[发明专利]一种烧结复合主相永磁体及其制备方法

说明书

本发明提供一种烧结复合主相永磁体及其制备方法，所述烧结复合主相永磁体包含R₂Fe₁₄B和HR₂Fe₁₄B型化合物的主相晶粒，其原料包括R‑Fe‑B合金和HR‑Fe‑B合金，R‑Fe‑B合金化学式按原子百分比为R_a1B_b1T_c1Fe_余量，HR‑Fe‑B合金化学式按原子百分比为HR_a2B_b2T_c2Fe_余量；其中，13.50≤a1≤14.50，5.50≤b1≤6.00，1.00≤c1≤2.50；16.00≤a2≤22.00，4.80≤b2≤5.60，0.05≤c2≤1.20。获得一种低成本、同时具备高剩磁Br和高矫顽力Hcj的烧结R‑Fe‑B、HR‑Fe‑B复合主相耐高温永磁体。

技术领域

本发明涉及一种烧结复合主相永磁体及其制备方法，具体涉及一种烧结R-Fe-B、HR-Fe-B复合主相永磁体及其制备方法。

背景技术

自以Nd₂Fe₁₄B化合物为主相的烧结Nd-Fe-B稀土永磁体于1984年被发现以来，由于其具有优异的磁性能(高饱和磁化强度、高磁能积)是永磁体中性能最高的永磁体，已广泛应用于电动汽车用电动机、工业用电动机、空调压缩机等各种电动机等中。由于这些电机工作温度较高，为了高温环境下能够正常运行，所以要求永磁体在高温环境下需要仍具备较高的剩磁Br和矫顽力Hcj。

近年来，采用晶界扩散方法来提高烧结R-Fe-B稀土永磁体的矫顽力Hcj：使重稀土HR从烧结R-Fe-B稀土永磁体的表面扩散到内部，使主相晶粒的边缘形成核壳结构，获得高矫顽力Hcj并且抑制剩磁Br的降低。但是在扩散过程中，由于块状烧结R-Fe-B稀土永磁体的尺寸，致使重稀土HR元素及其低熔点合金和其他低熔点合金在烧结R-Fe-B稀土永磁体中的扩散深度非常有限和块状烧结R-Fe-B稀土永磁体内部的磁性能分布不一致。为克服晶界扩散技术不足，通过采用一定的技术使R₂Fe₁₄B和HR₂Fe₁₄B型化合物晶粒作为主相在永磁体中随机均匀地分布，并在R-Fe-B粉末颗粒表面引入重稀土HR元素作为扩散源在R-Fe-B粉末颗粒表面发生重稀土HR元素的扩散，同时通过富稀土晶界相的成分优化设计，实现提高矫顽力Hcj和抑制剩磁Br降低，获得具有优异磁性能的烧结R-Fe-B、HR-Fe-B复合主相永磁体。

尽管采用添加重稀土HR替代Nd或Pr-Nd的方法和重稀土HR元素扩散方法来提高烧结R-Fe-B永磁体的矫顽力Hcj。采用添加重稀土HR元素替代Nd或Pr-Nd元素的方法获得的烧结R-Fe-B永磁体虽矫顽力Hcj提高显著，但是剩磁Br降低幅度较大。采用重稀土HR元素扩散方法获得的烧结R-Fe-B永磁体的剩磁Br降低幅度较小，矫顽力Hcj提高显著。但是重稀土HR元素在扩散过程中，由于块状烧结R-Fe-B永磁体的尺寸，使其在烧结R-Fe-B永磁体中的扩散深度非常有限和块状烧结R-Fe-B稀土永磁体内部的磁性能分布不一致。以上烧结R-Fe-B稀土永磁体在高温环境下，不能保持高剩磁Br或者磁性能的热稳定性较差。

因此，开发以R₂Fe₁₄B和HR₂Fe₁₄B型化合物晶粒作为主相在永磁体中随机均匀地分布，并在R-Fe-B粉末颗粒表面引入重稀土HR元素作为扩散源在R-Fe-B粉末颗粒表面发生重稀土HR元素的扩散，同时通过富稀土晶界相的成分优化设计，获得高剩磁Br和高矫顽力Hcj的烧结R-Fe-B、HR-Fe-B复合主相永磁体具有积极的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种烧结复合主相永磁体及其制备方法，通过优化重稀土HR元素的使用量，降低了生产成本，在高温环境下也具备优异的磁性能，获得一种低成本、同时具备高剩磁Br和高矫顽力Hcj的烧结R-Fe-B、HR-Fe-B复合主相耐高温永磁体。