一种钕铁硼磁体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钕铁硼磁体，按质量百分比组成包括：Pr-Nd：29％～33％，B：0.97％～1.5％，Dy：0.4％～0.6％，Al：0.2％～0.8％，Co：0.6％～0.8％，Cu：0.01％～0.5％，Zr：0.01％～0.2％，余量为Fe。本发明专利技术还公开了一种钕铁硼磁体的制备方法，首先在真空条件下，将Pr-Nd合金、Zr-Fe合金、B-Fe合金、Dy-Fe合金、铝、钴、铜以及铁熔融制备得到钕铁硼铸锭，然后将得到的钕铁硼铸锭经制粉后，得到钕铁硼粉末，最后将上述钕铁硼粉末烧结后，得到钕铁硼磁体。采用本发明专利技术提供的方法制备的钕铁硼磁体，具有更加细化的磁体晶粒尺寸和更高的磁体稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种钕铁硼磁体及其制备方法
本专利技术属于磁体制备
，尤其涉及一种钕铁硼磁体及其制备方法。
技术介绍
磁体是能够产生磁场的物质，具有吸引铁磁性物质如铁、镍、钴等金属的特性。磁体一般分为永磁体和软磁体，作为导磁体和电磁体的材料大都是软磁体，其极性是随所加磁场极性而变化的；而永磁体即硬磁体，能够长期保持其磁性的磁体，不易失磁，也不易被磁化。因而，无论是在工业生产还是在日常生活中，硬磁体最常用的强力材料之一。硬磁体可以分为天然磁体和人造磁体，人造磁铁是指通过合成不同材料的合金可以达到与天然磁体(吸铁石)相同的效果，而且还可以提高磁力。早在18世纪就出现了人造磁体，但制造更强磁性材料的过程却十分缓慢，直到20世纪30年代制造出铝镍钴磁体(AlNiCo)，才使磁体的大规模应用成为可能。随后，20世纪50年代制造出了铁氧体(Ferrite)，60年代，稀土永磁的出现，则为磁体的应用开辟了一个新时代，第一代钐钴永磁SmCo5，第二代沉淀硬化型钐钴永磁Sm2Co17，迄今为止，发展到第三代钕铁硼永磁材料(NdFeB)。虽然目前铁氧体磁体仍然是用量最大的永磁材料，但钕铁硼磁体的产值已大大超过铁氧体永磁材料，已发展成一大产业。钕铁硼磁体也称为钕磁体(Neodymiummagnet)，其化学式为Nd2Fe14B，是一种人造的永久磁体，也是目前为止具有最强磁力的永久磁体。钕铁硼磁体的优点是性价比高，体积小、重量轻、良好的机械特性和磁性强等特点，如此高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛的应用，在磁学界被誉为磁王。因而，钕铁硼磁体的制备和扩展一直是业内持续关注的焦点。目前，业界常采用烧结法制作钕铁硼磁体，其中绝大多数制备烧结钕铁硼磁体的烧结炉以热辐射的方式加热，但由于烧结工艺所限，很容易导致磁体过度烧结，产生晶粒异常长大，降低磁体矫顽力，或者中心的磁体烧结不足的现象发生。现有技术中，专利CN10104187A公开了一种锆氢晶粒增长抑制剂的制备工艺及其用途，其首先将锆在氢破炉中氢化为ZrHX，再将锆氢晶粒增长抑制剂气流磨成粒度小于2μm的超细粉后使用，可抑制晶粒异常长大，但锆氢超细粉性能不稳定，活性较高，不易存放，而且整体工艺复杂，不利于工业生产。因此，如何找到一种对钕铁硼磁体自身的性质进行改进，拓宽钕铁硼磁体的烧结温度范围，提高磁体性能稳定性，避免晶粒异常长大的现象，同时工艺简单易于生产的方法，对于磁体生产厂家具有十分重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种钕铁硼磁体及其制备方法，采用本专利技术提供的方法制备的钕铁硼磁体，具有更加细化的磁体晶粒尺寸和更高的磁体稳定性，而且工艺简单易于生产。本专利技术提供了一种钕铁硼磁体，其特征在于，按质量百分比组成包括：Pr-Nd：29％～33％；B：0.97％～1.5％；Dy：0.4％～0.6％；Al：0.2％～0.8％；Co：0.6％～0.8％；Cu：0.01％～0.5％；Zr：0.01％～0.2％；余量为Fe。优选的，包括0.01％～0.099％的Zr。本专利技术提供了一种钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：A)在真空条件下，将Pr-Nd合金、Zr-Fe合金、B-Fe合金、Dy-Fe合金、铝、钴、铜以及铁熔融制备得到钕铁硼铸锭；B)将步骤A)得到的钕铁硼铸锭经制粉后，得到钕铁硼粉末；C)将上述钕铁硼粉末烧结后，得到钕铁硼磁体。优选的，所述Pr-Nd合金中的Pr的质量百分比含量为23.0％～27.0％；所述Zr-Fe合金中Zr的质量百分比含量为77.0％～82.0％；所述B-Fe合金中B的质量百分比含量为17.0％～20.0％；所述Dy-Fe合金中Dy的质量百分比含量为77.0％～82.0％。优选的，所述钕铁硼铸锭的厚度小于等于27mm。优选的，所述钕铁硼粉末的粒度为2～15μm。优选的，所述步骤A)还包括，在真空条件下，将熔融制备得到的钕铁硼铸锭进行升温、恒温和冷却处理。优选的，所述升温后的温度为1000～1100℃，所述冷却后的温度为20～80℃。优选的，所述升温的时间为2～4小时，所述恒温的时间为3～5小时。优选的，所述步骤C)具体为：C1)将上述钕铁硼粉末在第一温度下烧制5～7小时，然后在第二温度下进行回火3～5小时，冷却后得到生坯；C2)将上述步骤得到的生坯在第三温度下回火2～6小时，得到钕铁硼磁体；所述第一温度为1020～1050℃，所述冷却后的温度为20～80℃；所述第二温度为850～950℃，所述第三温度为400～650℃。本专利技术公开了一种钕铁硼磁体，其特征在于，按质量百分比组成包括：Pr-Nd：29％～33％，B：0.97％～1.5％，Dy：0.4％～0.6％，Al：0.2％～0.8％，Co：0.6％～0.8％，Cu：0.01％～0.5％，Zr：0.01％～0.2％，余量为Fe。与现有技术相比，本专利技术采用添加Pr-Nd合金、Zr-Fe合金、B-Fe合金和Dy-Fe合金等多元素合金的方法，在多元素合金的作用下，通过Zr的细化作用以及特有的稀土元素搭配比例，从而细化了钕铁硼磁体的晶粒尺寸，抑制晶粒异常长大，进而拓宽了磁体烧结温度和提高磁体磁性能稳定性，并提高了磁体的矫顽力和方形度。而且Zr-Fe合金加入钕铁硼磁体中后形成没有软磁特性的Fe2Zr相，防止磁畴壁的移动，从而提高了材料的内禀矫顽力。同时，多元素合金熔点较低性能稳定，在生产中，工艺简单易于控制，还能节约生产成本。实验结果表明，本专利技术提供的钕铁硼磁体的平均晶粒尺寸为5.77～5.92μm，钕铁硼磁体的Hcb、Hcj、Hk和Hk/Hcj分别有所提高，而Br、Hcb、Hcj、(BH)m、Hk和Hk/Hcj等项磁性能的标准方差则具有大幅度的降低。附图说明图1为本专利技术比较例1制备的钕铁硼磁体的金相微观组织图；图2为本专利技术比较例2制备的钕铁硼磁体的金相微观组织图；图3为本专利技术实施例1制备的钕铁硼磁体的金相微观组织图；图4为本专利技术实施例2制备的钕铁硼磁体的金相微观组织图；图5为本专利技术实施例3制备的钕铁硼磁体的金相微观组织图。具体实施方式为了进一步了解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点而不是对本专利技术专利要求的限制。本专利技术提供了一种钕铁硼磁体，其特征在于，按质量百分比组成包括：Pr-Nd：29％～33％；B：0.97％～1.5％；Dy：0.4％～0.6％；Al：0.2％～0.8％；Co：0.6％～0.8％；Cu：0.01％～0.5％；Zr：0.01％～0.2％；余量为Fe。本专利技术提供的钕铁硼磁体，通过添加Pr-Nd合金、Zr-Fe合金、B-Fe合金和Dy-Fe合金等多元素合金的方法，在多元素合金的作用下，通过Zr的细化作用以及特有的稀土元素搭配比例，从而细化了钕铁硼磁体的晶粒尺寸，抑制晶粒异常长大，进而拓宽了磁体烧结温度和提高磁体磁性能稳定性，并提高了磁体的矫顽力和方形度。本专利技术所用原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的即可；本专利技术所有原料，对其纯度没有特别限制，本专利技术优选采用分析纯。本专利技术对室温的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的室温定义即可，优选为20～30℃。本专利技术中，按质量百分比组成，所述P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钕铁硼磁体，其特征在于，按质量百分比组成包括：Pr‑Nd：29％～33％；B：0.97％～1.5％；Dy：0.4％～0.6％；Al：0.2％～0.8％；Co：0.6％～0.8％；Cu：0.01％～0.5％；Zr：0.01％～0.2％；余量为Fe。

【技术特征摘要】
1.一种钕铁硼磁体，其特征在于，按质量百分比组成包括：Pr-Nd：29％～33％；B：0.97％～1.5％；Dy：0.4％～0.6％；Al：0.2％～0.8％；Co：0.6％～0.8％；Cu：0.01％～0.5％；Zr：0.01％～0.2％；余量为Fe。2.根据权利要求1所述的钕铁硼磁体，其特征在于，包括0.01％～0.099％的Zr。3.一种如权利要求1～2任意一项所述的钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：A)在真空条件下，将Pr-Nd合金、Zr-Fe合金、B-Fe合金、Dy-Fe合金、铝、钴、铜以及铁熔融制备得到钕铁硼铸锭；B)将步骤A)得到的钕铁硼铸锭经制粉后，得到钕铁硼粉末；C)将上述钕铁硼粉末烧结后，得到钕铁硼磁体。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述Pr-Nd合金中的Pr的质量百分比含量为23.0％～27.0％；所述Zr-Fe合金中Zr的质量百分比含量为77.0％～82.0％；所述B-Fe合金中B的质量百分比含量为17.0％～20.0％；所述Dy-Fe合金中Dy的质量百分比含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵媛媛，
申请(专利权)人：北京京磁电工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11