[发明专利]镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性材料技术领域，涉及一种烧结钕铁硼的制备方法，特别是利用镧铈低成本烧结钕铁硼的制备方法。

背景技术

中国稀土资源占世界已知储量的80%，而中国稀土资源的70%在包头。在包头稀土中La：PrNd=35:25，Ce、Sm含量也较高。钕铁硼永磁材料的应用领域和应用量逐日增加，每年市场需求量以接近20%幅度增长，因此镨钕合金的价格越来越高，供应量十分紧张。然而作为稀土金属的镧、铈等虽储量较大，却没有大的用处，所以镧鈰价格相对于镨钕便宜很多。在《烧结钕铁硼稀土永磁材料与技术》一书中，周寿增等人研究了镧、铈取代镨钕的作用。文中指出（Nd_1-xLa_x）_15.5Fe₇₇B_5.5合金随着镧含量的增加，合金的Js、Br、Hcj和（BH）m都迅速降低；（Nd_1-xCe_x）₁₆Fe₇₇B₇合金随着铈含量的增加，合金的Js、Br、Hcj和（BH）m也迅速降低。在《稀土永磁材料及其应用》一书中，周寿增提出富La28.9%、富Ce48.2%混合稀土金属（MM）部分取代Nd的作用。文中指出在（Nd_1-xMM_x）₁₆Fe_76.5B_7.5合金中当x<0.4，Br、Hcj缓慢降低；当x>0.4， Br急剧降低。

从上面我们可以看出，随着镧、铈含量的增加磁体性能都会衰减，但考虑到镧铈合金价格比镨钕合金便宜很多，在制备低性能烧结钕铁硼时，可以适当添加镧铈合金取代镨钕合金。目前通过在熔炼过程中添加部分镧铈合金取代镨钕合金，可以制备出低性能的烧结钕铁硼，但此种方法是在损失性能的基础上降低成本。那么如何改变工艺使得添加镧铈替代部分镨钕合金后，烧结钕铁硼材料的性能与不加镧铈的相当或是有所提高将是研究的重点。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种利用镧铈取代镨钕烧结钕铁硼的工艺方法，即添加特殊工艺处理的镧铈粉末替代钕铁硼中的富钕相，避免镧铈过多进入钕铁硼主相，影响磁性能，达到既提高产品性能又降低产品成本的作用。

本发明镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法，其具体步骤为：

1)利用速凝甩片真空感应熔炼炉，将准备好的钕铁硼材料在氩气保护下，在1400~1600℃温度下熔炼，熔化的钢液浇铸到旋转的冷却铜棍上，制备出0.3~0.5mm厚度的钕铁硼合金薄片；

2）利用氢破炉，在0.1MPa氢气压下吸氢，550℃温度下脱氢，将钕铁硼合金薄片破碎成110~150μm左右的钕铁硼合金粉末；

3）将步骤2）得到的粉末进一步经过气流磨破碎成3.5~4.5μm的钕铁硼合金粉末；

4）将4~8μm的镧铈合金粉末加入到步骤3）所得的粉末中，利用三维混料机混粉3小时，保证两种粉末均匀混合；

5）利用磁场压机，将步骤4）中混合均匀的粉末在1.7T的磁场下取向成型，再经过冷等静压，压力为200MPa，得到密度为4.6~4.8g/cm³的压坯；

6）将压坯置于真空烧结炉中，在1070~1100℃烧结保温3~4小时，在850~950℃一级回火保温2~3小时，在500~600℃二级回火保温3~4小时，最终获得烧结磁体，钕铁硼成分为(PrNdGd)_2936~29.65 (LaCe)_0.99~1.96（FeCoAlCu）_67.63~68.3B_1.05~10.6。

本发明在钕铁硼制成粉末后加入镧铈合金粉末，以富镧铈相存在，替代部分富钕相，起到富钕相的作用。通过本发明方法制备生产出来的烧结钕铁硼有以下优点：（1）与不添加镧铈合金的磁体相比，富镧铈相熔点低，流动性好，易于烧结，可以降低烧结温度，与稀土含量相同、不掺杂镧铈的磁体相比，磁性能略有提高，成本明显下降；（2）与相同名义成分的利用传统方法在熔炼时添加镧铈合金的相比，矫顽力略有增加，磁能积明显提高。

具体实施方式

本发明镧铈掺杂制备低成本烧结钕铁硼的方法，其具体步骤为：