[发明专利]一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土永磁材料相关技术领域，尤其是指一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法。

背景技术

钕铁硼永磁材料因其优异的磁性能而广泛应用于计算机、风力发电、航空航天和设备自动化等领域。在烧结钕铁硼磁体的制备过程中，需要大量使用Pr、Nd、Dy和Tb等元素。2011年全球稀土价格的剧烈波动引起了国内外科学界、工业界的普遍担忧。寻求关键稀土元素的替代以及稀土资源的平衡利用成为当今研究的热点话题。矿石资源中含量最为丰富是镧铈元素，高丰富度的Ce元素吸引了科研工作者们的普遍兴趣。然而Ce元素的添加会导致烧结钕铁硼磁体的磁性能急剧降低。

理论研究表明Ce₂Fe₁₄B具有一定的内禀磁性能，虽然其饱和磁化强度和各向异性场远低于Nd₂Fe₁₄B，但是适量的Ce取代Nd并通过制备工艺的合理改进，可以制备一些中低档的烧结钕铁硼磁体，将该类磁体应用于低端领域，具有广泛的市场前景。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种降低铈元素添加引起的磁体性能降低幅度且提高铈元素资源利用率的烧结钕铁硼磁体及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种烧结钕铁硼磁体，由富Ce主相合金粉末和低熔点TeH_y辅相粉末均匀混合制备而成，所述富Ce主相合金粉末的质量百分比化学式为：(Ce_xRe_1-x)_aFe_100-a-b-cTM_bB_c，其中，Re为Pr、Nd元素中的一种或多种，TM为Co、Al、Cu、Ga、Nb和Zr元素中的一种或多种，x的范围为0.2～0.5，a的范围30～32.5，b的范围0.3～2.5，c的范围0.9～1.2，Te为La、Ce、Pr、Nd元素中的一种或几种。

纯Ce-Fe-B的熔点低，采用传统工业生产中的烧结温度，会发生Ce-Fe-B的分解以及其晶粒异常长大。低熔点TeH_y粉末的添加可以有效的降低烧结钕铁硼晶界相的熔点，从而实现富Ce烧结钕铁硼磁体的低温烧结，阻止富Ce烧结钕铁硼磁体的晶粒异常长大；富Ce烧结钕铁硼磁体的晶界相结构与传统钕铁硼相比更为复杂，其晶界中具有部分更低熔点的相。

作为优选，所述的低熔点TeH_y辅相粉末占富Ce主相合金粉末和低熔点TeH_y辅相粉末之和的比例范围为0～3wt％。

本发明还提供了一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，具体操作步骤如下：

(1)制备富Ce主相合金粉末：采用速凝、氢破和气流磨的工艺制备而成；

(2)制备低熔点TeH_y辅相粉末：将Te吸氢破碎，随后进行气流磨制粉而成；

(3)混合：将富Ce主相合金粉末与低熔点TeH_y粉末按照不同的比例混合均匀；

(4)烧结：富Ce主相合金粉末与低熔点TeH_y粉末混合均匀后在磁场中成型，进行低温烧结；

(5)回火：将烧结后的样品进行三段回火处理，制备出烧结钕铁硼磁体。本发明在Ce元素合理添加的基础上，通过关键制备工艺技术的调整与优化、微量元素的合理配置，制备出满足市场需求的烧结钕铁硼磁体。低熔点TeH_y粉末的添加可以有效的降低烧结钕铁硼晶界相的熔点，从而实现富Ce烧结钕铁硼的低温烧结，阻止富Ce烧结钕铁硼磁体的晶粒异常长大；富Ce烧结钕铁硼的晶界相结构与传统钕铁硼相比更为复杂，其晶界中具有部分更低熔点的相，采用三段式回火可以充分发掘富Ce烧结钕铁硼磁体的矫顽力潜能，采用新的工艺方法来，降低Ce元素添加引起的性能降低幅度，提高了Ce元素资源的利用率。这不仅可以节约烧结钕铁硼的制备成本，还可以提高高丰富度Ce稀土元素资源的利用率，解决Ce元素的堆积难题，促进稀土行业健康稳定的发展，具有重要的实际意义。

作为优选，在步骤(3)中，所述低熔点TeH_y辅相粉末占富Ce主相合金粉末和低熔点TeH_y辅相粉末之和的比例范围为0～3wt％。

作为优选，在步骤(4)中，将在磁场中成型的毛坯磁体放入到真空烧结炉中进行低温烧结，烧结温度范围在980℃～1050℃。