一种低成本高矫顽力稀土永磁材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝，各组分的重量百分比为：稀土元素20?35％，硼0.8?1.5％，锌0.02?0.2％，锰0.5?5％，钛0.1?3％，锡0.02?0.5％，锆0.02?0.5％，铬0.02?0.5％，铝0.5?5％，余量为铁以及不可避免的杂质。该稀土永磁材料在力学性能和矫顽力方面均得到了较大的改善，并且成本低廉，制造稳定性高、制造方法简单，容易实现大规模工业化生产。
【专利说明】
一种低成本高矫顽力稀土永磁材料
[0001]
技术领域
[0002] 本发明属于合金领域，具体而言涉及一种电机用耐热能力和力学性能都得到极大 提高并且成本低廉的稀土永磁材料。
【背景技术】
[0003] 自从1966年以来，永磁材料中增加了一个新成员，它就是"稀土永磁体"。由于稀 土永磁材料优异的性能，它的出现为应用打开了一扇全新的大门。特别是1983年问世的第 三代稀土永磁材料钕铁硼，一直是当今世界上磁性最强的永磁材料。
[0004] 钕铁硼稀土永磁材料是支撑现代社会的重要基础材料，与人们的生活息息相关。 小到手表、照相机、录音机、CD机、VCD机、计算机硬盘、光盘驱动器，大到汽车、发电机、悬 浮列车、医疗仪器等，永磁材料无所不在。在低碳生活中充满了磁性材料，稀土永磁钕铁硼 材料扮演着非常重要的角色，在风力发电、混合动力/电动汽车、节能家电等方面，都离不 开稀土永磁材料，其中直流永磁式风电机组、混合动力车的稀土永磁同步电机、变频空调 中的稀土永磁变频电机等都采用了钕铁硼稀土永磁材料。
[0005] 钕铁硼稀土永磁材料的抗拉、抗弯强度均较低，矫顽力也较低，使得磁体在加工过 程中容易开裂，掉渣，这大大降低了磁体的成品率和加工精度，提高了磁体的加工成本，限 制了磁体在高精度电机上的应用。
[0006]
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，该稀土永磁材料在力学性能和矫 顽力方面均得到了较大的改善，并且成本低廉，制造稳定性高、制造方法简单，容易实现 大规模工业化生产。
[0008] 具体而言，本发明涉及一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、 锌。
[0009] 在本发明一个具体的实施方式中，所述的一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包 括稀土元素、铁、硼、锌、猛、钛、锡、错、络、错。
[0010] 在本发明一个具体的实施方式中，所述的一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，其 中稀土元素为钕、铺、镧和镨的组合。
[0011] 在本发明一个具体的实施方式中，所述的一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，其 中钕、铈、镧和镨的重量比为20:0.5:2:1.5。
[0012]在本发明一个具体的实施方式中，所述的一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包 括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝，各组分的重量百分比为:稀土元素20-35%， 硼0.8-1.5%，锌0.02-0.2%，锰0.5-5%，钛0.1-3%，锡0.02-0.5%，锆0.02-0.5%，铬 0.02-0.5%，铝0.5-5%，余量为铁以及不可避免的杂质。
[0013]在本发明一个具体的实施方式中，所述的一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包 括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝，各组分的重量百分比为:稀土元素20-35%， 硼0.8-1.5%，锌0.02-0.2%，锰0.5-5%，钛0.1-3%，锡0.02-0.5%，锆0.02-0.5%，铬 0.02-0.5%，铝0.5-5%，余量为铁以及不可避免的杂质，稀土元素为钕、铈、镧和镨的组 合。
[0014]在本发明一个具体的实施方式中，所述的一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，其 中钕、铈、镧和镨的重量比为20:0.5:2:1.5。
[0015]在本发明一个具体的实施方式中，所述的一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包 括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝，各组分的重量百分比为:硼1.0%，锌0.1%， 锰3%，钛1.5%，锡0.3%，锆0.1%，铬0.2%，铝3%，钕20%，铈0.5%，镧2%，镨1.5%，余 量为铁以及不可避免的杂质。
[0016] 在本发明一个具体的实施方式中，述的一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括 稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝，各组分的重量百分比为：硼1.2%，锌0.14%， 锰2%，钛2%，锡0.15%，锆0.3%，铬0.4%，铝2%，钕24%，铈0.6%，镧2.4%，镨1.8%，余 量为铁以及不可避免的杂质。
[0017] 在本发明一个具体的实施方式中，所述的一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包 括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝，各组分的重量百分比为：硼1.4%，锌 0.06%，锰 1%，钛2.5%，锡0.45%，锆0.4%、铬0· 1%，铝4.5%，钕28%，铈0.7%，镧 2.8%，镨2.1%，余量为铁以及不可避免的杂质。
[0018] 本发明的低成本高矫顽力稀土永磁材料可以采用普通的生产设备按照常规的方 法制备。例如，具体步骤可以包括： (1) 原材料准备:将经过表面清除的原材料按重量配比配料； (2) 熔炼:将上述配料置于中频真空感应熔炼炉中熔炼成铸锭;再将铸锭放在真空炉 中均匀化处理，所述处理的温度为850-950°C，时间为8-10小时； (3) 制粉:将均匀化处理的铸锭研磨成3-5μπι的磁粉； (4) 磁场成型：将上述磁粉放在1.2Τ-2. OT的磁场中取向，以10MPa-20MPa的压强压制 成型； (5) 冷等静压:把成型好的磁粉以200MPa-300MPa的压强进行等静压，等静压时间10-20分钟； (6) 烧结:在真空气淬炉中进行烧结，烧结温度为1100-1180°C，烧结时间为4-5小时； (7) 时效处理:将烧结好的磁体进行两次回火热处理，第一次回火热处理温度为900-1000°C，时间为4-5小时，第二次回火热处理温度为400-600°C，时间为7-9小时； (8) 充磁，将经过上述步骤制备的磁体再次进行充磁，即得。
[0019] 本发明的稀土永磁材料在力学性能和矫顽力方面均得到了较大的改善，并且成本 低廉，制造稳定性高、制造方法简单，容易实现大规模工业化生产。
[0020]
【具体实施方式】
[0021] 下面结合【具体实施方式】，对本发明作进一步说明。
[0022] 实施例1: 一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝， 各组分的重量百分比为：硼1.0%，锌0.1%，锰3%，钛1.5%，锡0.3%，锆0.1%，铬0.2%， 铝3%，钕20%，铈0.5%，镧2%，镨1.5%，余量为铁以及不可避免的杂质。
[0023] 实施例2: 一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝， 各组分的重量百分比为：硼1.2%，锌0.14%，锰2%，钛2%，锡0.15%，锆0.3%，铬0.4%， 铝2%，钕24%，铈0.6%，镧2.4%，镨1.8%，余量为铁以及不可避免的杂质。实施例3: 一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝， 各组分的重量百分比为：硼1.4%，锌0.06%，锰1 %，钛2.5%，锡0.45%，锆0.4%、铬 0.1%，铝4.5%，钕28%，铈0.7%，镧2.8%，镨2.1%，余量为铁以及不可避免的杂质。对比 例1: 一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、锰、钛、锡、锆、铬、铝，各组 分的重量百分比为:硼1.0%，锰3%，钛1.5%，锡0.3%，锆0.1%，铬0.2%，铝3%，钕20%， 铈0.5%，镧2%，镨1.5%，余量为铁以及不可避免的杂质。
[0024] 对比例2: 一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锆、铬、铝，各组 分的重量百分比为:硼1.0%，锌0.1%，锰3%，钛1.5%，锆0.1%，铬0.2%，铝3%，钕20%， 铈0.5%，镧2%，镨1.5%，余量为铁以及不可避免的杂质。
[0025] 对比例3: 一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铝，各组 分的重量百分比为:硼1.0%，锌0.1%，锰3%，钛1.5%，锡0.3%，锆0.1%，铝3%，钕20%， 铈0.5%，镧2%，镨1.5%，余量为铁以及不可避免的杂质。
[0026] 对比例4: 一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝， 各组分的重量百分比为：硼1.0%，锌0.1%，锰3%，钛1.5%，锡0.3%，锆0.1%，铬0.2%， 铝3%，钕20%，镧2.5%，镨1.5%，余量为铁以及不可避免的杂质。
[0027] 对比例5: 一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝， 各组分的重量百分比为：硼1.0%，锌0.1%，锰3%，钛1.5%，锡0.3%，锆0.1%，铬0.2%， 铝3%，钕20%，铈0.5%，镧3.5%，余量为铁以及不可避免的杂质。
[0028] 对比例6: 一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝， 各组分的重量百分比为：硼1.0%，锌0.1%，锰3%，钛1.5%，锡0.3%，锆0.1%，铬0.2%， 铝3%，钕20%，铈1.5%，镧2%，镨0.5%，余量为铁以及不可避免的杂质。
[0029] 对比例7: 一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝， 各组分的重量百分比为：硼1.0%，锌0.1%，锰3%，钛1.5%，锡0.3%，锆0.1%，铬0.2%， 铝3%，钕15%，铈1.5%，镧5%，镨2.5%，余量为铁以及不可避免的杂质。
[0030] 实施例4:本发明低成本高矫顽力稀土永磁材料的性能检测 采用中国计量科学研究院的永磁材料不同温度曲线测量系统Nncooc以及万能材料试 验机CMT51505测定将实施例1 -3以及对照例1 -7的磁性能的力学性能。结果见表1。
[0031] 表1本发明材料的性能
[0032] 从表1可以得出，本发明稀土永磁材料具有较高的矫顽力和抗弯强度，以及稳定的 剩磁(Br)和磁能积(BH)max，本发明的各个组分相互协同，缺一不可，对比例1-3分别省略 锌、锡、铬后，矫顽力H cg以及抗弯强度都会下降;采用钕、铈、镧和镨的组合的稀土元素，并 且采用特定配比亦能提高矫顽力和抗弯强度，而对比例4-5证明省略了某种稀土元素会使 矫顽力和抗弯强度下降，对比例6-7证明配比的选择能够使本发明的稀土永磁材料取得预 料不到的技术效果。
【主权项】
1. 一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝， 所述稀土元素为钕、钐、钬和镨的组合，其特征在于，所述钕、钐、钬和镨的重量比为20:0.5: 2:1.5〇2. 根据权利要求1所述的一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、 锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝，各组分的重量百分比为：稀土元素20-35%，硼0.8-1.5%，锌 0.02-0.2%，锰0.5-5%，钛0.1-3%，锡0.02-0.5%，锆0.02-0.5%，铬0.02-0.5%，铝 0.5- 5%，余量为铁以及不可避免的杂质。3. 根据权利要求2所述的一种低成本高矫顽力稀土永磁材料，包括稀土元素、铁、硼、 锌、锰、钛、锡、锆、铬、铝，各组分的重量百分比为：硼1.4%，锌0.06%，锰1 %，钛2.5%，锡 0.45%，锆0.4%、铬0.1%，铝4.5%，钕28%，钐0.7%，钬2.8%，镨2.1%，余量为铁以及不 可避免的杂质。
【文档编号】H01F1/057GK105913990SQ201610476777
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】徐 明
【申请人】无锡新大力电机有限公司