[发明专利]一种高性能烧结钕铁硼磁体

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧结钕铁硼磁体，尤其是涉及一种高性能烧结钕铁硼磁体。

背景技术

烧结钕铁硼磁体自发明以来，以其优异的综合磁性能及相对低廉的价格而得到广泛 应用。近年来，随着科技的加速发展，烧结钕铁硼磁体在新能源汽车、变频压缩机和风 力发电等高端领域的推广速度和应用范围迅速扩大。这些领域均要求烧结钕铁硼磁体具 有较高的综合磁性能，即具有高的剩磁及高的矫顽力。

现有的高性能烧结钕铁硼磁体主要有两种结构。一种结构的烧结钕铁硼磁体内，重 稀土元素(Dy和Tb中的至少一种)在磁体内部均匀分布，其结构是通过在熔炼过程中 直接加入重稀土元素后使重稀土元素在磁体内均匀分布而实现，因此为获得该结构的烧 结钕铁硼磁体需要使用较多的重稀土元素，制备成本较高。在该磁体内重稀土元素部分 取代主相合金中的Nd原子，磁体主相z轴方向的晶格常数变小，具有较高的各向异性 场，矫顽力较高，但其饱和磁极化强度却明显降低，磁体的剩磁也随之降低。在另一种 结构的烧结钕铁硼磁体内，重稀土元素(Dy和Tb中的至少一种)主要分布在磁体内的 晶界相附近，相对于第一种结构的烧结钕铁硼磁体其重稀土元素含量虽有减少，但减少 的并不明显。该烧结钕铁硼磁体的结构是通过双合金工艺实现的，在双合金工艺中，按 主相正比成分熔炼合金，被称为第一合金，再按富钕相和富硼相组成的晶界相的成分熔 炼第二合金，第一合金和第二合金分别用真空速凝工艺熔炼，熔炼后按一定比例混合后 制备烧结钕铁硼磁体。为了保证该烧结钕铁硼磁体具有较高的矫顽力，第二合金中包含 重稀土元素Dy和Tb中的至少一种，经过高温烧结，第二合金扩散到第一合金主相内， 制备过程中重稀土元素仍需要使用较多，生产成本仍然较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种重稀土元素用量少，且具有高矫顽力和高剩 磁的低成本高性能烧结钕铁硼磁体。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高性能烧结钕铁硼磁体，该高 性能烧结钕铁硼磁体是通过制备烧结钕铁硼磁体基体，在烧结钕铁硼磁体基体表面形成 含重稀土元素的覆盖层，采用热处理工艺将含重稀土元素的覆盖层中的重稀土元素渗入 烧结钕铁硼磁体基体内部得到，将所述的高性能烧结钕铁硼磁体的表面位置主相z轴方 向的晶格常数记为c₁，将所述的高性能烧结钕铁硼磁体的内部中心位置主相z轴方向的晶 格常数记为c₀，c₁和c₀满足以下关系：0.01％<(c₀-c₁)/c₀<1.5％，其中符号“/”为除法运算 符号。

将所述的高性能烧结钕铁硼磁体内部距其表面400μm深度范围内的位置处主相z 轴方向的晶格常数记为c₂，c₁和c₂满足以下关系：0.01％<(c₂-c₁)/c₂<1.2％，其中符号“/” 为除法运算符号。该高性能烧结钕铁硼磁体内部距表面400μm深度范围内，重稀土元 素的渗入使得主相具有较高的磁晶各向异性场H_A，显著地提高了磁体矫顽力。同时，重 稀土元素的渗入引起晶格常数的变化主要集中在磁体内部距表面400μm的范围内，因 此可显著地减少重稀土元素的用量。

所述的烧结钕铁硼磁体基体的成分为Nd_mN_nX_tFe_100-m-n-k-tB_k，其中Nd为钕元素，N为 La、Ce、Pr、Dy、Tb、Ho、Gd元素中的至少一种，X为Co、Mn、Cu、Al、Ti、Ga、 Zr、V、Hf、W和Nb元素中的至少一种，Fe为铁元素，B为硼元素；m、n、t、k满足以 下关系：28.5≤m+n≤33，0≤t≤5，0.9≤k≤1.2，m、n、k、t均表示质量百分含量。

所述的含重稀土元素覆盖层中的重稀土元素为Tb、Dy、Ho中的至少一种。重稀土 元素Tb、Dy、Ho可提高磁体主相的磁晶各向异性场，有利于提高磁体的矫顽力。

所述的高性能烧结钕铁硼磁体的平均晶粒尺寸大于4μm。