[发明专利]一种含铈量高的低成本N40钕铁硼磁体及其烧结方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及为一种含铈量高的低成本N40钕铁硼磁体及其烧结方法。

背景技术

近年来，随着钕铁硼磁体应用领域的迅速扩张，对原材料的需求已经变得越来越大，但因稀土开采的成本较高且随着国家调控力度的加大，其材料成本也逐渐加大。价格较高的稀土镨钕、钬、钆等元素配入比例较高，铈含量不超过3（wt%）。在当前价格涨幅过大的情况下，下游市场的价格承受能力比较有限，部分下游企业选择了使用较便宜的铁氧体或铝镍钴、钐钴等材料代替钕铁硼磁体原材料中的稀土，这给钕铁硼磁体市场带来较大的不稳定性。此外，钕铁硼磁体材料脆性高，规格杂，在电镀过程中极易出现缺角和尺寸不良等问题。而电镀后钕铁硼磁体的报废量又非常大，仅是成品外观及尺寸的报废率就在2~5％之间，因客户其他方面的要求也时常导致发生不良报废现象。因此降低烧结钕铁硼磁体的成本是亟待解决的问题之一。

N40牌号的烧结钕铁硼磁体是目前传感器、扬声器市场需求量较大的磁性材料。现在行业常规制造方法有以下缺陷：(1)在稀土矿石中，铈的含量。(2)铈单独或者联合添加，但添加量超过4(wt%)后磁性能恶化，不能达到国家标准。

针对现有技术中存在的不足，提供一种含铈量高的低成本N40钕铁硼磁体及其烧结方法，其含铈量≥6(wt%)。

发明内容

本发明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种含铈量高的低成本N40钕铁硼磁体。

本发明的另一目的在于提供上述钕铁硼磁体的烧结方法。

本发明实现其目的采用的技术方案如下。

一种含铈量高的低成本N40钕铁硼磁体，按重量百分比wt%称取以下原材料通过烧结工艺制备而成：镨钕﹙Pr-Nd﹚：16~27，铈﹙Ce﹚：6~10，铌﹙Nb﹚：0.2~0.5，铝﹙Al﹚：0.5~1，铜﹙Cu﹚：0.15~1，硼﹙B﹚：0.9~1.1，钴(Co)：0~1.2，锆(Zr)：0~0.5，其余为铁﹙Fe﹚。

所述N40钕铁硼磁体测试温度为20℃时性能如下：剩磁Br≥12.8kGs，磁感矫顽力Hcb≥12.2kOe，内禀矫顽力Hcj≥12.6kOe，最大磁能积（BH）m≥41.2MGOe，方形度Hk≥95.9%Hcj。

一种含铈量高的低成本N40钕铁硼磁体的烧结方法，包括以下步骤：

步骤1.原料称重配比：按重量百分比wt%称取以下原材料：镨钕﹙Pr-Nd﹚：16~27，铈﹙Ce﹚：6~10，铌﹙Nb﹚：0.2~0.5，铝﹙Al﹚：0.5~1，铜﹙Cu﹚：0.15~1，硼﹙B﹚：0.9~1.1，钴(Co)：0~1.2，锆(Zr)：0~0.5，其余为铁；

步骤2.熔炼铸片:将步骤1中的原材料依次有序放入真空速凝炉中，待原料充分熔化后静置，然后浇注形成鳞片状铸片，铸片温度低于40℃后，将铸片收集备用；

步骤3.氢碎磨粉：采用氢碎炉对铸片进行氢碎；

步骤4.磁粉成型：磁粉在全自动磁场成型压机中成型得到压坯；

步骤5.烧结：成型后的压坯进行烧结。

进一步，步骤2中，将步骤1中的原材料依次有序放入真空速凝炉中，加功率预热30~40分钟，熔炼温度1350~1435℃，熔炼时间40~45分钟，待原料充分熔化后静置。

进一步，步骤3中，氢碎后，经气流磨将氢碎粉磨成2.5~3.5um磁粉，在三维混料机中搅拌1~3.5小时，放入不锈钢桶充入高纯氮气备用。

进一步，步骤4中，磁粉成型时，取向磁场1.8T，成型时压力4~8MPa，保压时间30秒。

作为一种优选，步骤5中，成型后的压坯在真空烧结炉中进行烧结，真空烧结炉的真空度优于5.0×10^-2Pa，加热升温，首先进行1020~1100℃烧结3~5小时，随后进行870~950℃热处理2~3小时，然后进行460~650℃热处理3~5小时，最后冷却至60~90℃得到毛坯，出炉，毛坯的各种参数经检测合格入库。