一种稀土永磁材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于稀土永磁材料领域，尤其涉及一种稀土永磁材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 烧结NdFeB永磁材料与其他类型永磁材料相比，具有磁性能高，价格低等突出优 点，使得其开发和应用得到了超常规的发展。目前其综合磁性能已达到较高水平，应用已涉 及国民经济的各个领域。
[0003] 然而，当今新能源和环保日益被关注并成为必然发展的趋势，对所使用的永磁材 料也提出了高矫顽力以及高剩磁的要求。高矫顽力磁体需要较多的成本昂贵的镝和/或铽 元素，但是添加较多这两种元素的磁体又无法较好的满足高剩磁的需求，不利于电机轻量 化和大功率以及高效的利用电能和风能。
[0004] CN102534358A公开了一种高矫顽力R-Fe-B系烧结永磁材料的制造方法，其特 征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一，将原材料按比例配好，在200-700Kg/次的带坯 连铸炉内熔化，并以lm/s-10m/s的辊速浇铸成合金片，其合金片厚度为0. 1-0. 4mm;步骤 二，将步骤一中所制得的合金片进入氢处理炉内进行氢粉碎，并在400-600°C的温度下脱 氢至氢压<l〇Pa ;在惰性气体保护下的无氧环境中，将氢碎之后的合金片送入中磨机粉碎 至粒度〈〇. 5mm，再经气流磨进行微粉碎，经分级制成粒径d=2-4um的钕铁硼合金粉末；步 骤三，在惰性气体保护下的无氧环境中，将粒径小于IOOnm的纳米氧化镝、纳米氧化铽、纳 米氧化钦中的至少一种加入到制备好的钕铁硼合金粉末中，其添加比例为NdFeB合金粉 末重量的1-3%，并混合均匀；步骤四，在惰性气体保护下的无氧环境中，步骤三中混合均匀 的粉末经I. 5-3T的磁场取向并压制成压坯；步骤五，在惰性气体保护下的无氧环境中，将 步骤四中所制得的压坯送入真空烧结炉内，进行600-700°C X2-4hr -次烧结，然后进行 800-900°C X 2-4hr的二次烧结、快冷，再进行1000-1100°C X l_2hr的三次高温烧结、快冷， 最后依次进行850-950°C X l_6hr和450-600°C X l_6hr的时效处理，制成高矫顽力的耐高 温R-Fe-B系烧结永磁材料。该方法制备的永磁材料的剩磁为13. 6-14. 5 (kGs)，矫顽力为 14.5-18 (kOe)。
[0005] 目前制得的永磁材料的矫顽力距矫顽力的理论极限值SOkOe还存在很大的差距， 并且提高矫顽力所需要的镝和/或铽的含量仍然较高。此外，提高永磁材料矫顽力的同时， 剩磁将不可避免的降低，如何在保证剩磁下降较低的同时提高矫顽力（即，同时保证高矫顽 力和高剩磁)，又要降低镝和/或铽的使用量，成为目前研究的热点。
【发明内容】
[0006] 本发明为解决现有的永磁材料无法同时获得较高矫顽力和高剩磁的缺陷，从而提 供一种具有较高矫顽力和高剩磁的稀土永磁材料，以及该稀土永磁材料的制备方法。
[0007] 本发明的发明人注意到磁体只采用Pr和/或Nd组成的稀土元素，在本质特征上， 很难获得诸如汽车电机、风力发电机等高矫顽力和适应高工作温度的磁体，因此主相需要 存在一定含量的重稀土 Dy和/或Tb,以提高矫顽力，但是Dy和/或Tb的存在则不可避免 的导致剩磁的降低和成本的增加。
[0008] 然而，本发明的发明人通过多次实验终于发现具有一定组成和含量的主相配合具 有一定组成和含量并且Dy和/或Tb含量较高的第一辅相，具有一定组成和含量并且低熔 点合金元素含量较高的第二辅相，有效的降低了最终磁体的磁感应强度的损失，在较低的 磁感损失的条件下获得高的矫顽力。虽然第一辅相中Dy和/或Tb含量较高，但是由于稀 土永磁材料中添加的辅相的量在较少的情况下就能获得的较好的效果，以及与第二辅相元 素相互作用，所以，与现有技术相比，仍然可以在Dy和/或Tb含量较低的情况下，在较低的 磁感损失的条件下获得高的矫顽力。另外，当本发明提供的稀土永磁材料与现有技术提供 的稀土永磁材料的性能相近时，本发明提供的稀土永磁材料的镝和/或铽的含量比现有技 术提供的稀土永磁材料的镝和/或铽的含量明显降低。
[0009] 为了实现上述目的，本发明提供了一种稀土永磁材料，该材料包括主相和辅相，所 述辅相隔离或包覆于主相周围；所述辅相包括第一辅相和第二辅相； 所述主相的组成为：RlxlR2ylFeiQQ_xl_ yl_zl_ulC〇zlBul，Rl 选自 Pr 和 / 或 Nd ;R2 选自 Dy、 Tb和Ho中的至少一种，其中，xl、yl、zl、ul为质量百分比，且26%彡xl+yl彡34%， 0. 01% ^ yl ^ 4%, 0% ^ zl ^ 6%, 0. 78% ^ ul ^ 1. 25% ； 所述第一辅相的组成为：，R3选自Pr和/或Nd ;R4选自 Dy、Tb 和 Ho 中的至少一种，M 选自 Zr、Ga、Cu、Nb、Sn、Mo、Al、V、W、Si、Hf、Ti、Zn、Bi、Ta、In 中 的至少一种，其中，义2、72、22、112、￥1为质量百分比，且35%彡12+72彡82%，5%彡72彡42%， 0% ^ z2 ^ 40%, 0% ^ u2 ^ 1. 25%, 0% ^ vl ^ 10% ； 所述第二辅相的组成为：R5x3R6y3FeiQQ_x3_ y3_z3_u3_v2C〇z3B u3Mv2, R5 选自 Pr 和 / 或 Nd, R6 选自 Dy、Tb 和 Ho 中的至少一种，M 选自 Zr、Ga、Cu、Nb、Sn、Mo、Al、V、W、Si、Hf、Ti、Zn、Bi、Ta、In 中 的至少一种，其中，x3、y3、z3、u3、v2为质量百分比，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] 本发明还提供了一种稀土永磁材料的制备方法，该方法包括以下步骤： 51、 按主相的配比将原料进行熔炼，得到主相铸锭或速凝薄片； 52、 按第一辅相的配比将原料进行熔炼，得到第一辅相铸锭或速凝薄片； 53、 按第二辅相的配比将原料进行熔炼，得到第二辅相铸锭或速凝薄片； 54、 将主相铸锭或速凝薄片、第一辅相铸锭或速凝薄片和第二辅相铸锭或速凝薄片进 行破碎、制粉、混料、磁场取向压制成型、并在真空或惰性气氛中进行烧结和回火，得到所述 稀土永磁材料。
[0011] 与现有技术相比，本发明提供的稀土永磁材料保证剩磁降低很少情况下具有较高 的矫顽力，并且降低了镝和/或铽的用量。降低了永磁材料的生产成本。
【具体实施方式】
[0012] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0013] 本发明提供了一种稀土永磁材料，该材料包括主相和辅相，所述辅相隔离或包覆 于主相周围；所述辅相包括第一辅相和第二辅相； 所述主相的组成为：RlxlR2ylFeiQQ_xl_ yl_zl_ulC〇zlBul，Rl 选自 Pr 和 / 或 Nd ;R2 选自 Dy、 Tb和Ho中的至少一种，其中，xl、yl、zl、ul为质量百分比，且26%彡xl+yl彡34%， 0. 01% ^ yl ^ 4%, 0% ^ zl ^ 6%, 0. 78% ^ ul ^ 1. 25% ； 所述第一辅相的组成为：，R3选自Pr和/或Nd ;R4选自 Dy、Tb 和 Ho 中的至少一种，M 选自 Zr、Ga、Cu、Nb、Sn、Mo、Al、V、W、Si、Hf、Ti、Zn、Bi、Ta、In 中 的至少一种，其中，义2、72、22、112、￥1为质量百分比，且35%彡12+72彡82%，5%彡72彡42%， 0% ^ z2 ^ 40%, 0% ^ u2 ^ 1. 25%, 0% ^ vl ^ 10% ； 所述第二辅相的组成为：R5x3R6y3FeiQQ_x3_ y3_z3_u3_v2C〇z3B u3Mv2, R5 选自 Pr 和 / 或 Nd, R6 选自 Dy、Tb 和 Ho 中的至少一种，M 选自 Zr、Ga、Cu、Nb、Sn、Mo、Al、V、W、Si、Hf、Ti、Zn、Bi、Ta、In 中 的至少一种，其中，x3、y3、z3、u3、v2为质量百分比，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] 本发明的稀土永磁材料，具有本发明组成和含量的主相配合具有本发明组成和含 量并且Dy和/或Tb含量较高的第一辅相，具有本发明组成和含量并且低熔点合金元素含 量较高的第二辅相，有效的降低了最终磁体的磁感应强度的损失，在较低的磁感损失的条 件下获得高的矫顽力。
[0015] 根据本发明提供的稀土永磁材料，为了进一步提高该稀土永磁材料的矫顽力和高 剩磁，优选地，以所述主相和辅相的总质量为基准，〇wt% <第一辅相< 25wt%。进一步地，以 所述主相和辅相的总质量为基准，〇wt% <第一辅相< 15wt%。
[0016] 根据本发明提供的稀土永磁材料，为了进一步提高该稀土永磁材料的矫顽力和高 剩磁，优选地，以所述主相和辅相的总质量为基准，〇wt% <第二辅相< 20wt%。进一步地，以 所述主相和辅相的总质量为基准，〇wt% <第二辅相< 10wt%。
[0017] 根据本发明提供的稀土永磁材料，优选地，所述主相的组成中，xl、yl、zl、ul的质 量百分比为：27%彡xl+yl彡33%，1%彡yl彡4%，1%彡zl彡3%，0· 8%彡ul彡I. 1%。当所 述主相的组成在上述范围内时，更有利于在剩磁降低很少的情况下，获得具有较高的矫顽 力的稀土永磁材料。
[0018] 根据本发明提供的稀土永磁材料，优选地，所述第一辅相的组成中，X2、y2、z2、u2、 vl的质量百分比为：37%彡x2+y2彡68%，9%彡y2彡26%，