本发明涉及稀土永磁材料
技术领域：
，更具体地说，它涉及一种高性能钕铁硼磁体的制备方法。
背景技术：
烧结钕铁硼磁体自发明以来，以其优异的综合性能及相对低廉的价格而得到广泛应用。近年来，随着科技的加速发展，烧结钕铁硼磁体在新能源汽车、变频压缩机和风力发电等高端领域的推广速度和应用范围迅速扩大。这些领域均要求烧结钕铁硼磁体具有较高的综合磁性能，即具有高的剩磁及高的矫顽力。现有的高性能烧结钕铁硼磁体主要有两种结构。一种结构的烧结钕铁硼磁体内，重稀土元素(dy或tb中的至少一种)在磁体内部均匀分布，其结构是通过在熔炼过程中直接加入重稀土元素后使重稀土元素在磁体内均匀分布而实现，因此为获得该结构的烧结钕铁硼磁体需要使用较多的重稀土元素，制备成本较高。在该磁体内重稀土元素部分取代主相合金中的nd原子，磁体主相z轴方向的晶格常数变小，具有较高的各向异性场，矫顽力较高，但其饱和磁化强度却明显降低，磁体的剩磁也随之降低。在另一种结构的烧结钕铁硼磁体内，重稀土元素(dy或tb中的至少一种)主要分布在磁体内的晶界相附近，相对于第一种结构的烧结钕铁硼磁体其重稀土元素含量虽有减少，但减少的不明显。该烧结钕铁硼磁体的结构通过双合金工艺实现，在双合金工艺中，按主相正比成分熔炼合金，被称为第一合金，再按富钕相和富硼相组成的晶界相的成分熔炼第二合金，第一合金和第二合金分别用真空速凝工艺熔炼，熔炼后按一定比例混合后制备烧结钕铁硼磁体。为了保证该烧结钕铁硼磁体具有较高的矫顽力，第二合金中包含重稀土元素dy或tb中的至少一种，经过高温烧结，第二合金扩散到第一合金内，制备过程中重稀土元素仍需要使用较多，生产成本仍然较高。技术实现要素：本发明的目的是提供一种重稀土元素使用少，生产成本低的制备高性能钕铁硼磁体的方法。为实现上述目的，通过以下技术手段实现：一种高性能钕铁硼磁体的制备方法，包括如下步骤：1)采用速凝工艺制成钕铁硼合金速凝片；钕铁硼合金的化学式为ndxfe100-x-y-z-x1bycozcux1，质量百分比：x：30-31.5，y：0.95-1，z：1-1.2，x1：0.-0.06；2)将速凝片粗破碎后放入含dy或tb的溶液中进行球磨，并加入还原剂；所述含dy或tb的溶液浓度为0.01～0.1mol/l，由含dy或tb的化合物溶于去离子水中配置而成，其中dy或tb的化合物选自镝的硝酸盐、铽的硝酸盐、醋酸盐中的一种，速凝片与含dy或tb溶液的体积比为1：0.8～1：1；所述还原剂的加入量为每摩尔数的dy或tb加入3～5摩尔的还原剂，所述还原剂为碱金属的硼氢化物，如nabh4或kbh4；速凝片粗破碎成3～4μm的粗颗粒，然后放入含dy或tb溶液中球磨，球磨时间为1～2小时；3)将上述球磨后产物经去离子水洗涤，干燥；干燥可以是真空冷冻干燥，也可以是真空加热干燥，优选为真空冷冻干燥；4)将干燥后的粉末磁场取向成型，等静压，真空烧结制成钕铁硼永磁材料；磁场取向成型，磁场为1.6～2t，等静压的压力为200～300mpa，所述的真空烧结为抽真空至1×10-2pa以下，首先升温至200～300℃烧结0.5～1小时，然后升温至1040～1080℃烧结2～4小时。本发明与现有技术相比的优点在于：速凝片粗破碎后，基本上都是沿着晶界破碎成细小颗粒，甚至为晶粒，或者是大颗粒在后续球磨过程中也沿晶破碎，变成细小晶粒，这种破碎是在发生含dy或tb的溶液中，即经还原剂还原出来的活化dy或tb原子刚好接触到新鲜的钕铁硼合金晶粒表面，便立即被吸附在其表面，另一方面在后续的进一步球磨过程中，还原出的活化dy或tb还可以沿大颗粒钕铁硼合金颗粒的表面渗入晶界内，通过严格控制球磨的时间可以得到dy或tb覆盖晶粒表面的钕铁硼合金颗粒。然后将球磨后的粉末洗涤干燥，磁场取向成型等静压烧结，dy或tb仍留在晶粒表面，得到渗dy或渗tb的高性能钕铁硼磁体。相比于直接合金化或双合金工艺制备渗dy或渗tb的钕铁硼材料而言，本发明通过球磨原子原位聚合，生成以钕铁硼主合金为核、含dy/tb原子为壳的核壳结构，低温烧结去除阴离子杂质，高温烧结致密化得到最终材料，所需重稀土元素少即可达到很好的渗重稀土的效果，生产成本低；所得钕铁硼材料剩磁不显著降低，而矫顽力得到提高。具体实施方式下面通过具体实施例对发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的本发明的保护范围。实施例11)采用速凝工艺制成钕铁硼合金速凝片，其钕铁硼合金的成分为nd31.5fe66.31b0.95co1.2cu0.04；2)将速凝片粗破碎成50～200微米的粗颗粒，将镝的硝酸盐溶解于去离子水中配置成浓度为0.01mol/l的溶液，将1kg上述粗颗粒放入0.5l上述溶液中，并加入5gnabh4球磨1小时；3)将上述球磨后产物经去离子水洗涤，冷冻干燥；4)将干燥后的粉末磁场取向成型，磁场为1.6t，200mpa等静压，真空烧结，抽真空至1×10-2pa，首先升温至200℃烧结0.5小时，然后升温至1040℃烧结2小时即制成钕铁硼磁体。作为对比，本实施例中将球磨过程中不加镝的硝酸盐的情况作为对比，均采用永磁材料测量b-h仪测试磁体的室温性能。从下表的测试数据中可知本实验得到了高性能的钕铁硼磁体。表1采用不同工艺制备的烧结钕铁硼磁体的性能制备工艺剩磁(t)矫顽力(koe)最大磁能积(mgsoe)hk/hcj不加dy1.3837.1140.10.8加dy1.3498.8443.40.85实施例21)采用速凝工艺制成钕铁硼合金速凝片，其钕铁硼合金的成分为nd30.5fe67.31b0.95co1.2cu0.04；2)将速凝片粗破碎成50～200微米的粗颗粒，将镝的醋酸盐溶解于去离子水中配置成浓度为0.02mol/l的溶液，将1kg上述粗颗粒放入0.5l上述溶液中，并加入10gnabh4球磨1.2小时；3)将上述球磨后产物经去离子水洗涤，冷冻干燥；4)将干燥后的粉末磁场取向成型，磁场为1.8t，220mpa等静压，真空烧结，抽真空至1×10-2pa，首先升温至220℃烧结0.5小时，然后升温至1050℃烧结2.2小时即制成钕铁硼磁体。作为对比，本实施例中将球磨过程中不加镝的醋酸盐的情况作为对比，均采用永磁材料测量b-h仪测试磁体的室温性能。从下表的测试数据中可知本实验得到了高性能的钕铁硼磁体。表2采用不同工艺制备的烧结钕铁硼磁体的性能制备工艺剩磁(t)矫顽力(koe)最大磁能积(mgsoe)hk/hcj不加dy1.32810.5441.630.96加dy1.32512.5341.530.93实施例31)采用速凝工艺制成钕铁硼合金速凝片，其钕铁硼合金的成分为nd30.5fe67.26b0.1co1.2cu0.04；2)将速凝片粗破碎成50～200微米的粗颗粒，将铽的硝酸盐溶解于去离子水中配置成浓度为0.03mol/l的溶液，将1kg上述粗颗粒放入0.5l上述溶液中，并加入15gnabh4球磨1小时；3)将上述球磨后产物经去离子水洗涤，冷冻干燥；4)将干燥后的粉末磁场取向成型，磁场为1.6t，250mpa等静压，真空烧结，抽真空至1×10-2pa，首先升温至250℃烧结0.7小时，然后升温至1050℃烧结2小时即制成钕铁硼磁体。作为对比，本实施例中将球磨过程中不加铽的硝酸盐的情况作为对比，均采用永磁材料测量b-h仪测试磁体的室温性能。从下表的测试数据中可知本实验得到了高性能的钕铁硼磁体。表3采用不同工艺制备的烧结钕铁硼磁体的性能实施例41)采用速凝工艺制成钕铁硼合金速凝片，其钕铁硼合金的成分为nd31fe66.81b0.95co1.2cu0.04；2)将速凝片粗破碎成50～200微米的粗颗粒，将铽的醋酸盐溶解于去离子水中配置成浓度为0.05mol/l的溶液，将1kg上述粗颗粒放入0.4l上述溶液中，并加入15gnabh4球磨1小时；3)将上述球磨后产物经去离子水洗涤，冷冻干燥；4)将干燥后的粉末磁场取向成型，磁场为1.8t，280mpa等静压，真空烧结，抽真空至1×10-2pa，首先升温至280℃烧结0.5小时，然后升温至1060℃烧结3小时即制成钕铁硼磁体。作为对比，本实施例中将球磨过程中不加铽的醋酸盐的情况作为对比，均采用永磁材料测量b-h仪测试磁体的室温性能。从下表的测试数据中可知本实验得到了高性能的钕铁硼磁体。表4采用不同工艺制备的烧结钕铁硼磁体的性能制备工艺剩磁(t)矫顽力(koe)最大磁能积(mgsoe)hk/hcj不加tb1.33810.5541.10.9加tb1.33412.5341.70.885实施例51)采用速凝工艺制成钕铁硼合金速凝片，其钕铁硼合金的成分为nd31.5fe66.31b0.95co1.2cu0.04；2)将速凝片粗破碎成50～200微米的粗颗粒，将镝的硝酸盐溶解于去离子水中配置成浓度为0.05mol/l的溶液，将1kg上述粗颗粒放入0.3l上述溶液中，并加入25gnabh4球磨1小时；3)将上述球磨后产物经去离子水洗涤，冷冻干燥；4)将干燥后的粉末磁场取向成型，磁场为2.0t，300mpa等静压，真空烧结，抽真空至1×10-2pa，首先升温至300℃烧结0.5小时，然后升温至1080℃烧结2小时即制成钕铁硼磁体。作为对比，本实施例中将球磨过程中不加镝的硝酸盐的情况作为对比，均采用永磁材料测量b-h仪测试磁体的室温性能。从下表的测试数据中可知本实验得到了高性能的钕铁硼磁体。表5采用不同工艺制备的烧结钕铁硼磁体的性能制备工艺剩磁(t)矫顽力(koe)最大磁能积(mgsoe)hk/hcj不加dy1.3537.8140.10.8加dy1.3499.8443.40.85以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12