本发明属于永磁体领域,具体地,涉及一种稀土永磁体及其制备方法和应用。
背景技术:
1、sm-fe-n类永磁铁由于其各向异性磁场高、居里温度高、耐腐蚀性也优异,因此能够成为高性能的粘结磁体。sm-fe-n合金粉末主要分为:各向同性磁体粉末,其主相具有亚稳定的六方晶体结构,可称为tbcu7型(smfe9相),其主要是通过熔融淬火法获得的;和各向异性磁体粉末,其主相具有菱形晶体结构,可称为th2zn17型,并且其是稳定相。th2zn17型各向异性磁体粉末制备的各向异性sm-fe-n粘结磁体,其磁能积较高,但是制备工艺较复杂。tbcu7型各向同性磁体粉末制备的各向同性sm-fe-n粘结磁体磁能积较低,但在成型时不需外磁场磁化,且磁体可以沿任意方向充磁磁化,设计磁化模式自由度高,生产效率高。
2、cn1196144c提供了一种制备sm-fe-n粉末磁体的方法,包括混合并熔化各合金组分的步骤,以形成下式的合金成分,以原子百分比计:
3、smxfe100-x-y-vm1ynv
4、其中m1选自hf和zr中的至少一种;7≤x≤12,0.1≤y≤1.5,0.5≤v≤20,具有tbcu7型晶体结构,将熔融的合金加到一个或多个以20-45米/秒的圆周速度旋转的淬火辊上,对所获得的薄片粉末在惰性气氛下在500-900℃的温度下退火,再对退火后的粉末渗氮处理。
5、cn107833726a提供了一种获得具有tbcu7型晶体结构的sm-fe-n磁体材料方法,该磁体材料包含:7.0at%~12at%的sm;0.1at%~1.5at%的选自由hf、zr和sc构成的组中的至少一种元素;0.1at%~0.5at%的mn;10at%~20at%的n;0~35at%的co;0.1at%~0.5at%的si;和0.05at%~0.5at%的al,余量为fe和不可避免的杂质,通过控制mn含量为0.1at%~0.5at%,可以获得在高温长时间下退磁低的磁体材料。
6、该sm-fe-n磁体材料可以(例如)通过以下方法制备:
7、首先,将除了n以外的上述成分混合在一起并熔融,从而制备作为原料的熔体。接下来,将该熔体喷射到高速旋转的辊的表面,由此将熔体快速冷却以产生合金的带状物。将该带状物在惰性气氛中进行700℃~800℃范围的热处理,从而将一些亚稳定相变成稳定相。通过该操作使合金在随后的氮化处理之后具有较高的矫顽力。之后,将带状物在包含具有氮原子的分子的气体中加热,从而产生经氮化的粉末。
8、cn111575598a提供了一种添加钇的稀土永磁材料及其制备方法,该材料的化学式按原子百分比表示为(yxre1-x)afebalmbnc,其中,0.05≤x≤0.4,7≤a≤13,0≤b≤3,5≤c≤20,余量为fe,即bal=100-a-b-c;re为稀土元素sm或者是稀土元素sm与zr、nd和pr中任意一种元素及以上的组合,m为co和/或nb,n为氮元素。
9、其采用高真空单锟旋淬工艺将合金熔融后喷射到一个高速旋转的辊轮上,对合金熔体进行快速冷却(冷却速度105-106℃/s)或遏制冷却过程中的非均质形核现象,使合金在大的过冷度下发生高生长速率(大于等于1~100cm/s)的凝固,从而为亚稳相的制备提供了条件,获得具有细小晶粒甚至是非晶结构的快淬薄带,然后对薄带进行晶化处理和破碎,继而进行氮化处理制得氮化粉末。
10、发明人发现,上述具有tbcu7结构的sm-fe-n类永磁铁存在合金内部不同位置存在氮含量差别的问题,进而影响了永磁铁的性能。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本发明提供了一种稀土永磁体及其制备方法。
2、本发明提供的稀土永磁体的制备方法,包括:
3、冶炼smxzryfez合金锭,将所述合金锭重熔快淬,获得晶化度为40%~60%的淬态合金带;其中,所述重熔快淬设备的铜辊表面线速度为40m/s~60m/s,x、y、z分别为sm、zr、fe的原子百分含量,y=0~1.5,x:z=1:(8.75-12),x+y+z=100,所述淬态合金带具有包括smfe9相和非晶相的混合结构;
4、将所述淬态合金带研磨破碎,从而获得合金粉;以及
5、将所述合金粉先进行氮化处理后再进行晶化处理。
6、在本发明的一些实施例中,y=0.5~1.5。
7、在本发明的一些实施例中,所述合金粉的粒径≤50μm。
8、在本发明的一些实施例中,所述合金粉的粒径≤30μm。
9、在本发明的一些实施例中,所述淬态合金带的混合结构不含有α-fe相。
10、在本发明的一些实施例中,所述氮化处理的氮气相对压强≥1个大气压,温度为400℃~460℃,时间为4~6小时。
11、在本发明的一些实施例中,所述晶化处理的温度为450℃~550℃,时间为10~60分钟。
12、本发明的稀土永磁体通过上述方法制得。
13、在本发明的一些实施例中,所述稀土永磁体包括15at%~20at%的n元素。
14、本发明还提供了上述稀土永磁体在电动机中的应用。
15、本发明提供的制备方法通过控制淬态sm-fe合金带的晶化度为40%~60%,并将sm-fe合金粉先进行氮化处理再进行晶化处理,制得的稀土永磁体含氮量高,且分布均匀,可以提高sm-fe-n永磁体的矫顽力和磁能积等。
16、本发明提供的稀土永磁体性能好,非常适合用于电动机,尤其是汽车电动机中。
17、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
1.一种稀土永磁体的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,y=0.5~1.5。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述合金粉的粒径≤50μm。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述合金粉的粒径≤30μm。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述淬态合金带的混合结构不含有α-fe相。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氮化处理的氮气相对压强≥1个大气压,温度为400℃~460℃,时间为4~6小时。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述晶化处理的温度为450℃~550℃,时间为10~60分钟。
8.权利要求1~7中任一所述制备方法制得的稀土永磁体。
9.根据权利要求8所述的稀土永磁体,其特征在于,所述稀土永磁体包括15at%~20at%的n元素。
10.权利要求8或9所述的稀土永磁体在电动机中的应用。