本发明涉及一种钕铁硼材料及其制备方法。
背景技术：
制备高致密钕铁硼材料的工艺有两种，一种为粉末冶金工艺，制备烧结钕铁硼磁体（为各向异性磁体），另一种为热压/热变形工艺，制备热压/热变形钕铁硼磁体（包括各向同性和各向异性磁体）。
近年来，采用粉末冶金工艺制备的烧结钕铁硼产业快速发展，年产量突破10万吨，随着常用稀土材料镨钕（或钕）、镝铁（或镝）、铽等消耗量增加，导致其价格持续走高，促使烧结钕铁硼永磁材料的成本提高。目前镨钕的价格为30～40万元/吨，镝铁的价格为130万元/吨左右，铽的价格为340～370万元/吨。而储量较丰富的铈的价格为3～4万元/吨，钬铁的价格为26～28万元/吨。由此可见，铈的价格仅为镨钕的十分之一，而钬相对于镝、铽也便宜了很多。因此，采用铈部分替代镨钕、钬/钬铁部分替代镝铁/镝，可以大大降低烧结钕铁硼永磁材料的成本。
为了降低成本，人们开始逐渐重视热压/热变形工艺，年产量开始突破0.15万吨。采用该工艺制备各向异性钕铁硼磁体，选用的是稀土含量较低的快淬钕铁硼薄带或磁粉，通过缓慢而大幅度的热压变形诱发的晶体择优取向，因为热压温度低，并不能形成类似粉末冶金工艺那样的金相结构和矫顽力机制，而必须预先在合金颗粒内形成足够高的矫顽力。而粉末冶金工艺则是在烧结过程中存在液相烧结，在主相的周围形成均匀液相的金相结构，以提高矫顽力。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可降低生产成本，提高生产效率的钕铁硼材料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明之钕铁硼材料，由A相和B相两种合金组成，A相合金成分为RxFe1-x-y-zByMz，其中，R为La、Ce、Pr、Nd、Dy、Ho、Tb中的一种或几种，M为Al、Cu、Co、Nb、Ga、Zr中的一种或几种，x=0.1～0.32，y=0.008～0.01，z=0.001～0.1；B相合金为RaFe1-a-bMb，其中R为La、Ce、Pr、Nd、Dy、Ho、Tb中的一种或几种，M为Al、Cu、Co、Nb、Ga、Zr中的一种或几种，a=0.2～0.8，b=0.001～0.1；A合金与B合金的质量比为100:0.5～10（优选比例100:1～5）。
本发明之钕铁硼材料的制备方法，包括以下步骤：
1）熔炼：按RxFe1-x-y-zByMz和RaFe1-a-bMb设定比例配料后，采用真空感应熔炼将其分别熔炼成合金液，然后浇注到快速旋转的铜辊上，获得片状A合金和B合金；
2）混料和破碎：将A合金和B合金按质量比100:0.5～10的比例混合，并将混合合金破碎成粉末C；
3）热压：将粉末C装入模具内，加热到500℃～750℃，加压力压制，压强为10MPa～100MPa，保持1min～10min，获得热压磁体；
4）热变形：将热压磁体置于加热到500℃～850℃的模具中，加压力压制，压强为20MPa～200MPa，保持1min～10min，获得热变形磁体。
进一步，步骤1）中，A合金的铜辊旋转速度为20m/s～35m/s，B合金的铜辊旋转速度为2m/s～5m/s。
进一步，步骤2）中，采用机械法将混合合金破碎成粉末C。
进一步，步骤2）中，粉末C的平均粒径为0.1mm～2mm。
本发明综合了热压/热变形工艺特点和粉末冶金工艺的特点，B合金的加入，可以在热压过程中使磁体更加容易致密化，在热变形过程中，提高变形速度，从而更加容易制备出热压/热变形磁体，降低生产成本，提高生产效率。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例之钕铁硼材料，由A相和B相两种合金组成，A相合金成分为（CePrNd）0.1Fe0.79B0.01（AlCoGaZr）0.1；B相合金为Ce0.8Fe0.199Ga0.001；A合金与B合金的质量比为100:0.5。
制备方法，包括以下步骤：
1）熔炼：采用真空感应熔炼将（CePrNd）0.1Fe0.79B0.01（AlCoGaZr）0.1 和Ce0.8Fe0.199Ga0.001熔炼成合金液，然后分别浇注到转速为20m/s和2m/s的旋转铜辊上，获得片状A合金和B合金；
2）混料和破碎：将A合金和B合金按质量比100:0.5的比例混合，并采用机械法将混合合金破碎成平均粒径0.1mm的粉末C；
3）热压：将粉末C装入模具内，加热到500℃，加压力压制，压强为100MPa，保持1min，获得热压磁体；
4）热变形：将热压磁体置于加热到850℃的模具中，加压力压制，压强为200MPa，保持1min，获得热变形磁体。
测试磁体的磁性能，剩磁Br≥12.3kGs，矫顽力Hcj≥12kOe，最大磁能积（BH）m≥36MGOe。
实施例2
本实施例之钕铁硼材料，由A相和B相两种合金组成，A相合金成分为（CePrNdDy）0.32Fe0.572B0.008Nb0.1；B相合金为（LaCe）0.2Fe0.7Ga（AlCuCoGaNbZr）0.1；A合金与B合金的质量比为100:10。
制备方法，包括以下步骤：
1）熔炼：采用真空感应熔炼将（CePrNdDy）0.32Fe0.572B0.008Nb0.1 和（LaCe）0.2Fe0.7（AlCuCoGaNbZr）0.1熔炼成合金液，然后分别浇注到转速为35m/s和5m/s的旋转铜辊上，获得片状A合金和B合金；
2）混料和破碎：将A合金和B合金按质量比100:10的比例混合，并采用机械法将混合合金破碎成平均粒径2mm的粉末C；
3）热压：将粉末C装入模具内，加热到750℃，加压力压制，压强为10MPa，保持10min，获得热压磁体；
4）热变形：将热压磁体置于加热到800℃的模具中，加压力压制，压强为100MPa，保持10min，获得热变形磁体。
测试磁体的磁性能，剩磁Br≥13kGs，矫顽力Hcj≥12.3kOe，最大磁能积（BH）m≥40MGOe。
实施例3
本实施例之钕铁硼材料，由A相和B相两种合金组成，A相合金成分为（CePrNdDy）0.3Fe0.592B0.008（CoAl）0.1；B相合金为Ce0.25Fe0.7（CuGaNbZr）0.05；A合金与B合金的质量比为100:5。
制备方法，包括以下步骤：
1）熔炼：采用真空感应熔炼将（CePrNdDy）0.3Fe0.592B0.008（CoAl）0.1和Ce0.25Fe0.7（CuGaNbZr）0.05熔炼成合金液，然后分别浇注到转速为30m/s和3m/s的旋转铜辊上，获得片状A合金和B合金；
2）混料和破碎：将A合金和B合金按质量比100:5的比例混合，并采用机械法将混合合金破碎成平均粒径2mm的粉末C；
3）热压：将粉末C装入模具内，加热到600℃，加压力压制，压强为10MPa，保持8min，获得热压磁体；
4）热变形：将热压磁体置于加热到750℃的模具中，加压力压制，压强为100MPa，保持10min，获得热变形磁体。
测试磁体的磁性能，剩磁Br≥12.7kGs，矫顽力Hcj≥17.2kOe，最大磁能积（BH）m≥39MGOe。