多稀土相永磁材料及制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于金属材料领域，设及一种多稀±相永磁材料及制备方法。
[0002]
【背景技术】
[0003] CN201410730163.5号申请设及一种高性能稀±永磁材料，该材料属R-T-B系合金， 该合金的通式为R<sub〉x</sub〉T<sub〉100-x-y-z</sub〉M<sub〉;y</sub〉Q<sub〉z</sub〉，式 中R为包括Y在内的所有稀±元素中的一种或几种，T为化、Co、Ni中的一种或几种，Μ为Nb、V、 Mo、W、Cr、Al、Ti、化、Cu、Ga中的一种或几种，Q为B、N、C中的一种或几种;其中x、y、z满足：10 < X。3原子％;0 < 5原子％;0.9 < Z。原子％。但是该材料的磁能积还不够高。
[0004]
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种多稀±相永磁材料，该材料具有 局的磁能积。
[0006] 本发明的另一目的是提供一种多稀±相永磁材料制备方法，该制备方法工艺简 单，生产成本低，适于工业化生产。
[0007] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的： 一种多稀±相永磁材料，该永磁材料中各成分的质量百分比为:Nd 15-20 %，Υ 3-4%， La 4.5-6%，Ce 6.0-8.0%，Pr 3-4%，Pd 0.15-0.20%，Sm 0.3-0.4%，Β 2-5%， Co 0.45-0.60%，Mn 0.01-0.04%，M〇 0.01-0.04%，其余为Fe;该永磁材料中Pd和Co的质量比为1:3; Nd、￥、1^曰、〔6、？'、？(1、5111的质量比为10:2:3:4:2:0.1:0.2，该永磁材料中还含有质量百分数 为0.15-0.55%的N。
[0008] -种多稀±相永磁材料的制备方法，该方法包括如下步骤： 1)废料处理： a) 取钦铁棚永磁体废料用（质量分数为10-15%)Na2〇)3溶液除去废料中的油，化2〇)3与 废料的质量比为(〇.〇1-〇.〇3):1，处理后的废料经过滤及水洗涂3次后在12〇-125°0烘炉中 烘干1-2小时，得去油废料;然后将去油废料置于(质量浓度为25-30%)浓硫酸中，去油废料 和浓硫酸的质量比为1:(1.0-1.3)，浸入2-3小时后将其过滤，并用自来水洗涂3次，滤渣丢 弃，滤液及洗液合并;把上述合并的料液置于揽拌反应器内，在150-200°C揽拌1-2小时，然 后均匀加入硫酸钢揽拌1-2小时形成复盐沉淀物，硫酸钢的加入量为去油废料质量的13-16%;将草酸制成浓度为125-180g/L的溶液放入揽拌反应器内，升到80-90°C后，均匀加入上 所述复盐沉淀物，使其转化为草酸化合物析出，草酸的用量为去油废料的质量的45-55%，经 过滤及洗涂2-5次后，溶液弃去，收集沉淀物于120°C的溫度下烘干1小时，冷却后得沉淀物A 待用； b) 将抛光粉废料置于赔烧炉中于500-650°C进行预处理，保溫1-2小时，冷却后球磨至 20-80微米，得到处理后废料;接着将处理后废料加入到浓度为6-10 mol/L的硫酸中，处理 后废料与硫酸的质量比为（1-2):1，将混合物先在260-300°C保溫1-1.5小时，然后在310-340°C保溫1-1.5小时，之后再用水浸洗3-5次，收集沉淀物于120°C的溫度下烘干1小时，冷 却后得沉淀物B，备用； C)将沉淀物A和沉淀物B按质量比1:1-2混合，置于1050-1100°C的溫度下保溫1-1.5个 小时，冷却后得到沉淀稀±氧化物； 2) 研磨配料:对上述沉淀稀±氧化物进行Nd、Y、La、Ce、P;r、Pd、Sm含量测定，测定后 向沉淀稀±氧化物中添加相应氧化物(氧化锭粉、氧化铜粉、氧化姉粉、氧化谱粉、氧化钦 粉、氧化钮粉、氧化衫粉)进行成份调整，调整后的沉淀物稀±氧化物中Nd、Y、La、Ce、Pr、 PcUSm的质量比为10 :2 :3: 4:2:0.1:0.2,调后混匀研磨至粒径为0.5-0.8mm得稀±氧化 物粉末； 3) 电解制备混合稀±合金:将上述稀±氧化物粉末放入电解炉中，其中电解溶剂为LiF -&iF2-CaF2- KsSiFs，电解溶剂中^。^证2、〔曰。2、1(251。6的质量百分数分别为含55-60%，13-16%，14-16%，其余；电解溶剂与稀±氧化物粉末的质量比为(4-5) : 1，电解炉的电流强度为 75A、工作溫度为990-1180°C;电解20-30分钟后，得到混合稀±合金； 4)制备多稀±相永磁材料合金锭:按照如下质量百分比进行配料:炯15-20%，￥3-4〇/〇，La 4.5-6%，Ce 6.0-8.0%，Pr 3-4%，Pd 0.15-0.20%，Sm 0.3-0.4%，B 2-5%，Co 0.45-0.60%，]?110.01-0.04%，]\1〇0.01-0.04%，其余为化，同时控制？(1和(：〇的质量比为1:3;其中 0〇、111、1〇^纯金属方式加入，6^含8质量百分比为25%的铁棚合金方式加入，余量。6^纯 金属方式加入;Nd、Y、La、Ce、Pr、Pd W上步制备的混合稀±合金形式加入，其中Nd、Υ、 1曰、〔6、？'、？(1、5111的质量比为10:2:3:4:2:0.1:0.2;配好的原料加入到真空感应炉的 相蜗中，加热达到1500-1590°C，保溫20分钟后诱入锭模中，自然冷却得到多稀±相永磁材 料合金锭。
[0009] 5)制带、渗氮、制粉、压型、烧结:将上述多稀±相永磁材料合金锭制成条带、渗氮、 制粉、压制成型、烧结处理即得到多稀±相永磁材料。
[0010] 本发明的进一步设计在于： 步骤5)中，制带时，先将步骤4)得到的多稀±相永磁材料合金锭放入真空感应成型炉 内的重烙管式相蜗中进行重烙，重烙溫度为1530-1580°C，重烙管式相蜗的底部置于真空感 应快泽炉转轮轮缘之上2-4mm处，将上述合金锭置于管式相蜗内烙化，合金烙融后在氣气作 用下从相蜗底部的孔中喷出与旋转的转轮边缘接触，形成厚度为670-750μπι，宽度为12-15 mm的合金条带，转轮轮缘的旋转线速度为18-21m/s。
[0011]步骤5)中，渗氮、制粉时，将合上述金条带放入渗氮炉中，渗氮炉的氨流量为5-10 L/min，升溫至550-650°C，保溫8-12 min;随炉冷却后取出，对条带进行翻动后，再放入渗氮 炉中，升溫至550-650°C，保溫8-12 min,炉子的氨流量为5-lOL/min，将冷却后的渗氮合金 条带粗碎到3-6mm后，再通过气流磨制备出平均粒度为2.8-3.2WI1的粉末。
[001^ 步骤5)中，压制成型、烧结处理时，先将上述粉末放入压机模具中，在2-3T压力下 压制成型，将压制巧置于1170-1190°C的烧结炉中烧结2-4小时，烧结炉真空度要求小于 0.1 Pa，最后在400-450°C，真空度要求小于0.1 Pa的条件下热处理2-3小时;然后再磁体放置 在磁场强度为6-8T的热处理炉内，于1080-1150°C真空环境中保溫2-3 h后随炉冷却，即得 到多稀±相永磁材料。
[0013] 与现有技术相比，本发明的显著优点是： 本发明材料中由于有多种稀上元素的存在，因此在组织中形成Nd 2Fei4B、(Nd, La) 2 Fei4B、Ce 2Fei4B、Pr 2Fei4Bj2p'ei4B等多个磁性主相。当运些磁性主相按Nd、Y、La、 06、口'、？(1、5111的质量比为10:2:3:4:2:0.1:0.2时，刷2化14 6晶粒之间会被另外一些不 同的主晶相如Ce 2Fei4B相、Y2Fei4B相等隔开，会改变了单一主相晶粒之间的直接交换作 用。在烧结过程中一个主相晶粒边界被另外一个有磁性颗粒钉扎，运种效应会使磁体矫顽 力提高，同时会阻碍主相晶粒的长大，容易实现高密度、细晶粒的烧结钦铁棚磁体形成。 氮在结构中占据特定的间隙晶位，可W灵敏地调节稀±4f电子的晶场作用和铁3d电子 的能带结构，从而使铁的原子磁矩增加，使稀±4f电子的晶场作用发生根本变化。本发明材 料中，N与Sm形成另外一个主相Sm2化i7Nx，充分发挥了B和N的互补效应。在有Mo存在的条件 下，稀±与N会形成新的主相。 磁性材料中的非磁性的富稀±相起着稀释整个磁体磁矩的作用，其在磁体中的存在实 际上降低了永磁体的单位体积的磁性能。而本发明材料中的La、Ce、Pr及Μη可使晶粒均 匀化、细化、规则化。运使得非磁性的富稀±相能够均匀分布在主相的晶界上，避免了富稀 ±相^大块状出现。
[0014] Co和Bd的加入在质量比为1:3时有利于高溫强度、结构稳定性和抗腐蚀性能均明 显提高，并可避免高溫下长期工作时易产生的脆化现象。钻本身具有高稳定性，具有高溫抗 氧化性。添加钻元素可大幅度改善合金的溫度稳定性和扩大工作溫度范围。钻和钮结合不 仅可W改善材料的耐腐蚀性，而且可W改善交换禪合钉扎场H，保证材料的稳定性能。
[0015] 与现有技术相比，本发明的永磁材料具有均匀的组织，健强的结构，既可提高材料 的耐蚀能力，而且磁性能有所改善。
[0016] 该材料W本发明方法制得，该简单有效的防氧化方法，可W使磁体表面与内部氧 含量差异较小，使获得高性能稀上永磁材料成为可能。
[0017] 本发明永磁材料具有良好的稳定性和实用性，可广泛应用于电子器件、航空航天 技术、计算机设备、磁选机、通讯设备、医疗设备、电动自行车、