一种添加复合低价稀土的新型永磁合金及其制备方法
【技术领域】
[OOOU 本发明属于稀±永磁材料技术领域，设及一种复合添加Gd和Ce的新型低成本稀 ±永磁合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 烧结钦铁棚永磁材料具有高剩磁、高磁能积等特点，广泛应用于电子、信息、能源、 动力、交通W及尖端术领域，是现代工业的基础材料之一。近年来，随着新能源汽车、风力发 电和高效节能家电等领域的迅速发展，对稀±永磁材料的需求与日俱增。
[0003] 由于烧结钦铁棚永磁材料主要使用Pr和Nd作为原材料，通过添加重稀±Dy和化 来进一步提高矫顽力和温度稳定性，而储量相对较高的La、Ce等轻稀±由于严重降低磁性 能而利用较少，因此，导致稀±资源利用的严重不平衡。如果能够将La、Ce等储量丰富、价 格低廉的稀±原料用于永磁材料的制备，不但能够大幅度降低成本，而且能使可用于钦铁 棚制造的稀±原料翻一番，该对于我国稀±资源的平衡利用也具有重要意义。
[0004] 然而，LagFewB和CegFewB化合物的饱和磁矩和各向异性场均远低于NdaFewB，因 此导致磁性能显著降低，文献[JournalofAppliedPhysics, 1985, 57:4146]和[Journal ofAppliedPhysics, 1994, 75:626引报道，当使用 5 %Ce-15 %Pr-Nd时，内禀矫顽力为 10. 2k0e、磁能积为40MG0e，而使用40%Ce-10%Pr-50%Nd时，内禀矫顽力为9.化Oe、磁能 积为28. 2MG0e。麦格昆磁（天津）有限公司的中国专利CN101694797公开了一种'钦铁棚 磁性材料'，提出了Ce替代量为10~40 %的Nd的一种新型钦铁棚磁性材料，其总稀±含量 (Ce+Nd)的重量百分比为27%,用于快泽粘结钦铁棚磁粉的生产。由此可见，当Ce体替代 量达到40%左右时，不管是烧结还是粘结磁体的性能都显著降低。中国专利CN102800454A 公开了一种'低成本双主相Ce永磁合金及其制备方法'，其中的（Ce,，ReiJ化iw_,_b_eBbTMc 中Ce成分的含量达到40~80%之间，但其Re为稀±元素Nd,Pr,Dy,Tb,化中的一种或 者几种，并且其采用双主相工艺，制备的Ce永磁合金由低Ha的（Ce，Re)-Fe-B相和高HA的 Nd-Fe-B相组成，来实现磁体性能的提升，工艺相对复杂。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种添加复合低价稀±的永磁材料，该新型永磁材料通过Ce 和Gd稀±元素的复合添加，实现廉价Ce稀±元素的高效利用，能够获得较好的矫顽力和综 合磁性能，保持良好的耐腐蚀性能和加工性能，具有显著的成本和价格优势。
[0006] 本发明的另一个目的是提供上述稀±永磁材料的制备方法，该方法步骤简单，易 于实现。
[0007] 为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
[000引本发明提供一种添加复合低价稀±的新型永磁合金，其特征在于：采用Gd和Ce替 代部分Nd和/或化合金的化学式通式按质量百分比为；佑dxCeyREi_x_y)a(Fe，TM)iw_a_bBb，其 中；0. 01《X《0. 4,0. 1《y《0. 9 ;28《a《35,0. 9《b《1. 2;RE为除Ce，GdW外的 一种或几种稀上元素；TM为Ga，Co,Al，化，Nb，Zr，Ti，V中的一种或者几种。
[0009] 该永磁合金通过如下步骤制备；制备速凝片、氨破碎、取向成型和压制、烧结和热 处理。
[0010] 优选地，RE为选自La、Pr、Nd、化、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、孔、Lu和Y的一 种或几种。
[0011] 优选地，Gd含量和Ce含量之和占稀±总量的15%~95%，即0.15《x+y《0.95。 [001引优选地，Gd含量和Ce含量之和占稀±总量的50%，即x+y= 0. 5。
[0013] 本发明添加复合低价稀±的新型永磁合金通过如下工艺步骤制备：
[0014] (1)原料准备：按照稀上永磁合金质量百分比化学式（GdxCeyREi_x_y) ,(Fe,TM) ^fjiJ14.t：〇. 01 ^X^ 0. 4,0. 1 ^y^ 0. 9 ；28 ^a^ 35, 0. 9《b《1. 2;RE为除Ce，GdW夕F的一种或几种稀上元素；TM为Ga，Co,Al，Cu，Nb，Zr，Ti，V中的一种或者几种；
[0015] (2)制备速凝片；将原材料放入速凝炉相蜗内，在氣气保护下进行真空感应烙炼， 待原料充分融化形成合金后，保持1300~1500°C温度，将合金液诱注到线速度为1. 0~ 3. 0米/秒的水冷铜漉上，制备平均厚度为0. 20~0. 45mm的速凝片；
[0016] (3)破碎；所步骤2中制得的速凝片装入氨破炉中，进行氨破碎，在室温0.1~ 0. 5MPa压力下吸氨，然后进行脱氨处理，脱氨温度为500~600。时间2~6小时。将脱 氨的粉末添加适量防氧化剂，分别经气流磨制成平均粒度1. 5~5. 5ym的磁粉；
[0017] (4)取向成型和压制；磁粉在2T的磁场压机中取向成型，再进行冷等静压制成毛 巧，其密度为3. 0~5.Og/cm3'；
[0018] (5)烧结和热处理：将毛巧放入高真空的烧结炉中进行烧结，烧结温度为800°C~ 1100°C，保温1~8小时，然后分别在800~950°C和400~600°C各进行2-10小时的回火 热处理，或者只在400~600°C进行2-10小时的回火热处理。
[0019] 优选地，步骤（2)中水冷铜漉的线速度为1. 0~2. 0米/秒，制备平均厚度为 0. 28~0. 30mm的速凝片。
[0020] 优选地，步骤（3)中经气流磨制成的磁粉的平均粒度为3. 0~3. 5ym。
[0021] 优选地，步骤（3)中经气流磨制成的磁粉的平均粒度为2. 0~3. 0ym。
[00巧优选地，步骤巧）中烧结温度为800°C~1000°C。
[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0024] 本发明采用Ce和Gd的复合添加，通过优化成分和工艺，能够有效改善Ce基永磁 材料的综合性能，尤其是Ce含量达到稀±总量50%W上时，磁体的矫顽力和温度稳定性能 够得到显著改善和提高，各项磁性能指标能够达到或超过市场上中、低端钦铁棚永磁材料 的指标要求，并且其原料和生产成本都大幅度降低；且制备工艺简单，易于实现。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合实施例对本发明进行进一步说明，但是需要注意的是，W下实施例只为 说明目的，本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0026] 实施例1
[0027] 步骤l;按设计成分佑d。.。lCe。.l4Nd。.85)3。FebalBl.。TMl.l(TM=Al，Co，Cu，Nb)(wt.%) 配制原料，其中Gd含量占稀±总量的1%，Ce含量占稀±总量的14%。
[002引步骤2 ;将配好的原料烙炼制备速凝带。首先将原材料放入速凝炉相蜗内，在氣气 保护下进行真空感应烙炼，待原料充分融化形成合金后，保持1300~1500°C温度，将合金 液诱注到线速度为1. 0~2. 0米/秒的水冷铜漉上，制备平均厚度为0. 2~0. 45mm的速凝 片。该速凝片由R62化柱状晶主相和薄片状的富Nd相组成，主相柱状晶沿贴漉面形核点 为中屯、，与速凝片表面成60°~80°的锥体范围内生长并贯穿整个速凝片。
[0029]步骤 3;破碎制粉；所步骤 2 中制得的佑d。.oiCe。.wNd。. 85)wFebaA〇TMi.1(TM= Al，Co,化，Nb) (wt. % )速凝片装入氨破炉中，进行氨破碎，在室温0. 1~0. 5MPa压力下吸 氨，然后进行脱氨处理，脱氨温度为500~600°C，时间2~6小时。将脱氨的粉末添加适量 防氧化剂，分别经气流磨制成平均粒度1. 0~5. 5ym的磁粉。
[0030] 步骤4 ;磁粉在2T的磁场压机中取向成型，再进行冷等静压制成毛巧，其密度为 3. 0 ~5. 0g/cm3。
[0031] 步骤5 ;烧结和热处理：将毛巧放入高真空的烧结炉中进行烧结，烧结温度为 800°C~1100°C，保温1~8小时，然后分别在800~950°C和400~600°C进行2~10小 时的回火热处理。
[003引在磁体上线切割加工。10X10mm的柱状样品，采用NIM-2000HF稀±永磁标准测 量装置测磁体的磁性能。典型的磁性能如表1所示。
[0033] 表1实施例1与对比例1的磁性能对比
[0034]
[003引 由表1数据可知，钦铁棚材料中的15wt. %的Nd被Ce和Gd替代所得到的产品与 市场上的同等中高端产品N45相当，保持了良好的磁性能。
[0036] 实施例2
[0037]步骤 1;按设计成分（Gd。.脚。.2刷。.7)3iFebaiBi.〇TMi.1(TM=A1，Co,Cu，佩）（wt. % )配 制原料，其中Gd含量占稀±总量的10%，Ce含量占稀±总量的20%。
[003引步骤2 ;将配好的原料烙炼制备速凝带。首先将原材料放入速凝炉相蜗内，在氣气 保护下进行真空感应烙炼，待原料充分融化形成合金后，保持1300~1500°C温度，将合金 液诱注到线速度为1. 0~3. 0米/秒的水冷铜漉上，制备平均厚度为0. 20~0. 45mm的速 凝片。
[0039]步骤 3 ;破碎制粉；所步骤 2 中制得的（Gd。.iCe。. 2邮.7)siFSbaiBi. 〇TMi. 1(TM= Al，Co,化，Nb) (wt. % )速凝片装入氨破炉中，进行氨破碎，在室温0. 1~0. 5MPa压力下吸 氨，然后进行脱氨处理，脱氨温度为500~600°C，时间2~6小时。将脱氨的粉末添加适量 防氧化剂，分别经气流磨制成平均粒度3. 0~3. 5ym的磁粉。
[0040] 步骤4;磁粉在2T的磁场压机中取向成型，再进行冷等静压制成毛巧，其密度为 3. 0 ~5. 0g/cm3。
[0041]步骤5 ;烧结和热处理：将毛巧放入高真空的烧结炉中进行烧结，烧结温度为 800°C~1100°C，保温1~8小时，然后分别在800~950°C和400~600°C进行2~10小 时的回火热处理。
[004引在磁体上线切割加工。10X10mm的柱状样品，采用NIM-2000HF稀±永磁标准测 量装置测磁体的磁性能。典型的磁性能如表2所示。
[0043] 表2实施例2与对比例2的磁性能对比
[0044]
[0045] 由表2数据可知，钦铁棚材料中的30wt. %的Nd被Ce和Gd替代所得到的产品与 市场上的同等中高端产品M2相当，保持了良好的磁性能。
[0046] 实施例3
[0047] 步骤