[发明专利]烧结钕铁硼磁体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法，该制备方法将破碎后钕铁硼细粉和金属片状镓颗粒在低于镓熔点的温度下混合均匀，再将均匀的混料在高于30℃温度下磁场取向成型，再依次经过等静压、烧结、热处理，制得烧结钕铁硼磁体。通过该制备方法制得的烧结钕铁硼磁体具有更高的剩磁、最大磁能积及矫顽力，磁性能优异，且杂质元素含量低。

技术领域

本发明属于稀土永磁材料技术领域，具体涉及一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法。

背景技术

新能源汽车、风力发电、航空航天等诸多领域的不断拓展，极大促进了稀土永磁行业的高速发展，随着现代科学技术与信息产业的集成化、微型化、智能化的发展，具有超高综合性能永磁材料的出现，有力地促进了更多新兴产业的发展。永磁材料已经成为促进当代科技与社会进步的重要物质基础之一，为新型产业提供了物质基础。

烧结钕铁硼作为永磁材料中主要的种类之一，其使用主要应用其在气隙中产生的磁场，该磁场的大小除了与磁路结构有关外，更重要的是由永磁体的最大磁能积来决定。通常情况下，磁体的剩磁越大，磁能积越大，而剩磁主要由磁性相的饱和磁化强度M_s决定。在三元Nd-Fe-B合金中，当原材料按照Nd₂Fe₁₄B的正分比配料时，材料的Ms最高，剩磁和最大磁能积最大，但是该比例原料配比时因缺少足够的液相而难以获得优异的相结构，影响磁性能(磁体矫顽力低)。而以熔炼合金化的方式加入，任何元素的取代均会降低主相的饱和磁化强度M_s，从而降低磁体的剩磁和磁能积。因此，进行原材料设计时，通常往晶界中加入其它金属元素而不是在熔炼过程中直接加入，使添加元素尽可能在烧结后的磁体晶界中存在，是制备高磁能积钕铁硼磁体的关键。

金属镓的熔点为29.8℃，在常温中为液态，且流动性好。大量研究表明，金属镓能够显著改善磁体的矫顽力，降低磁通不可逆损失，改善材料的加工性能。传统的做法是在熔炼过程中加入金属镓，但是部分镓会进入主相Nd₂Fe₁₄B中而降低剩磁和最大磁能积。授权公告号为CN103137314B的中国专利通过将镓在气流磨工艺之前混入粉末中，进行高温气流磨处理，从而提高钕铁硼材料的剩磁和最大磁能积，但是这种做法存在一个问题：在温度高于30℃的气流磨过程中，液态的镓很容易与气流磨细粉一起粘在设备内壁，且粉末极易形成团聚现象。

此外，在粉末取向成型前，通常也可以在粉末中加入添加剂以减小取向阶段粉末之间的摩擦力，提高粉末润滑效果，提升磁体的取向。但是，添加剂一般为有机化合物，添加时会引入有害元素碳、氧，且后续烧结时不易脱去。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法，该制备方法在压制成型前，在低温下加入金属镓后，在高于30℃条件下取向成型，从而提高粉末的润滑效果，提升磁体的取向，且不会引入碳、氧等有害元素，减小了其对磁性能的影响，该制备方法制得的烧结钕铁硼磁体杂质元素含量低，具有更高的剩磁、最大磁能积及矫顽力，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：

获得基体粉料：按照钕、铁、硼三种元素的原子比为2.04～2.14：14：1制得钕铁硼细粉；

获得金属片状镓颗粒：将金属镓速凝片破碎成粒度在0.01～0.1mm的金属片状镓颗粒；

获得混料：将所述钕铁硼细粉和所述金属片状镓颗粒在低温条件下混合均匀，所述低温条件指的是低于镓的熔点温度；

制得烧结钕铁硼磁体：将所述混料在高于30℃温度下磁场取向成型，再依次经过等静压、烧结、热处理，制得烧结钕铁硼磁体。

进一步的，所述获得基体粉料的步骤，具体为：按照钕、铁、硼三种元素的原子比为2.04～2.14：14：1制得钕铁硼合金片；