[发明专利]钛锆镓复合添加的低失重钕铁硼磁性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性材料及其制备方法，尤其涉及一种钛锆镓复合添加的高性能低失重钕铁硼磁性材料及其制备方法。

背景技术

在世界制造业、新材料产业中心向中国转移的过程中，作为高新技术产业基础的新材料行业备受瞩目，作为新材料产业重要组成部分的稀土永磁材料，尤其是钕铁硼产业也进入了关键性发展时期；我国在钕铁硼生产上，已经初步形成了自己的产业体系。产量已占到了世界总额的40％。

钕铁硼(NdFeB)磁性材料是八十年代初开发的第三代永磁材料，其具有很强的磁性能，是当今磁性最强的永磁体，被称为“永磁王”。钕铁硼永磁材料因其具有良好的性价比，被广泛应用于国际和国内的新兴发展产业和支柱产业，如计算机工业、信息工业、通讯工业、汽车工业、核磁共振成像工业、办公自动化等。随着对磁体器件要求的提高，尤其是信息通讯领域所用器件向小型化、轻量化、高速化、低噪音化等方向的发展，要求磁体性能逐渐提高，对高性能钕铁硼磁体的用量将会不断增加，因此高性能钕铁硼永磁材料是目前行业发展的重点。

但高性能钕铁硼磁性材料的生产需要使用较多的稀有贵重金属如镓和钴等，由于近年来的有色金属和稀土元素价格大幅上涨，这导致高性能钕铁硼磁性材料的生产成本居高不下，且现有的高性能钕铁硼永磁材料耐腐蚀性较差、失重高，严重制约了烧结钕铁硼磁性行业的快速发展。

现有技术中通过添加锆等价格相对便宜的金属，替代钕铁硼磁体中铌、钴等相对昂贵的金属，从而降低生产成本，如中国专利申请(公开号：CN101256860A)涉及一种用锆取代铌的钕铁硼永磁材料，该永磁材料的组成配比为，(28～35)％镨钕合金，(1～10)％钆，(0.1～0.5)％锆，(0.95～1.3)％硼，(0.1～1.5)％铝，(0.01～0.3)％铜，其余为铁及不可避免的杂质，上述为重量百分比。虽然该磁性材料通过调整合金成分，添加金属元素锆，取代钕铁硼合金中的铌元素。但是锆元素的添加量仅为0.1％～0.5％，在该磁性材料中还含有1～10％的稀土元素钆，仍不能有效的降低成本。又如中国专利申请(公开号：CN1862717A)涉及一种超高矫顽力烧结钕铁硼磁性材料及其制备方法，该钕铁硼磁性材料成分及其重量百分比为Nd：21％～26％；Dy：3％～10％；Tb：0.2％～6％；Co：2％～7％；Nb：0.2％～4％；Cu：0.05％～0.7％；Ga：0.01％～0.6％；B：0.6％～1.2％；其余为Fe。虽然可以通过传统普通铸锭方法制备出内禀矫顽力≥35kOe(2786kA/m)的烧结钕铁硼磁体。但是其贵重金属的使用量仍然偏高，例如钴(Co)的质量百分比为2％-7％，镝(Dy)的质量百分比为3％-10％，成本依然较高，并且其仅对钕铁硼的工作温度进行改进，无法减少其失重问题，从而对于磁性材料的耐腐蚀特性没有改进。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种高性能、成本低、耐腐蚀、低失重的钛锆镓复合添加的钕铁硼磁性材料。

本发明上述目的可以通过以下技术方案来实现的：一种钛锆镓复合添加的低失重钕铁硼磁性材料，其特征在于：所述钕铁硼磁性材料的组分及质量百分比为：Nd：25.0％-32.0％，B：1.0％-1.5％，Dy：0.3％-5.0％，Al：0.3％-0.8％，Zr：0.05-0.5％，Ti：0.05-0.5％，Co：0.2-0.8％，Cu：0.05％-0.4％，Ga：0.05-0.5％，余量为Fe。

烧结钕铁硼磁性材料具有多相组织，且各相的氧化能力不同，分布在晶界处的富Nd相和富B相易于优先发生氧化，形成晶间腐蚀。另外磁体的致密度不高，加上氧化物较疏松，孔隙率大，磁体的表面很难形成氧化物保护膜，一旦氧化就造成连锁反应，加速氧化；而且由于磁体主相Nd∶Fe∶B相的体积分数一般都在90％以上，当形成电化学局部腐蚀电池时，具有小阳极大阴极的特点，晶界处富Nd相和富B相的腐蚀电流密度较大，加速了晶间腐蚀和破坏。

首先，本发明采用钛锆镓复合添加的方式，并对其添加量进行了限制，这些合金能满足磁体对晶界相的要求，熔点较低，润湿性较好，在液相烧结过程中能起到光滑主相晶粒，细化结晶，使得晶界相分布均匀，减弱磁交换耦合作用；在烧结中能通过扩散作用进入Nd∶Fe∶B主相的组织中，部分取代Nd或Fe，从而改善磁体主相的耐腐蚀性能，磁体的致密度增加孔隙较少，最后得到的磁性材料的腐蚀失重也会更小。