[发明专利]一种无重稀土永磁材料及其热压制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及永磁材料技术领域，特别是一种无重稀土、低成本永磁材料及其热压制备方法。

背景技术

通过热压/热变形处理可以制备性能优异的全密度各向异性NdFeB永磁体，由于其独特的制备工艺和可近终成型的特点，与粉末冶金烧结工艺已经成为制备全密度各向异性高性能NdFeB材料的两种基本生产工艺路线，相关文献可以参考申请号为2007101708.8的中国发明专利申请公开《高性能辐向磁环及其制备方法》，该方法通过对快淬粉进行热压热变形处理，降低氧含量，改善磁体均匀性，提高了磁体的磁性能。但其成分含有重稀土元素，没有考虑材料和能源成本。由于现状下重稀土的价格相比2007年有较大的提升，必须考虑节省原材料材料的成本。重稀土的添加可以提高热压磁体的矫顽力，但重稀土的添加会降低磁体的磁性能，增加热变形过程（制备磁体过程）中的温度和使用压力，在原材料和能源方面增加了较高的成本。

发明内容

本发明的技术内容是针对上述的技术现象而提供一种低成本无重稀土而添加相应元素（由于添加量较小，在下文中称为微量元素）在永磁材料剩磁和最大磁能积变化不大的情况下提高热压无重稀土永磁材料矫顽力和适用范围的方法，所得磁体的矫顽力大大提高。对添加的相应元素成分的控制，在熔炼之后，进入晶界一直晶粒的长大，使得制备的快淬带中的等轴晶尺寸统一，分布均匀。

根据本发明的一方面，提供一种无重稀土永磁材料，所述无重稀土永磁材料的成分按重量百分比为：RE_xFe_100-x-y-z-aCo_yTM_zB_a，其中RE为钕和/或镨，x为10-40，y为大于0小于等于10，a为0.8-1.5，TM是除Co之外添加至少一个或多个过渡族元素，z为大于0小于等于1.5。

该无重稀土永磁材料的中的TM是Ga，Al，Nb，Cu中的一种或多种，其中，Ga占总量的重量百分比为大于0小于等于0.7%，Al占总量的重量百分比为大于0小于等于0.2%，Nb占总量的重量百分比为大于0小于等于1.5%，Cu占总量的重量百分比为大于0小于等于0.2%。

无重稀土永磁材料中的TM在晶界抑制晶粒的长大，使得所述无重稀土永磁材料晶粒尺寸统一，分布均匀。

所述无重稀土永磁材料的矫顽力大于17kOe，磁能积大于50MGOe。

根据本发明的另一方面，提供一种无重稀土永磁材料的热压制备方法，该方法包括下述步骤：（1）配料：NdFeB合金按照下述重量百分比配置原材料RE_xFe_100-x-y-z-aCo_yTM_zB_a，其中RE为钕和/或镨，x为10-40，y为大于0小于等于10，a为0.8-1.5，z为大于0小于等于1.5，TM是除Co之外添加至少一个或多个过渡族元素；（2）熔炼：将配置好的原料放入电弧炉熔炼或者感应炉熔炼制备铸锭；（3）快淬：将通过熔炼后制备的铸锭熔融加热至温度为1300℃左右，喷射到冷却辊上，进行快淬处理，冷却辊的转速为15-30m/s，在保护气氛下进行快淬处理，制备的快淬薄带带厚为20-50μm，可以完全为晶态，也可以包含部分非晶带；（4）快淬薄带的破碎：利用机械破碎或者球磨破碎；（5）磁选和筛选：快淬带破碎后通过磁选去除快淬带中易磁化的带子，丝状物；通过研磨和筛选，制成颗粒度为0.1mm-0.45mm的尺寸均匀的磁粉；（6）热压/热变形：对得到的磁粉在550℃-650℃的温度，压力为150-250MPa，高温保温时间为1min-1.5min，成型密度为7.58-7.6g/cm³下进行热压致密化；热变形过程使用的温度为800℃-850℃，高温保温时间为2min-4min，最终制得无重稀土永磁材料，其中，热压成型的第二模具直径大于第一模具直径，用于实现热压磁体的流变取向过程。

所述热压制备方法中的的TM是Ga，Al，Nb，Cu，其中，Ga占总量的重量百分比为大于0小于等于0.7%，Al占总量的重量百分比为大于0小于等于0.2%，Nb占总量的重量百分比为大于0小于等于1.5%，Cu占总量的重量百分比为大于0小于等于0.2%。

所述热压制备方法中的TM在晶界抑制晶粒的长大，使得所述无重稀土永磁材料晶粒尺寸统一，分布均匀。