[发明专利]一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法

说明书

本发明公开了一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法，包括：按照NdFeB合金成分配料，真空熔炼获得合金铸锭并快淬成薄带；按照稀土三元Re‑Al‑Cu合金成分配料，真空熔炼获得母合金铸锭并快淬成薄带，并经高能球磨获得均匀的低熔点稀土三元Re‑Al‑Cu纳米粉末；将Re‑Al‑Cu纳米粉末涂覆在NdFeB合金薄带的自由面和急冷面；将薄带合金平行置于在磁场强度为1.5T的恒磁场退火炉中，进行真空磁场热处理。本发明以低熔点稀土三元Re‑Al‑Cu纳米合金为扩散源，并通过在恒磁场作用下对NdFeB合金扩散热处理，促使NdFeB合金中的硬磁相沿易磁化轴排列，改善了钕铁硼磁体扩散后的晶界特性。

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域，尤其涉及一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法。

背景技术

钕铁硼永磁材料自问世以来，因其具有高的剩磁、矫顽力和最大磁能积等特点，已在很多方面获得广泛应用。但由于近年来稀土价格的不断上涨，导致Nd-Fe-B永磁材料的生产成本大幅度地升高，研发新型低成本的稀土永磁材料成为当今的研究热点之一。发新一代高性能、低成本的稀土永磁材料，一般有两种思路：一是发展复合永磁材料，充分利用软磁材料的高饱和磁化强度与硬磁材料的高磁各向异性场和矫顽力，将二者的优势结合起来，使其内禀磁性得到最大限度的发挥。二是发现新的具有优良内禀磁性能的永磁化合物，或是寻找价格便宜的稀土元素来代替稀土元素Nd，开发出成本低、资源多、磁性能优异的稀土永磁材料。近年来，用La、Ce、Pr等稀土元素来替代Nd-Fe-B合金中元素Nd的研究得到越来越多的关注。因此，如何有效利用La、Ce、Pr等稀土元素来制备高性能永磁材料，成为钕铁硼稀土永磁材料进一步发展的关键问题。

晶界扩散技术作为一种提高烧结钕铁硼矫顽力的一种新型工艺，主要通过稀土金属或者化合物的粉末作为扩散源，在一定的温度下进行扩散热处理，通过优化晶界相和提高主相的各向异性场，实现钕铁硼磁体磁性能的提升。同时，磁场处理作为一种热处理工艺，使磁体在磁场的作用下，使具有磁晶各向异性的晶粒在形核长大过程中沿磁优先生长方向生长，直接长成有取向的组织，使合金具有磁各向异性，从而获得比传统热处理更高的磁性能。因此，本申请提出一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法，以低熔点稀土三元Re-Al-Cu纳米合金为扩散源，并通过在恒磁场作用下对NdFeB合金扩散热处理，加速了低熔点合金中的稀土元素在晶界的扩散，促使NdFeB合金中的硬磁相沿易磁化轴排列，改善了钕铁硼磁体扩散后的晶界特性，得到高矫顽力钕铁硼磁体。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法。

本发明的恒磁场下晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法，包括如下步骤：

1）按照NdFeB合金成分称量各原料并进行混合，将混合原料进行真空熔炼，然后快淬甩带制成合金薄带；

2）将低熔点稀土三元Re-Al-Cu合金成分以原子百分含量称重配料，然后将混合原料进行真空熔炼，然后快淬甩带制成合金薄带；

3）将步骤2）制得的Re-Al-Cu薄带经高能球磨后，获得均匀的低熔点稀土三元Re-Al-Cu纳米粉末；

4）将步骤3）制得的低熔点稀土三元Re-Al-Cu纳米粉末涂覆在步骤1）制得的NdFeB合金薄带的自由面和急冷面；

5）将步骤4）制得的薄带合金平行置于在磁场强度为1.5 T的恒磁场退火炉中，进行真空磁场热处理，随后气冷至室温，制得高矫顽力钕铁硼磁体。

进一步的，所述NdFeB合金的组成成分及质量百分比为：Nd：30.5~40.1%、Fe：62.3~75.8%、B：0.5~2%、Zr：0.2~1.5%、Co：0.2~1.5%。

进一步的，步骤（1）和步骤（2）中快淬甩带的快淬速度为10~45m/s。