专利名称：混合稀土-铁基永磁材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于制备永磁材料及其方法领域。
目前国内外制备稀土-铁基永磁材料均采用含量95%以上的纯金属钕或镨钕混合金属为原料，要制备出的材料磁能积达到45MGOe以上，必须对原材料金属钕的纯度要求高，一般采取萃取或离子交换法来分离各种稀土元素，这种工艺复杂而且困难，且要求纯度愈高分离愈困难，价格也愈昂贵，因此Nd-Fe-B磁体生产成本之高限制着它的应用。
本发明提供的混合稀土-铁基永磁材料以及它的制备方法的目的在于充分合理利用我国丰富的稀土资源，使用混合稀土做原料既减化生产工艺，又降低永磁材料生产成本，便于大量推广应用。
本发明的特征在于采用未经分离的混合稀土金属(MM)或经粗分组后的轻稀土金属取代纯金属钕或钕镨合金，制备出混合稀土-铁基永磁材料，如混合稀土铁硼(MM)-Fe-B型永磁体，以及具有热稳定性好的，高矫顽力的(MM)-Fe-B-T型永磁体。T可以是Si.Al.MO.Nb.Ta.Co.V.Ti等过渡族元素。
本发明提出的采用未经分离的混合稀土金属(MM)取代纯金属钕是，直接用从我国包头。江西矿里采来的或市场上买到的工业纯混合稀土，这种稀土矿中自然含有La.Ce.Pr.Nd.Sm.En.Gd.Tb.Dy.Ho.Er.Tm.Yb.Lu14种元素，其含量因矿而异，一般含量为La5-30wt%，Ce1-50wt%，Pr1-7wt%，Nd5-30wt%，Sm0.5-6wt%，其它1-20wt%均可使用。粗分组的混合轻稀土是指稀土元素按其元素周期表中的位置，把从矿里或市场买来的工业纯混合稀土分为三组，按一般工业标准化分，一组为轻稀土元素组La，Ce，Pr，Nd。一组为中稀土元素Sm，Eu，Gd。另一组为重稀土元素组Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu。本发明采用轻稀土元素取代纯金属钕或钕镨混和金属来制备永磁材料，所用轻稀土元素的组成一般按重量百分比为La5-35wt%，Ce5-50wt%，Pr4-8wt%，Nd10-30wt%均可使用。
本发明提供的Nd-Fe-B永磁材料中的Nd其中一种是用混合稀土(MM)来取代，另一种由经粗分组后的轻稀土元素取代和添加T，其成份范围为(MM)30-45wt%B0.5-1.5wt%Fe余量其二成份范围为轻稀土元素30-45wt%B0.5-1.5wt%T0.5-40wt%Fe余量把配好料在真空或惰性气体条件下，通过高频熔炼或电弧熔炼成合金，合金在惰性气体保护条件下粉碎至40-100目后，然后把已粉碎成40-100目的料放在有机溶剂中振动或滚动球磨，球磨后料的颗粒大小为2-10μm。所用的有机溶剂可以是汽油，酒精，二氯乙烷，甲苯，三氯三氟乙烷等。下一步将磨好料(干态或湿态均可)在取向磁场为10KOe-30KOe的磁场中压制成型，压制是在平行于或垂直于磁场方向进行的，压力为1-5吨/CM2。成型后的坯体在950-1200℃温度下进行烧结，第一阶段烧结在低于10-2乇真空度下烧结，以利于去掉湿态成型时所包含的有机溶剂或干态成型时所包含的空气，第二阶段烧结采用在惰性气体保护，烧结时间为0.5-2小时。为了增加矫顽力和改善退磁曲线的矩形性，本发明提供了两阶段热处理方法，第一阶段热处理温度为800-950℃，时间为0.5-2小时，然后快冷至室温，再在500-600℃进行第二阶段热处理，时间为10-120分钟，或者第一阶段热处理后随炉温慢冷至500-650℃进行第二阶段时效。
本发明由于混合稀土金属部分的或全部的代替纯金属钕，使得混合稀土-铁基永磁体的原材料成本大大下降，下降为钕-铁基永磁体的1/2-1/8。可使这种廉价的永磁体获得大量应用，使我国丰富的稀土资源得到充分。合理地利用，并且这种永磁材料性能好。
实施例1选用经粗分组的轻稀土元素为原料，该组成为La 28.5wt%.Ce 47.5wt%.Pr 5.5wt%.Nd 18.0wt%.余量为其它稀土元素，按Nd15-x(MM)xB8Fe77配料，称量(MM)8.5g，B 1.2g，Nd 8.5g，Fe 31.8g。在真空非自耗电弧炉中，真空度达10-4乇后，充Ar气保护在1400℃熔炼合金，然后在溶剂为汽油中振动球磨至粉末为5mm，在20KOe的磁场中用1.5吨/CM2的压力湿态成型，在经真空炉先抽真空在10-2乇下，继而在Ar气保护下烧结温度为1090℃保温一小时，然后淬火至室温，并在900℃进行第一阶段热处理二小时，在600℃进行第二阶段热处理30分钟，所得混合稀土-铁基永磁材料的磁性能如下成分剩磁矫顽力最大磁能积11.20KG8.90KOe28.7MGOe实施例2所用混合稀土金属的成份同例一，按(MM)1588Fe77配料。
称量(MM)17gB1.2gFe31.8g工艺条件同例一，所得磁性能如下
剩磁矫顽力最大磁能积9.3KG5.2KOe14.5MGOe实施例3所用的混合稀土金属的成份同例一，按Nd16-x(MM)xB8Co4A12Fe70配料。
称量Nd17.5wt%(MM)17.5wt%B1.2wt%Co1.8wt%Al1.0wt%Fe61wt%工艺条件同例一，所得磁性如下剩磁矫顽力最大磁能积11.0KG13.5KOe26.5MGOe实施例4所用稀土金属成份同例一，按Nd16-x(MM)xB8Co4Nb2Fe70配料。
称量Nd17.5wt%(MM)17.5wt%B1.2wt%Co1.8wt%Nb1.2wt%
Fe60.8wt%工艺条件同例一，所得性能如下剩磁矫顽力最大磁能积11.2KG13.0KOe27.0MGOe实施例5所选用的混合稀土金属成份为La39.5wt%.Ce9.5wt%.Pr10wt%.Nd40wt%.余为其它稀土元素。
按Nd16-x(MM)xB8Co4A11.5Nb1.5Fe69配料。
称量Nd17.5wt%(MM)17.5wt%B1.2wt%Co1.8wt%Al0.7wt%Nb1.0wt%Fe60.3wt%工艺条件同例一，所得磁性如下剩磁矫顽力最大磁能积11.0KG14.5KOe28.5MGOe参考文献“ANewMaterialforPermanentmagnetsonaBaseofNdandFe”J.Appl.Phys.55，No.6，partA(1984)208权利要求
1.一种制备混合稀土--铁基永磁材料的方法，经熔炼，制粉，磁场成型，烧结和二次热处理，其特征在于a)使用混合稀土取代纯金属钕或钕镨合金为原料，其混合稀土成份范围La5-30wt% Ce1-50wt%Pr1-7wt%Nd5-30wt%Sm0.5-6wt% 其它1-20wt%b)使用经粗分组的轻稀土元素取代纯金属钕或钕镨合金为原料，其轻稀土元素成份范围La5-35wt% Ce5-50wt%Pr4-8wt% Nd10-30wt%
2.按权利要求所述的一种制备混合稀土-铁基永磁材料的方法，其特征在于所用原料为工业纯。
3.一种混合稀土-铁基永磁材料，其特征在于a)含有混合稀土(MM)，其成份范围混合稀土(MM)30-45wt%B0.5-1.5wt%Fe余量b)含有经粗分组的轻稀土元素和添加T元素，其成分范围轻稀土元素30-45wt%B0.5-1.5wt%T0.5-40wt%Fe余量
4.按权利要求3所述的一种混合稀土-铁基永磁材料，其特征在于T＝Si，Al，Mo，Nb，Ta，Co，V，Ti过渡元素。
全文摘要
本发明属于制备混合稀土—铁基永磁材料和方法及其产品，其原料采用以La和Ce为主要成份的混合稀土金属(MM)，工业纯铁(Fe)，铁硼合金(Fe-B)及其它添加元素(T)，T可以是Si，Al，Mo，Nb，Ta，Co，V，Ti，经过熔炼，制粉，磁场成型，烧结和二次热处理，制成永磁材料，其产品的最大磁能积(BH)max可达10MGOe—35MGOe，甚至更高，内禀矫顽力可达5KOe—15KOe，居里温度可达300—400℃。
文档编号H01F1/08GK1033900SQ87101209
公开日1989年7月12日 申请日期1987年12月26日 优先权日1987年12月26日
发明者曹用景, 高景兰 申请人:中国科学院三环新材料研究开发公司