[发明专利]主辅合金系钕铁硼磁体材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种主辅合金系钕铁硼磁体材料及其制备方法。本发明的主辅合金系钕铁硼磁体材料的原料组合物包括主合金原料和辅合金原料，所述辅合金原料在所述主辅合金系钕铁硼磁体材料的原料组合物中的质量百分比为1.0～15.0mas％。采用该原料组合物制得的主辅合金系钕铁硼磁体材料在保证高剩磁的同时提高了矫顽力，且其制备方法可以工程化应用。

技术领域

本发明涉及一种主辅合金系钕铁硼磁体材料及其制备方法。

背景技术

钕铁硼作为当前常温磁能积最大的永磁体而备受关注，广泛应用于曳引电机、伺服电机、新能源汽车主驱电机、磁性元件、风力发电机等领域。但商用磁体的抗退磁能力仅为理论值(约71KOe)的1/4。钕铁硼的抗退磁能力一般用矫顽力来表征，矫顽力的大小受钕铁硼的微观结构影响大，同时受形核场和钉扎场两种机制控制，以形核场为主导，形核场提高HcJ的途径为消除反向畴形核点。从微观角度，一般有三种提高矫顽力的路径：

1)提高主相之间的晶界相的去磁耦合能力，具体的做法有通过主相含Nd₆Fe₁₃X吸收晶界中的Fe，使晶界相向无磁相或反铁磁相转变，同时扩宽晶界；或者提高总稀土量，以提高晶界相体积；通过Cu、Ga、Co、Al等晶界元素的添加，改善富钕相的流动性，优化主相颗粒边界，从而修复主相缺陷，减少反向畴的形成，使HcJ的提高。此类方法提升的HcJ有限，HcJ难以提高至25kOe以上。

2)通过细化晶粒减少主相颗粒的反向畴形核点，越接近单畴尺寸，反向畴越难形成；或通过Nd₆Fe₁₃X等晶界相的形成消融主相颗粒的锐角，使主相晶界变平滑，减少反向形核点。此类方法对HcJ的提升效果较强，薄膜法制备磁体的HcJ可达29kOe，但难以工程化应用。

3)通过重稀土添加，使主相各向异性场提高，而重稀土资源储量少、价格高，严重制约了钕铁硼磁体在各行业的应用。通常采双合金或扩散的方式使重稀土在主相外沿层分布，提高重稀土的利用率。但是扩散的方式无法应用在厚度较大(＞15mm)的磁体，而现有的双合金法提升的效果有限(大约可将HcJ提高1～1.5kOe)。

发明内容

本发明为了解决现有技术中双合金法制备的钕铁硼磁体矫顽力较低的缺陷，从而提供一种主辅合金系钕铁硼磁体材料及其制备方法。本发明的主辅合金系钕铁硼磁体材料在保证高剩磁的同时提高了矫顽力，且其制备方法可以工程化应用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种主辅合金系钕铁硼磁体材料的原料组合物，其包括主合金原料和辅合金原料；其中，所述主合金原料包括以下组分：轻稀土元素LR，10.0～33.0mas％；LR选自Y、La、Ce、Pr、Nd的一种或多种；重稀土元素HR，0～20.0mas％；HR选自Gd、Dy、Tb和Ho中的一种或多种；M，0.1～5.0mas％；M选自Co、Cu、Al和Ga中的一种或多种；X，0.05～0.7mas％；X选自Zr、Ti和Nb中的一种或多种；B，0.94～1.1mas％；余量为Fe；其中，mas％是指组分在所述主合金原料中的质量百分比；

所述辅合金原料包括以下组分：轻稀土元素LR，0～30.0mas％；LR为Nd和/或Pr；重稀土元素HR，1～80mas％；HR为Dy和/或Tb；M，5.0～20.0mas％；M选自Co、Cu、Al和Ga中的一种或多种；X，3.0～12.0mas％；X选自Ti、Zr、Hf、Nb、W和Ta中的一种或多种；B，0～0.6mas％；余量为Fe；其中，mas％是指组分在所述辅合金原料中的质量百分比；

所述辅合金原料在所述主辅合金系钕铁硼磁体材料的原料组合物中的质量百分比为1.0～15.0mas％。