[发明专利]一种中高性能钕铁硼磁体及制备方法

说明书

本发明公开了一种中高性能钕铁硼及制备方法，通过主辅相双合金工艺，主相合金为低稀土总量的铈铁硼，辅相为高稀土总量的钕铁硼合金，避免主相轻稀土进入晶界，而辅相中富余的稀土进入晶界重构成富稀土相。将制备的磁体加工成薄磁片，磁控溅射HReM低熔点合金，实现了低温晶界扩散，该合金提高了晶界浸润性，也提高了富稀土相的流动性，使含铈钕铁硼主、辅相晶粒，在晶界扩散时被快速隔离，低温扩散避免了扩散入的重稀土被镨钕铈元素置换，抑制了铈铁硼晶粒间交换耦合，使重稀土游离于晶界，或与富稀土相作用在主相晶粒表层形成核壳结构，使富稀土相连续均匀分布，有效提升了晶界扩散重稀土元素对提高含铈磁体内禀矫顽力的效能。

技术领域

本发明属于烧结钕铁硼稀土永磁材料技术领域，更具体地说，它采用主辅相双合金工艺来制备铈铁硼磁体，然后再对其进行晶界扩散，来制备低成本中高性能的烧结钕铁硼磁体。

背景技术

随着稀土永磁材料应用领域的扩大及需求量的猛增,导致关键稀土元素(Pr、Nd、Dy、Tb)的过度使用,而高丰度稀土元素(La、Ce、Y)却不断积压。高丰度稀土永磁材料不仅可以降低成本,还可实现稀土资源综合平衡利用,出于国家战略安全和原材料成本角度考虑,高性价比的高丰度稀土永磁材料的研究与开发势在必行。

为降低成本，近年来很多厂家，对磁能积要求不太高的应用场合采用轻稀土Ce、La取代部分Nd，已获得较大的进步。但有些中高性能，有一定矫顽力要求的磁体，添加Ce、La取代部分Nd后，研究发现了处于晶界相中的Ce会成为吸附重稀土的“海绵”，降低了重稀土提升磁体矫顽力的效率，制约了轻稀土Ce、La在晶界扩散磁体中的应用。

中国专利CN110634669A，扩散重稀土氟化物RF₃，元素氟会在磁铁材料中优先捕捉氧，形成更稳定的CeOF，形成CeOF的过程中，扩散元素会游离与晶界，从而提升晶界扩散的效率，有效地提高稀土磁铁材料的矫顽力。该发明有效地解决了主相中的Ce对Dy、Tb的置换，但并未解决游离在晶界的Dy、Tb与主相Pr、Nd元素的置换，所以无法降低重稀土Dy、Tb的用量，而且制备工艺中采用石蜡涂覆在磁体表面，也给后续扩散过程对扩散设备的真空系统造成较大的压力。

中国专利CN201910434469.9，通过将晶界扩散温度提高到REFe相熔点进行扩散，把REFe项采用晶界扩散的方法扩散进去，而由于该扩散温度已经高于富稀土相的熔点，所以富稀土相在晶界扩散时已完全成为液相，稀土元素在晶界的扩散效率提高。该发明有效地解决了含铈磁体晶界扩散效率，未能解决扩散进入磁体的重稀土元素Dy、Tb与主相Pr、Nd、Ce元素的置换，而且由于扩散温度较高，加剧了主相Ce对Dy、Tb元素的置换和吸附，也影响重稀土元素对提升含铈磁体内禀矫顽力的效能，所以无法降低重稀土Dy、Tb的用量。

中国专利CN202011355320.0，通过两级扩散，先进行一级扩散PrNd_0.86Cu_0.1Ga_0.04，一级扩散置换出部分富稀土相中的铈，以期减少Ce与二级扩散Tb_0.88PrNd_0.04Fe_0.04Al_0.02Ga_0.02重稀土Tb的置换和吸附，一级扩散的置换的铈的多少和深度，对二级扩散有影响，而且置换出来的Ce依然存在于晶界相，依然会影响二级扩散进入的重稀土Tb对磁体内禀矫顽力的提升效能。二级扩散不便于工业化批量生产，因为一级扩散后表面会形成薄氧化层，必须要进行磨削处理方可进行二级扩散，否则会影响二级扩散效果，这都会导致生产周期延长、生产成本上升。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在提供一种中高性能的钕铁硼磁体及制备方法。

具体通过以下技术方案加以实现：

所述的一种中高性能钕铁硼磁体，包括主相合金和辅相合金，主相合金的质量占比为80-100％，辅相合金的质量占比为0-20％：

其主相合金特征如下：