[发明专利]一种高性能稀土永磁烧结磁体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能稀土永磁烧结磁体及其制造方法，尤其是剩磁为12.8～13.3kGs，同时内禀矫顽力不小于30kOe的双高稀土永磁烧结磁体和其生产方法。

背景技术

近年来，钕铁硼磁体在电子信息、IT、汽车和机械制造等行业中得到了越来越多的应用，也伴随着这些行业的发展获得了迅猛发展。相对应，应用磁性器件的电子信息、IT、汽车和机械制造业产品功能的增加和技术的提高对磁性材料性能提出了更高要求，磁性材料必须满足小型化、贴片化、高磁性能、低损耗的要求。

这个要求的提出，意味着磁体在减小体积的同时要维持原有的特性要求，双高(高矫顽力，高剩磁)磁体成为了必然的选择。

现有的稀土烧结磁体生产大多都是单高：高剩磁低矫顽力或高矫顽力低剩磁。由于稀土烧结磁体高剩磁的磁体成分和高矫顽力的磁体成分的相互制约，一般的方法在保证高剩磁的同时很难保证高矫顽力。

目前生产双高磁体采取的方法，一种是采用双合金法(如专利CN1246864C)：通过混合两种不同成分的合金粉末并压制烧结来制备稀土磁体，合金A的粉末由R₂Fe₁₄B相组成，R主要为Pr和Nd，合金B的粉末包含各种附加元素，包括Dy，Tb，Al，Cu，V，Mo，典型成分为Dy和Tb，将A和B合金混合，值成微粉，压制，烧结和时效，制备稀土磁体。根据该方法，重稀土Dy，Tb等元素许多分布于R₂Fe₁₄B相的晶界附近，可提高晶粒的结晶磁各向异性，提高矫顽力。同时在晶粒中心部不产生由重稀土元素进行的置换，也能剩磁的降低。这样就在获得高矫顽力的同时避免剩磁的下降过多。

还有一种方法(如专利CN101521068A)，通过用重稀土的金属、化合物等粉末覆盖表面经过处理的烧结磁体表面，经过热处理，发生扩散反应，使得重稀土相扩散进入到烧结磁体晶间相，从而在不降低剩磁基础上，提高磁体矫顽力。

对于第一种方法，实际实施该方法时，很难控制重稀土元素的扩散速度，所以重稀土元素也会扩散到了晶粒的中心部，使得磁体的矫顽力提高的同时剩磁降低很大。生产的磁体性能均匀性很差，无法实现稳定准确控制磁体性能。

对于第二种方法，重稀土元素扩散深度对磁体Hcj影响较大，由于扩散反应中重稀土相对磁体表面深度扩散的深度不匀，不能保证大批量生产的磁体一致性，造成客户使用上困难。

发明内容

本发明的目的是通过优化工艺参数和配方成分，可以批量生产具有稳定性能的剩磁为12.8～13.3kGs，同时内禀矫顽力不小于30kOe双高磁体及其制造方法。

本发明所述的高性能稀土永磁烧结磁体，其特征在于，所述的磁体组成成分为：Nd+Pr+Dy+Tb为29～30.5wt％，B为0.95wt％，Co为1wt％，Cu为0.1wt％，Ga为0.1wt％，Al为0.2wt％，Nb为0.1wt％，Fe为67.55～68.55wt％；同时所述磁体的剩磁Br为12.8～13.3kGs，内禀矫顽力Hcj≥30kOe。

优选地，所述的磁体中稀土含量为：Nd为14.5～19.5wt％，Pr为6～9wt％，Dy为1.5～2.5wt％，Tb为3～4wt％。

优选地，所述磁体中氧含量为500～900ppm；更优选地氧含量为600～700ppm。

本发明所述的高性能稀土永磁烧结磁体的生产方法包括如下步骤：首先按比例进行配料；随后将配好的料放入真空感应速凝炉中进行熔炼，得到甩带合金薄片；将甩带合金薄片先在氢化炉中进行氢化中破碎，然后在气流磨中制成微粉；将微粉在无氧惰性气体环境下压型成型制成毛坯；将压制好的毛坯放入真空烧结炉进行烧结；烧结完成后进行二次时效，得到所述磁体。

优选地，所述的甩带合金薄片的厚度为0.1～0.5mm，优选厚度为0.2～0.4mm。

优选地，所述的用气流磨制成的微粉平均粒度为3.0～4.5μm，优选平均粒度为3.6～4.0μm。

优选地，所述的烧结温度为1030～1060℃，保温3～5小时。

优选地，所述的二次时效为：在烧结完成后将烧结炉快速冷却至100℃以下，然后在温度为900～930℃，保温时间2～3小时下进行一级时效；再次将烧结炉快速冷却至100℃以下后，在温度480～500℃，保温时间4～5小时下进行第二级时效。快速冷却至60℃以下出炉。

本发明通过精细配比及优化工艺路线，可以实现批量制造剩磁Br为12.8～13.3kGs，内禀矫顽力Hcj≥30kOe的烧结NdFeB磁性材料。