高矫顽力纳米晶热变形稀土永磁材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及稀±永磁技术领域，尤其设及一种具有优异磁性能的稀±永磁材料及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 稀±永磁材料是^稀±金属元素与过渡族金属所形成的金属间化合物为基体的 永磁材料。钦铁棚永磁体（也称NdFeB永磁体）是目前磁性能最高的永磁材料。钦铁棚永 磁体广泛用于社会生产、生活W及国防与航天等领域，成为支撑社会进步的重要功能材料。
[0003] 在NdFeB永磁材料的制备方法主要有热变形法和烧结法。与烧结法相比，热变形 法具有稀±用量低、抗腐蚀性能好、及易于实现近终成型等优点。热变形得到的永磁材料主 要由Ndz化主相和富Nd相组成。热变形磁体的磁性能，尤其是剩磁与磁能积，取决于主 相晶粒沿C轴取向的程度。富Nd相除了具备在在变形过程中润湿晶粒，修饰晶粒边界的作 用，还能够利用自身非铁磁性明显的特性减小硬磁相间的交换禪合作用，从而提高矫顽力。
[0004] 化erst和化ewer研究发现晶界处的非磁性化和化元素的隔离作用可W部 分提高磁体的矫顽力（请参见化erstCD,RrewerEG.Enhancedcoercivitiesin die-upsetNd-Fe-Bmagnetswithdiffusion-alloyedadditives(Zn,Cu,andNi). AppliedPhysicsLetters. 1990,56:2252-2254. )。K.Hono等人利用S维原子探针在 微区元素表征的优势，研究了热变形磁体晶界精细结构，认为热变形磁体晶界处含有较 高含量的Fe,具有较强的铁磁性，并利用晶界扩散技术引入非磁性元素，降低晶界相的 铁磁性，形成较强的畴壁钉扎效应，使矫顽力显著提升（请参见LiuJ，Sepebi-Amin H,OhkuboT,HiokiK,HattoriA,SchreflT,andHonoK.EffectOfNdcontentonthe microstructureandcoercivityofhot-deformedNd-Fe-Bpermanentmagnets.Acta Materialia, 2013, 61:5387-5399 ;Sepehri-AminH,OhkuboT,NagashimaS,YanoM,Shoji T,KatoA,SchreflT,andHonoK.High-coercivityultrafine-grainedanisotropic Nd-Fe-BmagnetsprocessedbyhotdeformationandtheNd-Cugrainboundary diffusionprocess[J].ActaMaterialia, 2013, 61:6622_66；34.)。
[0005] 然而，由于晶界扩散加入的富Nd相增多，使得磁体的刷2化主相减少，热变形工 艺所得到的磁体虽然具有高的矫顽力，但是剩磁降低明显，导致磁体的综合磁性能较差。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，确有必要提供一种具有磁性能优异的稀±永磁材料及其制备方法。
[0007] 本发明提供一种高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁材料的制备方法，其包括W下步 骤：
[0008] (1)分别提供合金粉末W及高烙点添加物，其中所述高烙点添加物为难烙的碳化 物、氮化物、氧化物中的至少一种；
[0009] 似将所述合金粉末与所述高烙点添加物混合均匀得到混合磁粉，其中，在所述混 合磁粉中所述高烙点添加物所占的质量比例大于等于0.01%且小于等于10% ;
[0010] 樹将所述混合磁粉依次进行热压成型及热变形成型，得到高矫顽力纳米晶热变形 稀±永磁材料。
[0011] 其中，所述高烙点添加物为WC、SiC、BN、Zr化、Alz化、Si化中的至少一种。
[0012] 其中，在所述混合磁粉中所述高烙点添加物所占的质量比例为0. 1%~5%。
[0013]其中，所述合金粉末的化学式按质量百分比为ReJei。。X y ,MyB,,其中Re为化I、Pr、 DyJKLaXe中的一种或几种，M是Al、Co、Cu、Ga中的一种或几种，20《X《40,0《y《10， 0. 7《Z《1. 5。
[0014] 其中，所述高烙点添加物的粒径为10纳米~1微米。
[0015] 其中，在步骤樹中将所述混合磁粉进行热压成型具体为：将混合磁粉放入第一 模具中，在真空环境或保护气氛中对混合磁粉进行加热至第一溫度，并对第一模具施加第 一压力，得到热压磁体，其中，所述第一溫度为600°C~750°C，所述第一压力为IOOMPa~ 250MPa〇
[0016] 其中，所述真空环境的真空度不低于1X10中a。
[0017] 其中，在步骤樹中所述热变形成型是将所述热压磁体放入第二模具中，在真空环 境或保护气氛中对所述热压磁体进行加热至第二溫度，再对热压磁体施加第二压力，使 所述热压磁体进行变形度为30%~95%的变形，得到热变形磁体，其中所述第二溫度为 750°C~900°C，所述第二压力为30MPa~lOOMPa。
[0018] 其中，在步骤樹中在热变形成型步骤之后还包括回火处理的步骤，所述回火处理 的过程具体为：在真空环境或保护气氛中将所述热变形磁体加热至第=溫度并保溫，并于 保溫结束后泽火急冷，其中第=溫度为500°C~800°C，保溫时间为1小时~10小时，加热 时升溫速率为5°C/min~20°C/min。
[0019] 本发明还提供一种采用上述制备方法得到的高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁材 料，其由基体相Rez化mB、晶界相和高烙点难烙添加物组成，其中Re为Nd、Pr、Dy、Tb、La、Ce 中的一种或几种，基体相Rez化为片状纳米晶，所述片状纳米晶的长度为200纳米~500 纳米，厚度为50纳米~100纳米，所述高烙点难烙添加物呈条带状周期性分布。
[0020] 与现有技术相比较，本发明提供的高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁材料及其制备 方法具有W下优点：第一，由于添加了难烙的的高烙点添加物，其在热压与热变形过程中不 易烙解，该高烙点添加物均匀分布，因而可抑制粗晶区化及RezFe^B晶粒的长大，使得形成 的RezFe^B晶粒的尺寸相对较小（小于1微米），即ResFe^B晶粒的尺寸接近于单畴临界 尺寸，因而磁畴更容易稳定化，并且几乎不会发生逆磁畴的产生或扩展，运有利于提高矫顽 力；第二，所述高烙点添加物所占的质量比例大于等于0.Ol且小于等于10%，因而对得到 的磁体的剩磁不会造成严重损害，同时使其矫顽力得到较大提高。本制备方法易于操作和 产业化。得到的所述高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁材料的综合磁性能优异。
【附图说明】
[0021] 图1为实施例2得到的高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁材料的扫描电镜（SEM)照 片。
[0022] 图2为实施例2得到的高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁材料的背散射电子成像 度沈）照片。
[0023] 如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0024] W下将对本发明提供的高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁材料及其制备方法作进 一步说明。
[00巧]本发明提供一种高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁材料的制备方法，其包括W下几 个步骤：
[0026] SI,分别提供合金粉末W及高烙点添加物，其中所述高烙点添加物为难烙的碳化 物、氮化物、氧化物中的至少一种；
[0027] S2,将所述合金粉末与所述高烙点添加物混合均匀得到混合磁粉，其中，在所述混 合磁粉中所述高烙点添加物所占的质量比例大于等于0.Ol且小于等于10% ;W及
[0028] S3,将所述混合磁粉依次进行热压成型及热变形成型，得到高矫顽力纳米晶热变 形稀±永磁材料。
[002引在步骤Sl中，所述合金粉末的化学式按质量百分比为RexFei。。Xy,M典，其中Re为Nd、Pr、Dy、l'b、La、Ce中的一种或几种，M是Al、Co、Cu、Ga中的一种或几种，20《x《40， 0《y《10,0. 7《Z《1. 5。所述合金粉末可为市售的产品，也可为自制的。所述合金粉 末可通过如下方法制备得到：
[0030] (a)按照合金粉末中各元素的比例配料；
[0031] 化），将配好的原料混合并在惰性气氛下进行烙炼，得到母合金；
[0032](C)，将母合金喷射至水冷漉轮进行快泽，制成快泽带；W及
[0033](d)，将所述快泽带进行机械破碎，得到合金粉末。
[0034] 所述高烙点添加物为难烙的碳化物、氮化物、氧化物中的至少一种。具体的，所述 高烙点添加物为WC、SiC、BN、Zr〇2、Al2〇3、Si〇2中的至少一种。所述高烙点添加物的粒径为 10纳米~1微米。考虑到添加物的粒径越小，越容易扩散，且不阻碍流变，不影响织构的形 成，所述高烙点添加物的粒径优选为10纳米~100纳米。通过加入高烙点添加物，而在后 续的热变形成型过程中可抑制粗晶区W及Rez化晶粒的长大，使得到的Rez化晶粒尺 寸较小，从而得到的高矫顽力纳米晶热变形稀±永磁材料的矫顽力优异。
[0035] 在步骤S2中，通过将所述合金粉末与所述高烙点添加物混合，使得所述高烙点添 加物均匀分布于所述合金粉末中。所述混合可在=维混料机中进行。在所述混合磁粉中 所述高烙点添加物所占的质量比例优选为0. 1%~5%，W避免当所述高烙点添加物所占 的质量比例过高时，会阻碍磁体的流变，进而影响织构的形成，且高烙点添加物为非磁性物 质，所占的质量比例过高会使剩磁降低；W及所述高烙点添加物所占的质量比例过低时，分 布不均匀，起不到抑制的作用。
[0036] 在步骤S3中，通过热压成型工艺可将松散的混合磁粉形成具有一定密度和强度 的热压磁体。所述热变形成型工艺中，热压磁体在高溫和压力作用下，RSzTmB相晶粒通过溶 解-传质-再结晶过程，形成沿易磁化轴C轴一致取向的片片状纳米晶，从而得到的高矫顽 力纳米晶热变形稀±永磁材料具有优异的磁性能。
[0037] 具体的，所述热压成型具体为：将混合磁粉放入第一模具中，在保护气氛或真空 度不低于IX10 2Pa的真空环境中对混合磁粉进行加热至第一溫度，并对第一模具施加第