本发明专利技术涉及钕铁硼技术领域，尤其是涉及一种高磁性能的钕铁硼磁体及其制备方法。所述钕铁硼磁体包括主料、辅料和复合料，所述辅料由Cu、Al、Zr和Nb组成，按重量百分含量计，Cu 0.12％‑0.18％、Al 1.10％‑1.45％、Zr 0.05％‑0.09％、Nb 0.18‑0.23％；所述复合料由Dy、Ga和Gd组成，按重量百分含量计，Dy 0.03％‑0.07％、Ga 0.15％‑0.21％、Gd 0.06％‑0.11％；余量为主料。本申请的钕铁硼磁体通过初熔炼和再熔炼分两次对主料、辅料和复合料进行熔炼，随后将熔炼完成制成的甩带片依次进行氢破、压型和烧结处理，整个工艺简单、操作方便，便于钕铁硼磁体的批量生产。其制得的钕铁硼磁体兼具高剩磁量和高矫顽力的优点，具有更为优异的市场应用价值。
A Nd-Fe-B magnet with high magnetic properties and its preparation
【技术实现步骤摘要】
一种高磁性能的钕铁硼磁体及其制备方法
本专利技术涉及钕铁硼
，尤其是涉及一种高磁性能的钕铁硼磁体及其制备方法。
技术介绍
烧结钕铁硼磁体是当代磁性最强的永磁体，其具有高磁能积、高性价比等优异特性，现已应用于航空、航天、微波通讯技术、电子、电声、机电等领域中，但是随着永磁体应用范围的不断扩大，人们对其的需求也随之增大，对永磁体的磁性能也提出了更高的挑战。现有的钕铁硼磁体一般包括主料、辅料和复合料，所述主料由PrNd或Nd、Fe、B和Co构成；辅料包括Cu、Al等物质；复合料为一般便用重稀土金属，如在钕铁硼材料中添加2％～3％左右的Dy，可有效提高其矫顽力。然而，上述钕铁硼磁体在提高矫顽力的同时，其剩磁量则会发生下降，进而影响钕铁硼磁体的磁性能。为此，研发一种兼具高剩磁量和高矫顽力的钕铁硼磁体，是目前急需解决的技术难题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的之一是提供一种高磁性能的钕铁硼磁体，其兼具高剩磁量和高矫顽力的优点。本专利技术的目的之二是提供一种高磁性能的钕铁硼磁体的制备方法，其具有工序简单、操作方便、便于批量生产的优点。本专利技术的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种高磁性能的钕铁硼磁体，包括主料、辅料和复合料，所述辅料由Cu、Al、Zr和Nb组成，按重量百分含量计，Cu0.12％-0.18％、Al1.10％-1.45％、Zr0.05％-0.09％、Nb0.18-0.23％；所述复合料由Dy、Ga和Gd组成，按重量百分含量计，Dy0.03％-0.07％、Ga0.15％-0.21％、Gd0.06％-0.11％；余量为主料。通过采用上述技术方案，本专利技术中，Cu和Al的熔点低，能在晶间与富稀土相反应形成新相，通过改善对主相的浸润性和增加磁隔离来提高钕铁硼磁体的剩磁量和矫顽力。与此同时，Zr和Nb按上述重量同时添加时，不但能形成含Nb、Zr元素的合金化富稀土相，还能形成圆形或块状的NbFe化合物新相，使得钕铁硼磁体的矫顽力进一步提高。同时，Zr元素的加入，能提高重稀土层的耐磨性能、抗氧化性和耐腐蚀性，其还可以与B发生反应，生成ZrB增强相，从而在提高稀土层结构强度的同时，提高了重稀土层与磁材本体的结合强度。由此，本专利技术将Nb、Zr元素同Al、Cu元素一起富集于主料中，能够使其合金化，有效减小了钕铁硼晶粒的长大速度和反磁化畴形核的可能，同时能够更好的实现磁隔离，使得钕铁硼材料具有较高的剩磁量和矫顽力。复合料中，Dy元素扩散进入主相晶粒表层区域，部分取代其中的Nd元素，形成(Nd，Dy)FeB金属间化合物，提高晶粒表面结构缺陷区域的磁晶各向异性常数，是主相晶粒外延层产生磁硬化，从而显著提高磁体内禀矫顽力。另外，Dy的含量较低，其对钕铁硼矫顽力的提高效果较为明显，但存在一定的环境污染性，本申请中在保证高矫顽力的情况下尽可能低的减少Dy的用量。Ga为低熔点的重稀土元素，其能与Cu和Al一起发生协同作用，细化主相晶粒，减少晶粒的表面缺陷而提高钕铁硼磁体的矫顽力。Gd柔软且具有良好的延展性，本申请中Gd能在一定程度上提高钕铁硼磁体的加工性能。此外，Gd还能与Fe元素形成GdFe化合物新相，能够进一步一高钕铁硼磁体的剩磁量。综上，本申请按照上述组分配比制得的钕铁硼磁体兼具高剩磁量和高矫顽力的优点，具有更为优异的市场应用价值。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述Zr、Nb、Dy的重量比为(6-7):(20-22):(4-5)。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述Zr、Nb、Dy的重量比为6:20:5。通过采用上述技术方案，经过实验验证，按照上述重量比配制辅料时，其制得的钕铁硼磁体的矫顽力优于其他配比，且当Zr、Nb、Dy的重量比为6:20:5时，该钕铁硼磁体在保证高剩磁量的同时，其矫顽力能够明显提高，因此将其作为优选。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述主料由Nd或PrNd、Fe、B和Co组成，且Nd或PrNd在主料中的重量百分含量为32.50％-35.70％，B在主料中的重量百分含量为1.10％-1.23％，Co在主料中的重量百分含量为1.20％-1.45％，余量为Fe。通过采用上述技术方案，Nd或PrNd、Fe、B为钕铁硼的三种主要元素，Co元素能够有效改善钕铁硼的居里温度，在上述重量百分含量和重量比的条件下，其制得的钕铁硼材料满足钕铁硼的性能指标。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述PrNd中，Pr与Nd的重量比为(22-24):(76-78)。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述PrNd中，Pr与Nd的重量比为24:76。通过采用上述技术方案，本申请使用PrNd作为主料之一时，Pr与Nd的重量比按照上述配比制备的钕铁硼磁体具有更高的剩磁量，因此将其作为优选。本专利技术的上述专利技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种高磁性能的钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：①、初熔炼：将主料、辅料和复合料按规定重量百分比加入到真空气氛烧结炉中，同时通入氮气进行保压，升温至1510-1540℃，熔炼1-1.5h，降温至800-820℃保温20-30min，得到初熔料；②、再熔炼：将初融料在氮气的保护下，升温至1610-1650℃，继续熔炼0.5-1.0h，随后将熔融液制成甩带片；③、氢破：将甩带片先用氢气破碎，再在气流磨中制成微粉；④、压型：将微粉于氮气保护下进行混合，待微粉分散均匀后压制成型，得到钕铁硼毛坯；⑤、烧结：将钕铁硼毛坯进行烧结，再在表面涂布抗氧漆，得到最终的钕铁硼磁体。通过采用上述技术方案，本申请通过初熔炼和再熔炼，分两次对主料、辅料和复合料进行熔炼，以此增加各组分的熔融效果，其对应制得的钕铁硼磁体具有更为更高的剩磁量和矫顽力。随后将熔炼完成制成的甩带片依次进行氢破、压型和烧结处理，整个工艺简单、操作方便，便于钕铁硼磁体的批量生产，提高钕铁硼磁体的生产效益。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤①中，升温速度为30-40℃/min，降温温度为120-150℃/min；步骤②中，升温速度为30-40℃/min。通过采用上述技术方案，各组分的温度缓慢上升，便于组分的熔炼更为彻底；在降温时，120-150℃/min的速度能缩短组分降温的时间，减少钕铁硼磁体的应力集中，随后再缓慢升温，其制得的钕铁硼磁体具有更为优异的矫顽力，因此将其作为优选。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤③中，微粉的目数为1000-1200目。通过采用上述技术方案，微粉的目数过大则容易发生扬尘，且在压型过程中容易发生开裂；若微粉的目数过小，则其在压型过程中容易产生较大的孔隙，影响钕铁硼磁体的压型效果，因此将1000-1200目作为优选。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤⑤中，烧结条件为：钕铁硼毛坯以10℃/min的升温速度加热至1000℃-1100℃，保温3-4h，以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高磁性能的钕铁硼磁体，包括主料、辅料和复合料，其特征在于，所述辅料由Cu、Al、Zr和Nb组成，按重量百分含量计，Cu 0.12％-0.18％、Al 1.10％-1.45％、Zr 0.05％-0.09％、Nb 0.18-0.23％；所述复合料由Dy、Ga和Gd组成，按重量百分含量计，Dy 0.03％-0.07％、Ga 0.15％-0.21％、Gd 0.06％-0.11％；余量为主料。/n
【技术特征摘要】
1.一种高磁性能的钕铁硼磁体，包括主料、辅料和复合料，其特征在于，所述辅料由Cu、Al、Zr和Nb组成，按重量百分含量计，Cu0.12％-0.18％、Al1.10％-1.45％、Zr0.05％-0.09％、Nb0.18-0.23％；所述复合料由Dy、Ga和Gd组成，按重量百分含量计，Dy0.03％-0.07％、Ga0.15％-0.21％、Gd0.06％-0.11％；余量为主料。
2.根据权利要求1所述的一种高磁性能的钕铁硼磁体，其特征在于，所述Zr、Nb、Dy的重量比为(6-7):(20-22):(4-5)。
3.根据权利要求2所述的一种高磁性能的钕铁硼磁体，其特征在于，所述Zr、Nb、Dy的重量比为6:20:5。
4.根据权利要求1所述的一种高磁性能的钕铁硼磁体，其特征在于，所述主料由Nd或PrNd、Fe、B和Co组成，且Nd或PrNd在主料中的重量百分含量为32.50％-35.70％，B在主料中的重量百分含量为1.10％-1.23％，Co在主料中的重量百分含量为1.20％-1.45％，余量为Fe。
5.根据权利要求1所述的一种高磁性能的钕铁硼磁体，其特征在于，所述PrNd中，Pr与Nd的重量比为(22-24):(76-78)。
6.根据权利要求5所述的一种高磁性能的钕铁硼磁体，其特征在于，所述PrNd中，Pr与Nd的重量比为24:76。
7.权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：周建军，葛海军，朱小波，褚文表，
申请(专利权)人：余姚市宏伟磁材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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