一种高矫顽力Nd-Fe-B系烧结磁体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高矫顽力Nd

【技术实现步骤摘要】
一种高矫顽力Nd
‑
Fe
‑
B系烧结磁体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于稀土永磁体领域，具体涉及一种高矫顽力Nd
‑
Fe
‑
B系烧结磁体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]永磁材料被广泛用于新能源汽车行业和风力发电等这类清洁能源领域，清洁能源领域无疑是未来重要的发展方向。清洁能源领域的迅速发展对烧结磁体的磁性能提出了更高的要求，越来越严苛的工作环境要求烧结磁体具有更高的矫顽力。
[0003]永磁材料的矫顽力优化是一直以来是待突破的技术难点，可通过工艺手段降低粉末粒度，使结晶粒度细化，提升矫顽力，但细化粒度使粉末表面能增加，容易导致烧结晶粒异常长大的情况发生。随着钕铁硼工艺的不断进步，工艺手段带来的性能突破越来越微弱，应积极采取其他技术。
[0004]除工艺手段外，可以调整晶界结构来提高矫顽力，以Al、Cu为代表的金属已经被证实能够有效改善主相与晶界相的润湿性，以提高矫顽力。以Al为例，Al固溶进主相引起居里温度降低和剩磁降低。以Cu为例，Cu分布于主相和晶界相的界面时能够有效提高矫顽力，但当Cu进入主相时，反而引起磁性能降低。这类以添加金属调整晶界结构提高矫顽力的方法受制于金属添加量，当金属添加量低于一定限度时，磁性能提升收效甚微；当金属添加量高于一定限度时，磁性能反而降低。因此，需要在现有技术的基础上采用新技术调整晶界结构，以达到更高的矫顽力指标。
[0005]针对上述技术问题，文献CN101657863B公开了在稀土类
‑
铁
‑
硼系烧结磁体中，通过添加Al提高矫顽力，同时通过用Mn置换铁成分，能够将磁特性的降低抑制降到极小并提高矫顽力。文献CN102067249B公开了在稀土类
‑
过渡金属
‑
硼系烧结磁体中，通过添加规定量的Mn，能够增加Cu的添加量，并能够提高矫顽力。上述文献都提出在稀土类
‑
铁
‑
硼系烧结磁体中添加Mn以提高矫顽力，并证实了Mn的添加能够提高烧结磁铁中的矫顽力，但两篇文献中Mn含量的范围不同。文献CN101657863B实施例表4中，矫顽力最高值出现在Mn原子量为0.05％时，当Mn原子添加量超过0.05％时，矫顽力提升效果不显著；当Mn原子量为0.4％时，矫顽力水平甚至低于Mn原子添加量为0.01％，可见，Mn含量远非文献中提到的“Mn:0.02原子％以上、低于0.5原子％”。
[0006]文献CN101689416B公开了，在烧结磁铁中添加规定范围内的Pr、Mn，能够提高室温矫顽力，同时也提出Pr添加量低于规定量则不能获得技术效果，但其具体的理论并未展开。

技术实现思路

[0007]为了改善上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种高矫顽力Nd
‑
Fe
‑
B系烧结磁体，按质量比为100％计，所述烧结磁体包括如下成分：
[0009]R 26～37wt％，其中，R为包括Nd的至少一种稀土元素；
[0010]Mn 0.07～0.23wt％；
[0011]B 0.8～1wt％；
[0012]M 0.5～4wt％，所述M包括Cu和/或Al，还包括选自Co、Ti、Ni、Zr、Ga中的至少一种；
[0013]余量为Fe。
[0014]根据本专利技术的实施方案，所述R为28～36wt％，所述R包括Nd，还包括选自Pr、Dy、Ho、Tb中的至少一种。
[0015]根据本专利技术的实施方案，所述Mn为0.07wt％、0.08wt％、0.1wt％、0.12wt％、0.14wt％、0.15wt％、0.16wt％、0.17wt％、0.18wt％、0.19wt％、0.2wt％、0.21wt％、0.22wt％或0.23wt％。
[0016]根据本专利技术的实施方案，所述B为0.8wt％、0.82wt％、0.84wt％、0.86wt％、0.88wt％、0.9wt％、0.92wt％、0.94wt％、0.95wt％、0.98wt％或1wt％。
[0017]根据本专利技术的实施方案，所述M优选为0.8～3wt％；所述M包括Cu和/或Al，还包括选自Co、Ti、Zr、Ga中的至少一种。
[0018]根据本专利技术的实施方案，所述高矫顽力Nd
‑
Fe
‑
B系烧结磁体的晶粒尺寸为3～6μm，优选为3.9～4.8μm。
[0019]本专利技术还提供一种上述高矫顽力Nd
‑
Fe
‑
B系烧结磁体的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0020](S1)先分别制备无Mn的钕铁硼主合金鳞片和含Mn辅助合金鳞片；
[0021]其中，所述无Mn的钕铁硼主合金鳞片包括R 29～36wt％，B 0.9～1wt％，M 0.1～3.5wt％，余量为Fe；
[0022]所述含Mn辅助合金鳞片包括：R 12～37wt％，Mn 1～10wt％；B 0～1wt％，M 0.5～30wt％，余量为Fe；
[0023]优选地，步骤(S1)中，所述主合金鳞片中M不含Cu和/或Al，所述辅助合金鳞片中M必须含有Cu和/或Al，辅助合金鳞片中Cu的含量为0～9wt％，Al的含量为0～8wt％，且Cu和Al的含量不同时为0；
[0024](S2)将步骤(S1)中无Mn的钕铁硼主合金鳞片和含Mn辅助合金鳞片经氢破碎、气流磨，得到混合合金粉末，并经压型、烧结、回火处理，制备得到所述高矫顽力Nd
‑
Fe
‑
B系烧结磁体。
[0025]根据本专利技术的实施方案，步骤(S1)中，所述含Mn辅助合金鳞片中，所述R至少包括Nd 12～30wt％。
[0026]根据本专利技术的实施方案，步骤(S2)中，所述无Mn的钕铁硼主合金鳞片占无Mn的钕铁硼主合金鳞片和含Mn辅助合金鳞片合金总量的87～98wt％，例如可以为87wt％、87.6wt％、89wt％、91wt％、92wt％、93wt％、95wt％、96.3wt％、97wt％、97.6wt％、97.8wt％、98wt％。
[0027]根据本专利技术的实施方案，步骤(S2)中，所述混合合金粉末中包含无Mn的钕铁硼主合金粉末和含Mn辅助合金粉末。
[0028]根据本专利技术的实施方案，步骤(S2)中，混合合金粉末可以在充磁场中取向定型，成型后经冷等静压，压型形成压坯。
[0029]根据本专利技术的实施方案，步骤(S2)中，烧结的温度为800～1200℃，保温的时间为3
～20h。优选地，采用二次烧结，第一次烧结的温度为900～1200℃，优选为900～1080℃，保温时间为3～8h，优选为6～8h；第二次烧结的温度为800～1100℃，保温时间为3～7h。
[0030]优选地，当Mn在烧结磁体中的占比为0.15～0.23wt％，且合金粉末粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高矫顽力Nd
‑
Fe
‑
B系烧结磁体，其特征在于，按质量比为100％计，所述烧结磁体包括如下成分：R 26～37wt％，其中，R为包括Nd的至少一种稀土元素；Mn 0.07～0.23wt％；B 0.8～1wt％；M 0.5～4wt％，所述M包括Cu和/或Al，还包括选自Co、Ti、Ni、Zr、Ga中的至少一种；余量为Fe。2.根据权利要求1所述的烧结磁体，其特征在于，所述高矫顽力Nd
‑
Fe
‑
B系烧结磁体的晶粒尺寸为3～6μm，优选为3.9～4.8μm。3.权利要求1或2所述的烧结磁体的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(S1)先分别制备无Mn的钕铁硼主合金鳞片和含Mn辅助合金鳞片；其中，所述无Mn的钕铁硼主合金鳞片包括R 29～36wt％，B 0.9～1wt％，M 0.1～3.5wt％，余量为Fe；所述含Mn辅助合金鳞片包括：R 12～37wt％，Mn 1～10wt％；B 0～1wt％，M 0.5～30wt％，余量为Fe；(S2)将步骤(S1)中无Mn的钕铁硼主合金鳞片和含Mn辅助合金鳞片经氢破碎、气流磨，得到混合合金粉末，并经压型、烧结、回火处理，制备得到所述高矫顽力Nd
‑
Fe
‑
B系烧结磁体。4.根据权利要求3所述的烧结磁体的制备方法，其特征在于，步骤(S1)中，所述主合金鳞片中M不含Cu和/或Al，所述辅助合金鳞片中M必须含有Cu和/或Al，辅助合金鳞片中Cu的含量为0～9wt％，Al的含量为0～8wt％，且Cu和Al的含量不同时为0。5.根据权利要求3或4所述的烧结磁体的制备方法，其特征在于，步骤(S1)中，所述含Mn辅助合金鳞片中，所述R至少包括Nd 12～30wt％。6.根据权利要求3
‑
5任一项所述的烧结磁体的制备方法，其特征在于，步骤(S2)中，所述无Mn的钕铁硼主合金鳞片占无Mn的钕铁硼主合金鳞片和含Mn辅助合金鳞片合金总量的87～98wt％。优选地，步骤(S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：于永江，顾晓倩，王聪，张玉孟，马丹，
申请(专利权)人：烟台正海磁性材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：