积为64MGOe，技术的提升仍有待突破。

随着当今社会信息化迅速发展，永磁功能器件在计算机、微特电机、VCM等高端市场的应用越来越广泛，这些市场向着轻量化、小型化、微型化方向发展，推动稀土永磁的技术朝高磁能积方向发展，因此提高烧结钕铁硼永磁材料的磁能积是实现永磁器件小型化、微型化的必然要求。目前，国内外厂家高牌号产品(BH)_m仍限于43～50MGOe，仅有个别厂家可以做到(BH)_m=50MGOe。理论上，提高钕铁硼磁能积主要从以下两个方面着手：一是科学合理的成分设计，使钕铁硼合金成分接近Nd₂Fe₁₄B主相成分，尽可能提高主相Nd₂Fe₁₄B的含量，提高磁体的饱和磁极化强度J_s，二是生产工艺的改进，严格控制显微结构，使正向畴体积分数接近1，提高磁粉的润滑性及取向度，使得磁体取向度cosθ尽可能高。

为了解决上述问题，CN1390664A于2003年01月15日公开了 一种钕铁硼稀土永磁合金制粉的方法，该方法通过改进多磨室气流磨制成烧结钕铁硼永磁体，所得材料的磁能积达到45.1MGOe。CN102218531A于2011年10月19日公开了一种高性能烧结钕铁硼永磁体的混合制备方法，其采用双合金对主相和富钕相分别设计，混合制粉，最后得到磁能积49.08MGOe的烧结钕铁硼永磁体。

上述方法虽然提高了烧结钕铁硼的最大磁能积，但还是不能完全满足永磁功能材料在高端信息市场的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种高磁能积烧结钕铁硼永磁材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明之高磁能积烧结钕铁硼永磁材料，其化学式为(Pr_aNd_b)_xFe_(1-x-y-z)M_yB_z，式中a、b表示原料镨钕中Pr及Nd的质量百分比且a+b=100%，x、y、z分别表示式中相应元素的质量百分比，23%≤a≤27%，73%≤b≤77%，25.2%≤x≤30.5%，0.9%≤y≤1.7%，0.75%≤z≤1.10%，M为Nb、Ga、Cu、Co中的一种或几种元素。

本发明之高磁能积烧结钕铁硼永磁材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：按化学式(Pr_aNd_b)_xFe_(1-x-y-z)M_yB_z所示成分的质量百分比进行配料，式中a、b表示原料镨钕中Pr及Nd的质量百分比且a+b=100%，x、y、z分别表示式中相应元素的质量百分比，且23%≤a≤27%，73%≤b≤77%，25.2%≤x≤30.5%，0.9%≤y≤1.7%，0.75%≤z≤1.10%，M为Nb、Ga、Cu、Co中的一种或几种元素；

（2）熔炼：将配好的原料放入速凝甩带炉坩埚内，抽真空至3～6Pa，预热，充氩气至9×10⁵～9.01×10⁵Pa，提高功率进行熔炼，待合金完全熔化后，保温8～10min，然后将合金液浇注至铜辊上，制成平均厚度为0.2～0.5mm的甩带片；

（3）制粉：将步骤（2）所得甩带片运至氢碎房进行氢破，制成平均粒度为100～200μm的粗粉，每千克粗粉分别加入2～5mL抗氧化剂和2～5mL汽油，然后气流磨，制得平均粒度为3～5μm的磁粉；

（4）成型：将步骤（3）所得磁粉在磁场强度为1.8-2.5T的磁场中取向成型，然后进行等静压、剥油，将带有内膜的毛坯产品运至烧结炉手套箱内剥掉内膜，准备烧结；