[发明专利]稀土永磁合金材料及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁材料，尤其是一种稀土永磁合金材料及其制备工艺。

背景技术

钕铁硼具有极高的磁能积和矫顽力，自钕铁硼材料问世以来，由于其优异的磁性能被广泛的应用在各个行业。引起磁性能变化的主要原因是温度、机械振动及由于环境因素造成磁体氧化腐蚀等。由于钕铁硼磁性材料的居里温度只有310°，随着航空航天技术的发展，对材料的使用温度要求也越来越高，对钕铁硼材料的耐高温性也提出了更高的要求。目前提高钕铁硼材料温度稳定性的方法是通过向合金中添加Co、Zr、Zb、Tb、DV、Ga、Mo等元素提高磁体的耐高温性能。其中Co的加入可以有效提高磁体的居里温度，提高了磁体的耐高温性能，但是部分Co进入晶界后形成软磁相，降低了矫顽力和最大磁能积，又由于Co的资源稀缺和价格昂贵，没能实现规模化生产。

提高温度稳定性的另一重要途径是提高磁性材料的矫顽力，矫顽力主要和磁体显微组织的结构有关，理想的显微组织结构模型是：主相是Nd₂Fe₁₄B相，主相晶粒均匀、细小且成规则的球形，主相晶粒周围被厚度均匀的晶界相包围。目前提高矫顽力的主要方法就是向合金中添加铽或镝等重稀土元素，Tb或Dy的加入部分取代了Nd₂Fe₁₄B主相中的Nd，形成了Tb₂Fe₁₄B或Dy₂Fe₁₄B，由于Tb₂Fe₁₄B和Dy₂Fe₁₄B的磁晶各向异性场高于Nd₂Fe₁₄B的磁晶各项异性场，因此Tb或Dy的加入提高了主相的各向异性场，因此提高了矫顽力。但是由于Tb、Dy等重稀土元素价格昂贵，因此迫切需要一种高矫顽力、高工作温度、低的重稀土使用量，低成本生产钕铁硼永磁材料的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种高矫顽力、低重稀土使用量的永磁合金材料及其制备工艺，

本发明所采用的技术方案为：一种稀土永磁合金材料，由S和T两种合金混合烧结而成，其中S合金的化学式为：R_aFe_bB_cM1_d，其中R为La、Ce、Pr、Nd、Gd、Ho、Tb、Dy或Y稀土元素中的两种或几种；R的总含量a：28.5～32wt％；Fe的含量b：62～70.5wt％；B的含量c：0.9～1.2wt％；M1为Al、Cu、Zr、Co、Ga、Mo、V、Zn或Nb元素中的一种或几种，总含量为d；其中Al的含量：0～1.5wt％，Cu的含量：0～0.5wt％，Co的含量：0～5wt％，Zr、Ga、Mo、V、Zn及Nb的含量均为：0～0.6wt％；

T合金的化学式为：R_xFe_yB_zM2_u，其中R包括La、Ce、Pr、Nd、Gd、Ho、Tb、Dy或Y稀土元素中的两种或几种；R的含量x：35～65wt％；Fe的含量y：34～64wt％；B的含量z：0.5～1.2wt％；M2为Al、Cu、Zr、Co、Ga、Mo、V、Zn或Nb元素中的一种或几种，总含量为u；其中Al的含量：0～2wt％，Cu的含量：0～0.5wt％，Co的含量：0～5wt％，Zr、Ga、Mo、V、Zn及Nb的含量均为：0～0.6wt％；

所述的S合金与T合金中的各部分元素的含量百分比总和为百分之百。

本发明所述的T合金的M2中含有的元素与S合金的M1中含有的元素不完全重复。所述的两种合金中的元素B可以部分被C取代。

本发明所述的合金材料的主相晶粒由2:14:1四方相结构组成，合金材料的边界相中按重量百分比含有比主相中更少的Fe、更多的R以及更多的至少一种M2元素。边界相中的R中的Ho或Dy或Tb或Ho、Dy、Tb的两种或三种元素组合的含量比主相晶粒中相应元素的含量至少高10％。主相晶粒中不同的R不是均匀分布的，在晶粒的中心区域含有更多的R1，在晶粒的边缘含有更多的R2；其中R1代表一种或一种以上的R，由其组成的2:14:1合金相具有相对较低的磁晶各向异性场；R2代表一种或一种以上的与R1不同的R，由其组成的2:14:1合金相具有相对较高的磁晶各向异性场。