钕铁硼磁体材料、原料组合物、制备方法、应用与流程

文档序号:20935091发布日期:2020-06-02 19:18阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种钕铁硼磁体材料的原料组合物,其特征在于,以重量百分比计,其包含:

r:28~33wt%;所述r为稀土元素、且包括熔炼用稀土金属r1和晶界扩散用稀土金属r2,所述r2的含量为0.2~1wt%;

所述r1包括nd、且不含rh;

所述r2包括tb;

b:0.9~1.1wt%;

cu:0.15wt%以下、且不为0wt%;

m:0.4wt%以下、且不为0wt%;

所述m为bi、sn、zn、ga、in、au和pb中的一种或多种;

fe:60~70.65wt%;

所述rh为重稀土元素;

所述原料组合物中不含有co;

wt%为各元素占所述原料组合物的质量百分比。

2.如权利要求1所述的原料组合物,其特征在于,所述r的含量范围为29.5~31.5wt%或者29.8~32.8wt%,例如31.2wt%、32.2wt%或30.9wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,所述r1还包括pr、la和ce中的一种或多种;较佳地包括pr;

和/或,所述r2的含量范围为0.2~0.8wt%或者0.5~1wt%,例如0.6wt%、0.9wt%、0.94wt%或0.7wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,所述tb的含量范围为0.5~1wt%,例如0.8wt%、0.6wt%、0.75wt%、0.9wt%或0.7wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,所述r2还包括pr、dy、ho和gd中的一种或多种;

和/或,所述b的含量范围为0.9~0.99wt%或0.98~1.05wt%,例如1wt%、1.02wt%或1.03wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,所述cu的含量范围为0.07~0.15wt%或者0.08wt%以下、且不为0wt%,例如0.12wt%、0.13wt%、0.03wt%、0.05wt%、0.09wt%、0.1wt%或0.07wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,所述cu的添加方式为熔炼和/或晶界扩散时添加,当所述cu在晶界扩散时添加,所述cu以prcu合金的形式添加,所述cu的含量较佳地为0.03~0.15wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;其中所述cu占所述prcu的百分比为0.1~17wt%;

和/或,所述m的含量为0.05~0.25wt%或者0.1~0.36wt%,例如0.07wt%、0.23wt%、0.24wt%、0.3wt%或0.31wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,所述m为ga、zn和bi中的一种或多种。

3.如权利要求2所述的原料组合物,其特征在于,当所述r1包含pr时,pr的添加形式为以prnd的形式,或者以纯净的pr和nd的混合物的形式,或者以prnd、纯净的pr和nd的混合物形式添加;当以prnd的形式添加时,例如,pr:nd=25:75或20:80;当以纯净的pr和nd的混合物的形式或以prnd、纯净的pr和nd的混合物形式添加时,所述pr的含量较佳地为0.1~2wt%,例如0.2wt%或者0.5wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,当所述r2包括pr时,所述pr的含量范围为0.2wt%以下、且不为0wt%,例如0.2wt%或者0.1wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,当所述r2包括dy时,所述dy的含量范围为0.3wt%以下、且不为0wt%,例如0.1wt%、0.05wt%或者0.12wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,当所述r2包括ho时,所述ho的含量范围为0.15wt%以下、且不为0wt%,例如0.1wt%或者0.02wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,当所述r2包括gd时,所述gd的含量范围为0.15wt%以下、且不为0wt%,例如0.1wt%或者0.06wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,当所述m包括ga时,所述ga的含量范围为0.02~0.3wt%,较佳地为0.02~0.25wt%或者0.08~0.2wt%,例如0.07wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,当所述m包括zn时,所述zn的含量范围为0~0.25wt%,较佳地为0.01~0.21wt%,例如0.13wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,当所述m包括bi时,所述bi的含量范围为0~0.25wt%,例如0.15wt%或0.22wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;

和/或,所述原料组合物中还含有al;所述al的含量范围较佳地为0.03wt%以下、且不为0wt%,例如0.01wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比;当所述m包括ga,且ga为0.01wt%以下时,al+ga+cu较佳地为0.15wt%以下、且不为0wt%,例如0.12wt%;更佳地,al+ga+cu为0.11wt%以下、且不为0wt%,例如0.07wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比。

4.一种钕铁硼磁体材料,其特征在于,r:28~33wt%;所述r包括r1和r2,所述r2的含量为0.2~1wt%;所述r1包括nd、且不含rh;

b:0.9~1.1wt%;

cu:0.15wt%以下、且不为0wt%;

m:0.4wt%以下、且不为0wt%;

所述m为bi、sn、zn、ga、in、au和pb中的一种或多种;

fe:60~70.65wt%;

wt%为各元素占所述钕铁硼磁体材料的质量百分比;

所述钕铁硼磁体材料中不含有co;

所述钕铁硼磁体材料包含nd2fel4b晶粒和其壳层、邻接所述nd2fel4b晶粒的二颗粒晶界和晶界三角区,r1中的nd分布在所述nd2fel4b晶粒、所述二颗粒晶界和所述晶界三角区;r2主要分布在所述壳层、所述二颗粒晶界和所述晶界三角区;所述晶界三角区的面积占比为2.5~3.5%;所述钕铁硼磁体材料的晶界连续性为97.5%以上。

5.如权利要求4所述的钕铁硼磁体材料,其特征在于,所述二颗粒晶界中还含有化学组成为r85.5~88fe1.5~2.3cu0.9~1.3m8.8~11物相,其中r包括nd和tb,m为bi、sn、zn、ga、in、au和pb中的一种或多种;

和/或,所述晶界三角区面积占比为2.5~3.05%,例如2.85%、2.76%、2.59%、3.01%、2.98%、2.68%、2.77%或2.64%;

和/或,所述晶界连续性为97.5%以上,例如97.88%、98.12%、98.15%、97.93%、97.86%、97.91%、98.01%或98.06%;

和/或,所述r的含量范围为29.5~31.5wt%或者29.8~32.8wt%,例如31.2wt%、32.2wt%或30.9wt%,wt%为元素占所述钕铁硼材料的质量百分比;

和/或,所述r1还包括pr、la和ce中的一种或多种;较佳地包括pr;

和/或,所述r2的含量范围为0.2~0.8wt%或者0.5~1wt%,例如0.6wt%、0.9wt%、0.94wt%或0.7wt%,wt%为元素占所述钕铁硼材料的质量百分比;

和/或,所述tb的含量范围为0.5~1wt%,例如0.8wt%、0.6wt%、0.75wt%、0.9wt%或0.7wt%,wt%为元素占所述钕铁硼材料的质量百分比;

和/或,所述r2还包括pr、dy、ho和gd中的一种或多种;

和/或,所述b的含量范围为0.9~0.99wt%或0.98~1.05wt%,例如1wt%、1.02wt%或1.03wt%,wt%为元素占所述钕铁硼材料的质量百分比;

和/或,所述cu的含量范围为0.07~0.15wt%或者0.08wt%以下、且不为0wt%,例如0.12wt%、0.13wt%、0.03wt%、0.05wt%、0.09wt%、0.1wt%或0.07wt%,wt%为元素占所述钕铁硼材料的质量百分比

和/或,所述cu的添加方式为熔炼和/或晶界扩散时添加,当所述cu在晶界扩散时添加,所述cu以prcu合金的形式添加,所述cu的含量较佳地为0.03~0.15wt%,wt%为元素占所述原料组合物的质量百分比,其中所述cu占所述prcu的百分比为0.1~17wt%;

和/或,所述m的含量为0.05~0.25wt%或者0.1~0.36wt%,例如0.07wt%、0.23wt%、0.24wt%、0.3wt%或0.31wt%,wt%为元素占所述钕铁硼材料的质量百分比;

和/或,所述m为ga、zn和bi中的一种或多种。

6.如权利要求5所述的钕铁硼磁体材料,其特征在于,当所述r1包含pr时,pr的添加形式为以prnd的形式,或者以纯净的pr和nd的混合物的形式,或者以prnd、纯净的pr和nd的混合物形式添加;当以prnd的形式添加时,例如,pr:nd=25:75或20:80;当以纯净的pr和nd的混合物的形式或以prnd、纯净的pr和nd的混合物形式添加时,所述pr的含量较佳地为0.1~2wt%,例如0.2wt%或者0.5wt%,wt%为元素占所述钕铁硼磁体材料的质量百分比;

和/或,当所述r2包括pr时,所述pr的含量范围为0.2wt%以下、且不为0wt%,例如0.2wt%或者0.1wt%,wt%为元素占所述钕铁硼磁体材料的质量百分比;

和/或,当所述r2包括dy时,所述dy的含量范围为0.3wt%以下、且不为0wt%,例如0.1wt%、0.05wt%或者0.12wt%,wt%为元素占所述钕铁硼磁体材料的质量百分比;

和/或,当所述r2包括ho时,所述ho的含量范围为0.15wt%以下、且不为0wt%,例如0.1wt%或者0.02wt%,wt%为元素占所述钕铁硼磁体材料的质量百分比;

和/或,当所述r2包括gd时,所述gd的含量范围为0.15wt%以下、且不为0wt%,例如0.1wt%或者0.06wt%,wt%为元素占所述钕铁硼磁体材料的质量百分比;

和/或,当所述m包括ga时,所述ga的含量范围为0.02~0.3wt%,较佳地为0.02~0.25wt%或者0.08~0.2wt%,例如0.07wt%,wt%为元素占所述钕铁硼磁体材料的质量百分比;

和/或,当所述m包括zn时,所述zn的含量范围为0~0.25wt%,较佳地为0.01~0.21wt%,例如0.13wt%,wt%为元素占所述钕铁硼磁体材料的质量百分比;

和/或,当所述m包括bi时,所述bi的含量范围为0~0.25wt%,例如0.15wt%或0.22wt%,wt%为元素占所述钕铁硼磁体材料的质量百分比;

和/或,所述钕铁硼磁体材料中还含有al;所述al的含量范围较佳地为0.03wt%以下、且不为0wt%,例如0.01wt%,wt%为元素占所述钕铁硼磁体材料的质量百分比;当所述m包括ga,且ga为0.01wt%以下时,al+ga+cu较佳地为0.15wt%以下、且不为0wt%,例如0.12wt%;更佳地,al+ga+cu为0.11wt%以下、且不为0wt%,例如0.07wt%,wt%为元素占所述钕铁硼磁体材料的质量百分比;

和/或,所述r85.5~88fe1.5~2.3cu0.9~1.3m8.8~11物相在所述二颗粒晶界中的面积占比为0.25~1.7%,例如1.54%、0.28%、0.33%、0.66%、1.36%、0.75%、0.84%和0.57%。

7.一种钕铁硼磁体材料的制备方法,其特征在于,其采用如权利要求1~3任意一项所述的原料组合物进行,所述制备方法为扩散制法,所述r1元素在熔炼步骤中添加,所述r2元素在晶界扩散步骤中添加。

8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:将所述钕铁硼磁体材料的原料组合物中除r2以外的元素经熔炼、制粉、成型、烧结得烧结体,再将所述的烧结体与所述r2的混合物经晶界扩散即可;

所述熔炼的温度较佳地为1300~1700℃,更佳地为1450~1550℃,例如1500℃;

所述制粉较佳地包括氢破制粉和/或气流磨制粉,所述气流磨制粉较佳地在0.1~2mpa,更佳地在0.5~0.7mpa的条件下进行气流磨制粉;

当所述r2还包含pr时,较佳地,pr以prcu合金的形式添加;

当所述r2包含pr且pr以prcu合金的形式参与晶界扩散时,较佳地,所述cu的添加方式为熔炼和/或晶界扩散时添加。

9.一种如权利要求7或8的制备方法制得的钕铁硼磁体材料。

10.一种如权利要求4~6和9任意一项所述的钕铁硼磁体材料在制备磁钢中的应用;所述磁钢较佳地为54sh和/或52uh高性能磁钢。


技术总结
本发明公开了一种钕铁硼磁体材料、原料组合物、制备方法、应用,原料组合物包含如下组分:R:28~33wt%;R为稀土元素、且包括熔炼用稀土金属R1和晶界扩散用稀土金属R2,R2的含量为0.2~1wt%;R1包括Nd、且不含RH;R2包括Tb;B:0.9~1.1wt%;Cu:0.15wt%以下、且不为0wt%;M:0.4wt%以下、且不为0wt%;M为Bi、Sn、Zn、Ga、In、Au和Pb中的一种或多种;Fe:60~70.65wt%;RH为重稀土元素;原料组合物中不含有Co;wt%为各元素占原料组合物的质量百分比。本发明的磁体材料具有高剩磁、高矫顽力以及高温性能好的优势。

技术研发人员:骆溁;师大伟;黄佳莹;廖宗博;蓝琴;林玉麟;谢菊华;龙严清
受保护的技术使用者:厦门钨业股份有限公司;福建省长汀金龙稀土有限公司
技术研发日:2020.02.26
技术公布日:2020.06.02
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