[发明专利]一种钕铁硼磁体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钕铁硼磁体及其制备方法，所述钕铁硼磁体在熔炼配方中除了添加常规元素外，还同时复合添加钛0.05～0.5％、锆0.05～0.5％、铌0.05～0.5％、镓0.05～0.5％四种微量元素。本发明采用少量多种的添加原则，通过复合添加钛、锆、铌、镓四种微量元素，降低材料配方中重稀土元素用量，成功开发出少(或无)重稀土镝、铽的烧结钕铁硼磁体；同时可统一各牌号二级时效温度，提高二级时效温度的普适性，最终达到1+1+1+1＞4的最佳效果；本发明磁体中添加的钛、锆、铌元素有利于细化磁体晶粒，添加的镓元素有利于增加晶界富稀土相的流动性，以便更好地包覆主相晶粒；通过以上四种元素协同作用，有利于提高磁体的磁性能。

技术领域

本发明涉及金属材料热处理工艺，具体涉及一种钕铁硼磁体及其制备方法。

背景技术

钕铁硼磁体是由由钕、铁、硼(Nd₂Fe₁₄B)形成的四方晶系晶体，属于第三代稀土永磁材料，具有体积小、重量轻和磁性强的特点，是目前性能价格比最佳的磁体。钕铁硼磁体的(BH)max值是铁氧体磁铁的5～12倍，是铝镍钴磁铁的3～10倍；它的矫顽力相当于铁氧体磁铁的5～10倍，铝镍钴磁铁的5～15倍，其潜在的磁性能极高，能吸起相当于自身重量640倍的重物。由于钕铁硼磁体的主要原料铁非常便宜，稀土钕的储藏量较钐多10～16倍，故其价格也较钐钴磁铁低很多。钕铁硼磁体的机械性能比钐钴磁铁和铝镍钴磁铁都好，更易于切割和钻孔及复杂形状加工。钕铁硼磁体的不足之处是其温度性能不佳，在高温下使用磁损失较大，最高工作温度较低。一般为80℃左右，在经过特殊处理的磁铁，其最高工作温度可达200℃。由于钕铁硼材料中含有大量的钕和铁，故容易锈蚀也是它的一大弱点。所以钕铁硼磁体必须进行表面涂层处理。可电镀镍(Ni)、锌(Zn)、金(Au)、铬(Cr)、环氧树脂(Epoxy)等。

自1983年被日本住友特殊金属公司的佐川真人(Masato Sagawa)发现以来，钕铁硼磁体应用领域不断扩大，该材料目前已广泛应用于电子、电力机械、医疗器械、玩具、包装、五金机械、航天航空等领域，较常见的有永磁电机、扬声器、磁选机、计算机磁盘驱动器、磁共振成像设备仪表等。特别是随着信息技术为代表的知识经济的发展，给稀土永磁钕铁硼产业等功能材料不断带来新的用途，这为钕铁硼产业带来更为广阔的市场前景。

钕铁硼磁体可分为粘结钕铁硼和烧结钕铁硼两种。粘结实际上就是注塑成型，而烧结是抽真空通过高温加热成型。其中，烧结钕铁硼硼永磁体凭借其优异的磁性能而被称为“磁王”。烧结钕铁硼磁体采用粉末冶金工艺进行生产制造，在烧结后还需进行时效热处理方可满足使用要求的性能。通常，不同牌号、不同配方钕铁硼磁体的一级时效温度差异不大，但是二级时效最佳温度差异较大，从450到650℃都有，范围达到200℃，新配方开发时往往需要通过多次试验方可找到最佳温度，影响开发进度，同时增加了开发成本。而批量生产时，难免遇到不同牌号及配方拼炉烧结的情况，往往会由于最佳时效温度不同而做出取舍，或者需要分开炉子进行时效，增加人力、物力，降低生产效率，给批量生产带来很多不便。

因此，开发一种能统一二级时效温度的钕铁硼磁体的制备方法显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服背景技术的技术缺陷，提供一种具备普适性二级时效温度、低重稀土含量、优良加工性能的钕铁硼磁体及其制备方法。本发明钕铁硼磁体的制备方法可以统一二级时效温度在某一固定值或固定值上下浮动5℃，为多牌号并炉烧结时效创造了条件，并确保磁体内禀矫顽力、方形度等磁性能指标达到最佳，同时有效降低镝、铽等稀缺型重稀土用量，最终从整体上提高生产效率，降低能耗及生产成本。

本发明解决上述技术问题所采用的技术手段为：

一种钕铁硼磁体，所述钕铁硼磁体在熔炼配方中除了添加常规元素外，还同时复合添加钛0.05～0.5％、锆0.05～0.5％、铌0.05～0.5％、镓0.05～0.5％四种微量元素。

优选地，所述钛、锆、铌、镓为铁合金或纯金属。