本发明涉及一种烧结钕铁硼磁体制备技术，尤其是涉及一种烧结钕铁硼磁体的制备方法。
背景技术：
烧结钕铁硼磁体不但具有突出的磁性能，而且具有高效节能、质量轻、体积小和控制调速性好等特点，自1983年问世以来就得到了广泛的应用。当前，钕铁硼产业已成为国民经济发展的重要组成部分。随着科技的发展和生活质量提高，人们对作为烧结钕铁硼磁体的综合性能也提出了更高的要求。
矫顽力和剩磁为衡量烧结钕铁硼磁体性能的两项重要指标。传统的提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方法通常是通过添加重稀土元素的方法来实现。众所周知，加入重稀土元素能够使烧结钕铁硼磁体的矫顽力提高，但是由于重稀土元素存在同时又会使烧结钕铁硼磁体的剩磁降低，由此限制了综合磁性能的提高。与此同时，随着钕铁硼稀土材料的应用领域扩大和使用量大幅提升使得稀土元素这种不可再生资源锐减，特别是稀缺的镝、铽等重稀土元素，重稀土元素的价格日益上涨，成本要求也大大提高。因此，如何在降低镝和铽等重稀土元素用量和成本的前提下，进一步提高烧结钕铁硼磁体的综合性能成为当前的研究热点。
研究表明，通过晶界改善可以提高烧结钕铁硼磁体的矫顽力。常规的方法是在熔炼时添加微量元素改善晶界，但是该方法中，微量元素会进入主相(nd2fe14b相)导致剩磁的降低。也有研究表明，可通过其它的晶界改性技术来制备磁体。申请号为cn201310615389.6的中国专利中公开了一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，该制备方法在采用气流磨制粉时加入al粉或稀土ga合金氢碎粉末。但是该方法加入的粉末较粗，且韧性好，难以磨碎，不能和钕铁硼粉末充分均匀混合，难以保证最终烧结钕铁硼磁体的磁性能，且一致性差。申请号为cn201610715923的中国专利中公开了一种改性钕铁硼磁体和其制造方法，该方法中在磁体表面涂覆轻稀土、al、cu和ga中的一种或几种悬浮液，通过晶界扩散制备磁体，但该方法效率低、成本高，无法制备大块磁体；在热处理时，这些涂覆在表面的元素容易蒸发，难以起到好的效果。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，该方法制备得到的烧结钕铁硼磁体具有高的矫顽力和高的最大磁能积，具有优异的综合磁性能，同时可以节约重稀土的用量，降低成本。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，先将钕铁硼合金与低熔点金属材料混合后进行氢碎，再经制粉、成型、烧结和低温热处理得到烧结钕铁硼磁体。
所述的低熔点金属材料是成分为aat1-a的金属材料中的至少一种，其中a为al、ga和in中的至少一种，t为nd、pr、gd、tb、dy、ho、cu、ti、w、v、fe、co、b、nb、zr、mg和zn中的至少一种，a为a的重量比，1-a为t的重量比，0＜a≤1。
所述的低熔点金属材料中含有的熔点最高的金属材料的熔点不高于700℃。该方法中，低熔点金属材料的熔点不高于700℃，在氢碎时能熔化，通过搅拌即可均匀分布在烧结钕铁硼粉体表面，提升混合的均匀性。
所述的低熔点金属材料的重量不超过所述的钕铁硼合金与所述的低熔点金属材料混合物重量的10％。
所述的低熔点金属材料的重量为所述的钕铁硼合金与所述的低熔点金属材料混合物重量的0.05～3％。该方法可以保证剩磁降低幅度不大而矫顽力大幅提高，综合磁性能的提高明显。
在所述的氢碎过程中，通过旋转氢碎容器或者在氢碎容器中设置旋转搅拌器进行搅拌使所述的钕铁硼合金与所述的低熔点金属材料的氢碎物充分混合。
所述的氢碎过程中的脱氢温度为450～750℃。该方法在保证低熔点金属材料熔化成液态的基础上，大幅度降低氢含量。
所述的氢碎过程中的脱氢温度高于所述的低熔点金属材料中含有的熔点最高的金属材料的熔点。该方法中可以确保脱氢温度下低熔点金属材料熔化为液态。
将所述的钕铁硼合金的成分表示为rexmybzfe(1-x-y-z)，其中re为y、la、ce、nd、pr、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb和lu中的至少一种，m为cu、co、ga、nb、al、zr、ti和w中的至少一种，x为re在所述的钕铁硼合金中的重量比，y为m在所述的钕铁硼合金中的重量比，z为b在所述的钕铁硼合金中的重量比，1-x-y-z为fe在所述的钕铁硼合金中的重量比，22％≤x≤35％，0＜y≤5％，0.8％＜z≤1.2％。
所述的烧结温度为850～1100℃，时间为4～10h，所述的低温热处理温度为320～950℃，时间为4～8h。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过在氢碎前将低熔点金属材料添加到钕铁硼合金中，氢碎过程中，低熔点金属材料熔化与钕铁硼合金粗粉均匀混合并在钕铁硼合金粗粉表面形成一层低熔点相，在后续制粉、成型、烧结和低温热处理后，低熔点相集中分布在晶界和nd2fe14b晶粒表面，通过改善了晶界处的微观结构和成分，阻碍了磁交换耦合作用，抑制了反磁化过程，从而提高了烧结钕铁硼磁体的矫顽力，同时使得剩磁(br)降低很少；与常规熔炼添加相比，添加的低熔点金属材料主要分布在边界而极少进入主相，具有更高的剩磁br和内禀矫顽力hcj；与气流磨和成型过程中添加低熔点金属材料相比形成的低熔点相更加均匀，因而具有更高的内禀矫顽力hcj；与添加高熔点金属材料相比，采用的低熔点金属材料熔点低，在氢碎时即能熔化，分布更加均匀；与重稀土晶界扩散相比，材料的重稀土含量低，成本低，且不受产品尺寸限制，由此本发明的方法制备得到的烧结钕铁硼磁体具有高的矫顽力和高的最大磁能积，具有优异的综合磁性能，同时可以节约重稀土的用量，降低成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照成分为(prnd)30.5febalal0.2zr0.1cu0.1b1(重量百分比)的比例进行配比，采用纯度大于99％(重量百分比)的pr-nd、fe、co、al、zr、cu及b-fe合金，在氩气气氛中中频熔炼上述材料得到溶液，然后将溶液浇铸在线速度为1.5m/s的水冷铜辊上，制备得到钕铁硼合金材料，该钕铁硼合金材料为平均厚度0.28mm速凝薄片；
(2)将速凝薄片与低熔点金属材料混合后进行氢破碎，氢碎过程时旋转搅拌，脱氢温度为500～700℃，脱氢时间4小时，将混合合金粗破碎为粒径为0.5mm左右的粗粉颗粒；
(3)利用气流磨制粉，将粗粉颗粒破碎成为平均粒度为3.0μm的细粉，将该细粉在2t的磁场中取向成型，再进行等静压，压力为150mpa，制备出烧结钕铁硼磁体生坯；
(4)在真空或惰性气体中对该烧结钕铁硼磁体生坯进行烧结，烧结过程采用真空烧结，真空度为5×10-3pa，烧结温度为1070℃，烧结时间为4h，将烧结后的磁体进行回火后处理，利用两段回火工艺，第一阶段900℃保温2h，然后在500℃保温4h。
本实施例中，低熔点金属材料为1wt.％的al。
实施例二：本实施例与实施例一基本相同，区别在于本实施例中，低熔点金属材料为2wt.％的ga。
实施例三：本实施例与实施例一基本相同，区别在于本实施例中，低熔点金属材料为0.5wt.％的in。
实施例四：本实施例与实施例一基本相同，区别在于本实施例中，低熔点金属材料为8wt.％的ga。
作为上述实施例一～实施例四的对比，采用相同钕铁硼合金及相同工艺，制备不添加低熔点金属材料的烧结钕铁硼磁体，将本实施例作为对比例。表1为实施例一～实施例四和对比例中烧结钕铁硼磁体的磁性能对照表。
表1
分析表1数据可知：实施例一～实施例四相对于对比例的剩磁有所下降，而矫顽力则显著提升。
实施例五：一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照成分为(prnd)30.5febalal0.2zr0.1cu0.1b0.98(重量百分比)的比例进行配比，采用纯度大于99％(重量百分比)的pr-nd、fe、co、al、zr、cu及b-fe合金，在氩气气氛中中频熔炼上述材料得到溶液，然后将溶液浇铸在线速度为1.5m/s的水冷铜辊上，制备得到钕铁硼合金材料，该钕铁硼合金材料为平均厚度0.28mm速凝薄片；
(2)将速凝薄片与低熔点金属材料混合后进行氢破碎，氢碎过程时旋转搅拌，脱氢温度为600℃，脱氢时间4小时，将混合合金粗破碎为粒径为0.5mm左右的粗粉颗粒；
(3)利用气流磨制粉，将粗粉颗粒破碎成为平均粒度为3.0μm的细粉，将该细粉在2t的磁场中取向成型，再进行等静压，压力为150mpa，制备出烧结钕铁硼磁体生坯；
(4)在真空或惰性气体中对该烧结钕铁硼磁体生坯进行烧结，烧结过程采用真空烧结，真空度为5×10-3pa，烧结温度为1070℃，烧结时间为4h，将烧结后的磁体进行回火后处理，利用两段回火工艺，第一阶段900℃保温2h，然后在700℃保温4h。
本实施例中，低熔点金属材料为1wt.％的al1zn9。
实施例六：本实施例与实施例五基本相同，区别在于本实施例中，低熔点金属材料为1wt.％的al68cu32。
实施例七：本实施例与实施例五基本相同，区别在于本实施例中，低熔点金属材料为1wt.％的al1ga9。
实施例八：本实施例与实施例五基本相同，区别在于本实施例中，低熔点金属材料为1wt.％的ga6cu4。
实施例九：本实施例与实施例五基本相同，区别在于本实施例中，低熔点金属材料为1wt.％的in9cu1。
表2为实施例五～实施例九中烧结钕铁硼磁体的磁性能对照表。
表2
分析表2数据可知：实施例五～实施例九相对于对比例的剩磁有所下降，而矫顽力则显著提升。
实施例十：一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照成分为(prnd)31febalal0.2zr0.1cu0.1b0.98(重量百分比)的比例进行配比，采用纯度大于99％(重量百分比)的pr-nd，fe，co，al、zr，cu及dy-fe、tb、b-fe合金，在氩气气氛中中频熔炼上述材料得到溶液，然后将溶液浇铸在线速度为1.5m/s的水冷铜辊上，制备得到钕铁硼合金材料，该钕铁硼合金材料为平均厚度0.28mm速凝薄片；
(2)将速凝薄片与低熔点金属材料混合后进行氢破碎，氢碎过程时旋转搅拌，脱氢温度为550℃，脱氢时间4小时，将混合合金粗破碎为粒径为0.5mm左右的粗粉颗粒；
(3)利用气流磨制粉，将粗粉颗粒破碎成为平均粒度为2.8μm的细粉，将该细粉在2t的磁场中取向成型，再进行等静压，压力为150mpa，制备出烧结钕铁硼磁体生坯；
(4)在真空或惰性气体中对该烧结钕铁硼磁体生坯进行烧结，烧结过程采用真空烧结，真空度为5×10-3pa，烧结温度为1060℃，烧结时间为4h，将烧结后的磁体进行回火后处理，利用两段回火工艺，第一阶段900℃保温2h，然后在500℃保温4h。
本实施例中，低熔点金属材料为1wt.％的ga13dy7。
实施例十一：本实施例与实施例十基本相同，区别在于本实施例中，低熔点金属材料为1wt.％的ga73tb27。
实施例十二：本实施例与实施例十基本相同，区别在于本实施例中，低熔点金属材料为1wt.％的pr0.2nd0.8al4。
实施例十三：本实施例与实施例十基本相同，区别在于本实施例中，低熔点金属材料为1wt.％的ga13dy7和ga73tb27的混合物，其中ga13dy7和ga73tb27的重量比为1:1。
表3为实施例十～实施例十三中烧结钕铁硼磁体的磁性能对照表。
表3
分析表3数据可知：实施例十～实施例十三相对于对比例的剩磁有所下降，而矫顽力则显著提升。