一种由白云鄂博共伴生原矿混合稀土制成的稀土永磁体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于稀±永磁材料技术领域，涉及一种由白云鄂博共伴生原矿混合稀±制 成的稀±永磁体及其制备方法，具体涉及一种混合稀± -错钦铁测双硬磁合金磁体及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 稀±永磁材料在国家安全、信息、能源、环保等领域是不可或缺的材料，中国是稀 ±永磁材料生产第一大国。据行业分析相关报告显示中低档钦铁测永磁体在传统应用（扬 声器、磁选、永磁电机、VCM、MRI等）市场渗透率达50%W上，需求处于稳定增长期，年增长 率在5%-10%左右。中国是世界稀±资源大国，包头白云鄂博矿稀±含量居世界首位，是最 主要的稀±永磁原料和产品生产基地，该矿是世界罕见的多金属共伴生矿床，具有贫、细、 杂的特点。矿石中错、钦、铜、铺W共伴生形态与铁共存，发现错、钦、铜、铺的矿相分布形 貌一致，并且有少量的重稀±Dy、化。传统的稀±永磁体消耗了大量的低丰度、资源紧缺 错、钦、衫、铜、铺稀±元素，高丰度铜、铺元素未得到有效利用而大量积压，造成稀±资源的 利用不平衡。且原有工艺没有考虑稀±元素的共伴生特性，过分追求原料的纯度，在稀± 采-选-分离提纯-冶炼过程中造成严重的生态环境污染和资源浪费。
[0003] 在保持磁体性能基本不变的情况下，降低材料的生产成本，提高高丰度稀±的利 用，是最近稀±永磁材料行业的研究热点和关键突破点。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于利用白云鄂博原矿混合稀±制备永磁材料（PrNd) y(MM)i_,-Fe-B，然后和传统的Re(Nd，PrNd)FeB复合，最终制备出性能较高的新型稀±永磁 材料，其中Re为稀±元素。
[0005] -种由白云鄂博共伴生原矿混合稀±制成的稀±永磁体，其特征在于，所述稀± 永磁体的成分如下式所示；(PrNd)x(MM)y(Fei_aAa)zB，其中，2《x+y《2. 5，11《Z《14，MM 为白云鄂博共伴生原矿混合稀±，化为铁元素，A为A1、C、Co、Cr、Cu、F、Ga、Mn、Mo、佩、Ni、 Si、Ti、V、Zr元素中一种或几种，B为测元素。
[0006] 优选的是，所述白云鄂博共伴生原矿混合稀±天然组成成分W重量百分比计包括 如下稀±成分；La: 10%-30%、Ce: 20%-60%、Pr: 5%-10%、Nd: 5%-15%、Sm: 0-0. 05%、Gd: 0-0. 04〇/〇、 化：0-0. 01〇/〇、Dy:〇-〇. 01〇/〇、Y:〇-〇. 01〇/〇。
[0007] -种由白云鄂博共伴生原矿混合稀±制成的稀±永磁体，其特征在于，所述由白 云鄂博共伴生原矿混合稀±制成的稀±永磁体由（PrNd), (MM)i_,-Fe-B和传统的ReFeB复合 而成，其中〇《x《l，Re为NcUPrNd。所述（PrNd)x(MM)i_x-Fe-B和Re-Fe-B都可W利用粉 末冶金工艺、快浑-热压热变形工艺实现。
[0008] 上述粉末冶金工艺具体包括如下步骤： (1) 原料处理；对原料进行表面处理，将准备好的原料用机械方法或化学方法去除表面 氧化层，其中所述原料包括白云鄂博共伴生原矿混合稀±MM; (2) 配料；将步骤（1)处理后的原料按照一定比例混合配料W分别制备（PrNd) X(MM)i_,-Fe-B和R沁eB，控制最终所制得的稀±永磁体中稀±总量为26-50%，化为 49. 5-72%，B为 0. 5-2%，余下为Al、C、Co、Cr、Cu、F、Ga、Mn、Mo、Nb、Ni、Si、Ti、V、Zr中的一 种或几种； (3 )冶炼；将配料在真空感应炉中进行烙炼，得到（PrNd), (MM)i_,-Fe-B和R沁eB的 铸锭；或将配料在真空感应速凝炉中制成厚度在0. 1-lmm之间的（PrNd),(MM)i_,-Fe-B和 ReFeB合金薄片，控制其形成柱状晶； (4) 制粉；采用氨爆、气流磨粉，将（PrNd)x(MM)i_x-Fe-B和ReFeB合金磨制成2. 5~5微 米大小的细粉； (5) 压型；将ReFeB和（PrNd),(MM)i_,-Fe-B细粉按一定比例混合均匀制成混合粉末，在 磁场中压制成型，压强l-3T/cm2,磁场H〉15000奧斯特； (6) 烧结；在真空度高于1(T中a的真空环境中，将由步骤（5)得到的压逐放置在热处理 炉中进行烧结，所述烧结工艺为；先由室温加热至560~63(TC下保温1. 5~2. 5小时，然后升 温至860~930°C下保温2. 5~3. 5小时，之后升温至1050~106(TC下保温1. 5~2. 5小时，最后 随炉冷却至室温后取出； (7) 后期热处理；在真空度高于10可a的真空环境中，将步骤（6)得到的烧结体由室温 升高至870-89(TC，保温80-240分钟，之后降温至室温，然后再将温度升高至470-56(TC，保 温80-240分钟后，再降温至室温； (8) 磁场热处理；将经步骤（7)后期热处理后的磁体放置在磁场强度为1. 5-15T的热处 理炉在真空环境中1000~llOOC温度范围内进行回火。
[0009] 上述快浑-热压热变形工艺具体包括如下步骤： (1) 配料；分别按照主合金和辅合金两种成分配备主合金原料和辅合金原料，主合金 (PrNd)x(MM)i_x-Fe-B按重量百分比计为：（Pr、Nd、MM) ;26-50%，Fe;49. 5-72%，B;0. 5-2〇/〇， 其中，匪为白云鄂博共伴生原矿混合稀± ;辅合金ReNdFe按重量百分比计为；(Pr、Nd): 26-50%，化；49. 5-72%，B;0. 5-2〇/〇; (2) 快浑；将（1)中的主合金与辅合金原料分别烙炼快浑，将主合金和辅合金原料加热 至1200~125CTC后Wl〇-80m/s的浑速进行快浑，喷嘴为圆形或细长的小孔，喷嘴距离冷却 親2mm-10mm，所得快浑带在300-100(TC下真空热处理1分钟-2小时； (3) 球磨；将（2)中的主合金与辅合金快浑带分别球磨0.5-4小时，球料比1:4-1:25， 球磨转速10-500转/min; (4) 混粉；将（3)中的主合金与辅合金粉体混合后得到混合粉体，其中，主合金粉体占 混合粉体的质量百分比为80-100% ; (5) 热压；将（4)中的混合粉体进行热压，所述热压工艺为；热压过程为真空环境，真 空度高于1〇-中a,热压温度500-80(TC，热压压力100-500MPa，升温速率10-8(TC/min;热 压过程中，待磁体温度达到预设热压温度后保压1. 5~2. 5分钟，所得热压磁体的密度为 7-7. 60g/cm3; (6) 热变形：将（5)中的热压磁体进行热变形，所述热变形工艺为：热变形过程为真空 环境，真空度高于10可a,热变形温度850-105(TC，热变形压力700-1000MPa，热变形速率为 12mm/s，升温速率10-8(TC/min;热变形过程中，待磁体所受压力达到预设热变形压力后保 压40~60s;所得热变形磁体的密度为7-7. 68g/cm3。
[0010] 本发明提出利用白云鄂博原矿混合稀±开发出新型资源节约稀±永磁体替代传 统的稀±永磁体，W体现稀±元素共伴生自然属性对材料性能的影响。新型稀±永磁材料 具备价格低廉、减少环境污染的优点，磁能积范围在25~45MG0e，能够很好地填补铁氧体、 SmCo稀±永磁体的适用范围空白。
[0011] 特色与优势： (1) 利用白云鄂博矿原矿混合稀±制备烧结稀±永磁材料，可显著的减少稀±分离步 骤和分离要求，有利于降低材料生产成本的同时保护环境； (2) 由于混合稀±的共伴生特性，用原矿混合稀±所制备的磁体性能要高于单独添加 纯稀±元素或人工按比例制备的混合稀±所生产的磁体； (3) 添加纳米金属钦可有效的改善材料的晶界相，进而极大地促进材料的性能； (4) 原矿混合稀±除了含有大量的La、Ce、Pr、Nd之外，还有Dy、化等重稀±元素和A1、 Si等其他元素，该些元素都是有益于提高材料磁性能的，该是普通人工混合稀±所不具备 的优势； (5) 该新型烧结稀±永磁材料有利于提高La、Ce等高丰度稀±的利用率，减少Pr、Nd 价格波动大对稀±永磁材料的价格的影响，有利于稀±永磁材料的推广应用； (6) 该新型稀±永磁材料磁能积涉及范围广，可有效的弥补铁氧体及SmCo永磁的应用 不足； (7) 由于混合稀±中还有大量的La、Ce元素，可W有效降低烧结温度与时间，进一部降 低材料的生产成本。
[0012] (8)双合金法使两种稀±永磁材料可W任意比例搭配，有利于按需制备磁体。
[0013]
【具体实施方