一種稀土永磁材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于稀土永磁材料領(lǐng)域，尤其涉及一種稀土永磁材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 燒結(jié)NdFeB永磁材料與其他類型永磁材料相比，具有磁性能高，價格低等突出優(yōu) 點，使得其開發(fā)和應(yīng)用得到了超常規(guī)的發(fā)展。目前其綜合磁性能已達到較高水平，應(yīng)用已涉 及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。
[0003] 然而，當(dāng)今新能源和環(huán)保日益被關(guān)注并成為必然發(fā)展的趨勢，對所使用的永磁材 料也提出了高矯頑力以及高剩磁的要求。高矯頑力磁體需要較多的成本昂貴的鏑和/或鋱 元素，但是添加較多這兩種元素的磁體又無法較好的滿足高剩磁的需求，不利于電機輕量 化和大功率以及高效的利用電能和風(fēng)能。
[0004] CN102534358A公開了一種高矯頑力R-Fe-B系燒結(jié)永磁材料的制造方法，其特 征在于，所述方法包括以下步驟：步驟一，將原材料按比例配好，在200-700Kg/次的帶坯 連鑄爐內(nèi)熔化，并以lm/s-10m/s的輥速澆鑄成合金片，其合金片厚度為0. 1-0. 4mm;步驟 二，將步驟一中所制得的合金片進入氫處理爐內(nèi)進行氫粉碎，并在400-600°C的溫度下脫 氫至氫壓<l〇Pa ;在惰性氣體保護下的無氧環(huán)境中，將氫碎之后的合金片送入中磨機粉碎 至粒度〈〇. 5mm，再經(jīng)氣流磨進行微粉碎，經(jīng)分級制成粒徑d=2-4um的釹鐵硼合金粉末；步 驟三，在惰性氣體保護下的無氧環(huán)境中，將粒徑小于IOOnm的納米氧化鏑、納米氧化鋱、納 米氧化欽中的至少一種加入到制備好的釹鐵硼合金粉末中，其添加比例為NdFeB合金粉 末重量的1-3%，并混合均勻；步驟四，在惰性氣體保護下的無氧環(huán)境中，步驟三中混合均勻 的粉末經(jīng)I. 5-3T的磁場取向并壓制成壓坯；步驟五，在惰性氣體保護下的無氧環(huán)境中，將 步驟四中所制得的壓坯送入真空燒結(jié)爐內(nèi)，進行600-700°C X2-4hr -次燒結(jié)，然后進行 800-900°C X 2-4hr的二次燒結(jié)、快冷，再進行1000-1100°C X l_2hr的三次高溫?zé)Y(jié)、快冷， 最后依次進行850-950°C X l_6hr和450-600°C X l_6hr的時效處理，制成高矯頑力的耐高 溫R-Fe-B系燒結(jié)永磁材料。該方法制備的永磁材料的剩磁為13. 6-14. 5 (kGs)，矯頑力為 14.5-18 (kOe)。
[0005] 目前制得的永磁材料的矯頑力距矯頑力的理論極限值SOkOe還存在很大的差距， 并且提高矯頑力所需要的鏑和/或鋱的含量仍然較高。此外，提高永磁材料矯頑力的同時， 剩磁將不可避免的降低，如何在保證剩磁下降較低的同時提高矯頑力（即，同時保證高矯頑 力和高剩磁)，又要降低鏑和/或鋱的使用量，成為目前研究的熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有的永磁材料無法同時獲得較高矯頑力和高剩磁的缺陷，從而提 供一種具有較高矯頑力和高剩磁的稀土永磁材料，以及該稀土永磁材料的制備方法。
[0007] 本發(fā)明的發(fā)明人注意到磁體只采用Pr和/或Nd組成的稀土元素，在本質(zhì)特征上， 很難獲得諸如汽車電機、風(fēng)力發(fā)電機等高矯頑力和適應(yīng)高工作溫度的磁體，因此主相需要 存在一定含量的重稀土 Dy和/或Tb,以提高矯頑力，但是Dy和/或Tb的存在則不可避免 的導(dǎo)致剩磁的降低和成本的增加。
[0008] 然而，本發(fā)明的發(fā)明人通過多次實驗終于發(fā)現(xiàn)具有一定組成和含量的主相配合具 有一定組成和含量并且Dy和/或Tb含量較高的第一輔相，具有一定組成和含量并且低熔 點合金元素含量較高的第二輔相，有效的降低了最終磁體的磁感應(yīng)強度的損失，在較低的 磁感損失的條件下獲得高的矯頑力。雖然第一輔相中Dy和/或Tb含量較高，但是由于稀 土永磁材料中添加的輔相的量在較少的情況下就能獲得的較好的效果，以及與第二輔相元 素相互作用，所以，與現(xiàn)有技術(shù)相比，仍然可以在Dy和/或Tb含量較低的情況下，在較低的 磁感損失的條件下獲得高的矯頑力。另外，當(dāng)本發(fā)明提供的稀土永磁材料與現(xiàn)有技術(shù)提供 的稀土永磁材料的性能相近時，本發(fā)明提供的稀土永磁材料的鏑和/或鋱的含量比現(xiàn)有技 術(shù)提供的稀土永磁材料的鏑和/或鋱的含量明顯降低。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種稀土永磁材料，該材料包括主相和輔相，所 述輔相隔離或包覆于主相周圍；所述輔相包括第一輔相和第二輔相； 所述主相的組成為：RlxlR2ylFeiQQ_xl_ yl_zl_ulC〇zlBul，Rl 選自 Pr 和 / 或 Nd ;R2 選自 Dy、 Tb和Ho中的至少一種，其中，xl、yl、zl、ul為質(zhì)量百分比，且26%彡xl+yl彡34%， 0. 01% ^ yl ^ 4%, 0% ^ zl ^ 6%, 0. 78% ^ ul ^ 1. 25% ； 所述第一輔相的組成為：，R3選自Pr和/或Nd ;R4選自 Dy、Tb 和 Ho 中的至少一種，M 選自 Zr、Ga、Cu、Nb、Sn、Mo、Al、V、W、Si、Hf、Ti、Zn、Bi、Ta、In 中 的至少一種，其中，義2、72、22、112、￥1為質(zhì)量百分比，且35%彡12+72彡82%，5%彡72彡42%， 0% ^ z2 ^ 40%, 0% ^ u2 ^ 1. 25%, 0% ^ vl ^ 10% ； 所述第二輔相的組成為：R5x3R6y3FeiQQ_x3_ y3_z3_u3_v2C〇z3B u3Mv2, R5 選自 Pr 和 / 或 Nd, R6 選自 Dy、Tb 和 Ho 中的至少一種，M 選自 Zr、Ga、Cu、Nb、Sn、Mo、Al、V、W、Si、Hf、Ti、Zn、Bi、Ta、In 中 的至少一種，其中，x3、y3、z3、u3、v2為質(zhì)量百分比，且10%彡x3+y3彡32%，0%彡y3彡4. 8%， 0% 彡 z3 彡 40%，0% 彡 u3 彡 L 25%，31% 彡 v2 彡 50%。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種稀土永磁材料的制備方法，該方法包括以下步驟： 51、 按主相的配比將原料進行熔煉，得到主相鑄錠或速凝薄片； 52、 按第一輔相的配比將原料進行熔煉，得到第一輔相鑄錠或速凝薄片； 53、 按第二輔相的配比將原料進行熔煉，得到第二輔相鑄錠或速凝薄片； 54、 將主相鑄錠或速凝薄片、第一輔相鑄錠或速凝薄片和第二輔相鑄錠或速凝薄片進 行破碎、制粉、混料、磁場取向壓制成型、并在真空或惰性氣氛中進行燒結(jié)和回火，得到所述 稀土永磁材料。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的稀土永磁材料保證剩磁降低很少情況下具有較高 的矯頑力，并且降低了鏑和/或鋱的用量。降低了永磁材料的生產(chǎn)成本。
【具體實施方式】
[0012] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0013] 本發(fā)明提供了一種稀土永磁材料，該材料包括主相和輔相，所述輔相隔離或包覆 于主相周圍；所述輔相包括第一輔相和第二輔相； 所述主相的組成為：RlxlR2ylFeiQQ_xl_ yl_zl_ulC〇zlBul，Rl 選自 Pr 和 / 或 Nd ;R2 選自 Dy、 Tb和Ho中的至少一種，其中，xl、yl、zl、ul為質(zhì)量百分比，且26%彡xl+yl彡34%， 0. 01% ^ yl ^ 4%, 0% ^ zl ^ 6%, 0. 78% ^ ul ^ 1. 25% ； 所述第一輔相的組成為：，R3選自Pr和/或Nd ;R4選自 Dy、Tb 和 Ho 中的至少一種，M 選自 Zr、Ga、Cu、Nb、Sn、Mo、Al、V、W、Si、Hf、Ti、Zn、Bi、Ta、In 中 的至少一種，其中，義2、72、22、112、￥1為質(zhì)量百分比，且35%彡12+72彡82%，5%彡72彡42%， 0% ^ z2 ^ 40%, 0% ^ u2 ^ 1. 25%, 0% ^ vl ^ 10% ； 所述第二輔相的組成為：R5x3R6y3FeiQQ_x3_ y3_z3_u3_v2C〇z3B u3Mv2, R5 選自 Pr 和 / 或 Nd, R6 選自 Dy、Tb 和 Ho 中的至少一種，M 選自 Zr、Ga、Cu、Nb、Sn、Mo、Al、V、W、Si、Hf、Ti、Zn、Bi、Ta、In 中 的至少一種，其中，x3、y3、z3、u3、v2為質(zhì)量百分比，且10%彡x3+y3彡32%，0%彡y3彡4. 8%， 0% 彡 z3 彡 40%，0% 彡 u3 彡 L 25%，31% 彡 v2 彡 50%。
[0014] 本發(fā)明的稀土永磁材料，具有本發(fā)明組成和含量的主相配合具有本發(fā)明組成和含 量并且Dy和/或Tb含量較高的第一輔相，具有本發(fā)明組成和含量并且低熔點合金元素含 量較高的第二輔相，有效的降低了最終磁體的磁感應(yīng)強度的損失，在較低的磁感損失的條 件下獲得高的矯頑力。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明提供的稀土永磁材料，為了進一步提高該稀土永磁材料的矯頑力和高 剩磁，優(yōu)選地，以所述主相和輔相的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，〇wt% <第一輔相< 25wt%。進一步地，以 所述主相和輔相的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，〇wt% <第一輔相< 15wt%。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明提供的稀土永磁材料，為了進一步提高該稀土永磁材料的矯頑力和高 剩磁，優(yōu)選地，以所述主相和輔相的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，〇wt% <第二輔相< 20wt%。進一步地，以 所述主相和輔相的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，〇wt% <第二輔相< 10wt%。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明提供的稀土永磁材料，優(yōu)選地，所述主相的組成中，xl、yl、zl、ul的質(zhì) 量百分比為：27%彡xl+yl彡33%，1%彡yl彡4%，1%彡zl彡3%，0· 8%彡ul彡I. 1%。當(dāng)所 述主相的組成在上述范圍內(nèi)時，更有利于在剩磁降低很少的情況下，獲得具有較高的矯頑 力的稀土永磁材料。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明提供的稀土永磁材料，優(yōu)選地，所述第一輔相的組成中，X2、y2、z2、u2、 vl的質(zhì)量百分比為：37%彡x2+y2彡68%，9%彡y2彡26%，