[发明专利]含VN粒子的钕铁硼磁性材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钕铁硼磁性材料及其制备方法，属于钕铁硼磁性材料技术领域。本发明的含VN粒子的钕铁硼磁性材料的制备方法包括步骤a.钕铁硼合金的熔炼，在所述熔炼的过程中加入0.15～0.30wt％的钒和采用高压氮气冶炼工艺引入0.10～0.20wt％的氮。采用本发明的方法制备得到的含VN粒子的钕铁硼磁性材料晶粒小，磁性高，具有较好温度性能、较小的高温使用磁损失。

技术领域

本发明涉及一种钕铁硼磁性材料及其制备方法，属于钕铁硼磁性材料技术领域。

背景技术

钕铁硼磁性材料是磁性材料中的一种，其化学式为Nd₂Fe₁₄B，是目前发现商品化性能最好的磁铁，拥有极高的磁性能，其最大磁能积(BH)max高过铁氧体10倍以上。钕铁硼磁体的优点是性价比高，体积小、重量轻、良好的机械特性和磁性强等特点，在现代工业和电子技术中获得了广泛的应用，在磁学界被誉为磁王。因而，钕铁硼磁体的制备方法一直是业内持续关注的焦点。

随着环境的恶化和资源的短缺，尤其是近几年PM2.5的提出，使人们对环境和资源的关注度大大增加，绿色制造和节能已成为当今时代发展的两大主题。正如《中国制造2025》一文中提到国防军工、化工、轻工等工业机器人，家庭服务、教育娱乐等服务机器人的应用需求，以及新能源汽车的大力提倡和快速发展，都离不开永磁材料的支持。尤其是被称作永磁王的钕铁硼磁性材料，由于其优异的磁性能和良好的性价比，已广泛应用于电子、电力、机械、医疗器械等领域。

目前，业界常采用烧结法制作钕铁硼永磁材料，制作工艺主要包括以下流程：

熔炼、制粉、压型、烧结和回火。近年来对计算机、通讯器材以及汽车用电机在小型化、轻量化及节能环保等方面的要求，对磁体性能的要求越来越高。为了改善磁体性能，需要添加一些元素，目前较多的是采用传统的粉末冶金方法将添加元素直接加入钕铁硼合金中，这些合金元素部分进入主相，由于大部分元素降低主相的饱和磁化强度(M_s)，从而降低了磁体的剩磁；另一部分进入晶间区域，改变晶界组织与结构，使得矫顽力得到了提高。而添加的合金元素主要是Dy、Tb等重稀土元素，且重稀土元素Dy的含量越来越多，由于Dy是稀缺的重稀土资源，世界储量稀少，目前只能在中国南方的离子矿中生产，不仅增加了制造成本，而且最为重要的是当重稀土元素尤其是多种重稀土元素同时添加，制备出的钕铁硼磁体，其磁性能并不能最大限度的提高。均匀细小的磁体主相粒子有利于磁性能的提高，速凝铸带制备合金工艺可以制备平均晶粒直径为3μm的磁性材料合金片，但该磁性材料很容易在烧结过程中发生异常晶粒的生长，因此其磁性能也不能得到最大限度的提高。

申请号为201410763226.7的中国专利申请公开了一种耐热烧结钕铁硼永磁材料及制备方法，其是钕铁硼粉末：Nd18.6～23.1％、B0.73～0.81％、Cu0.44～0.53％、Co0.95～1.03％、Ga0.41～0.46％、Nb0.67～0.73％、Dy2.6～3.1％、Al0.23～0.29％、余量为Fe；添加纳米铁粉、纳米钛酸锶、纳米氮化钒混合均匀后烧结而成。本发明耐热烧结钕铁硼永磁材料；采用优化的成分配方，添加合适的纳米元素，通过特殊的混合制造工艺，制出具有较高性能、高热稳定性的钕铁硼磁体；该钕铁硼磁体不仅晶界角偶尺寸小，而且形状变得更加规则，晶粒均匀化、细化、规则化，从而使磁体具有更高的耐腐蚀性和耐热性。然而，其磁性任然很低。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种含VN粒子的钕铁硼磁性材料的制备方法，该方法制备得到的含VN粒子的钕铁硼磁性材料磁性高。

为解决本发明的第一个技术问题，本发明的含VN粒子的钕铁硼磁性材料的制备方法包括步骤a.钕铁硼合金的熔炼，在所述熔炼的过程中加入0.15～0.30wt％的钒和采用高压氮气冶炼工艺引入0.10～0.20wt％的氮。

优选的，所述高压氮气冶炼工艺的氮气压力为15～20MPa，在1400～1500℃精炼60～120min。