[发明专利]一种高韧性的烧结钕铁硼永磁体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钕铁硼永磁材料技术领域，特别涉及一种高韧性的烧结钕铁硼永磁体及其制备方法。

背景技术

自20世纪80年代成功地制备出钕铁硼磁体后，钕铁硼磁体的发展是日新月异。它以优异的磁性能广泛地应用于各个科技领域，但由于其力学综合性能差，目前钕铁硼永磁材料多应用于静态条件，如音响传感器、核磁共振仪、磁盘、通讯器材等。即使是用它制造的电机，也多为小功率的微电机。因此，这些应用领域对材料机械性能的要求不高。

从发展趋势看，钕铁硼永磁材料的使用范围将不断扩大，其服役条件将越来越苛刻，对它的强韧性提出更高的要求。其一，强韧性差使稀土永磁体在加工过程中容易开裂、掉渣。这大大降低了磁体的成品率和加工精度，提高了磁体的加工成本，同时也限制了磁体在高精度仪器仪表行业的应用。其二，由于稀土永磁材料的强韧性差，抗震、抗冲击能力相应也较差，使得材料在对抗震、抗冲击能力要求较高的场合应用也受到限制，如航空仪表和高速电机等领域，如汽车用电机转速将超过10kr/min。

随着钕铁硼永磁材料的磁性能不断提高，强韧性差、机械加工困难、抗冲击振动能力差等缺点已成为钕铁硼永磁材料的致命弱点，严重制约了其应用范围的进一步扩大。钕铁硼永磁材料诞生20多年来，由于其价格低廉和资源丰富而受到各国重视，磁性能不断上升，产量迅速提高。长期以来，人们对它的研究重点一直放在如何提高其磁性能上，对其力学特性研究很少。如何提高钕铁硼永磁材料的强韧性已经成为迫在眉睫的课题。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种高韧性烧结钕铁硼永磁体及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种高韧性的烧结钕铁硼永磁体，由以下述重量百分比的组分制成：Nd：30～33%，B：2～3%，PrH_x：1～2%，Cu：1～2%，Al：0.005～0.8%，Ga：0.001～0.08%，Nb：0.08～0.16%，Mo：0.08～0.16%，Zr：0.05～0.5%，余量为Fe。

一种高韧性的烧结钕铁硼永磁体的制备方法，包括如下步骤：

1）称取Nd、B、Cu、Al、Ga、Nb、Mo和Zr原料，采用速凝工艺，通过铸带辊轮，制得速凝铸带；

2）将在步骤1所得的速凝铸带在室温下饱和吸氢，并在500～600℃下脱氢制氢爆粉，氢爆粉与PrH_x混合，在汽油保护下先振动盘磨3～5min，再球磨制成磁粉；

3）将磁粉在1.8T的磁场中垂直取向压制成型坯件；

4)将型坯件在1040～1080℃真空烧结60～80min，然后空冷；采用二级回火工艺，一级回火温度为850～950℃，保温1.5～2.5小时，二级回火温度500～600℃，保温0.5～1.5h，然后自然冷却至室温。

其中，优选地，所述步骤1中铸带辊轮的线速度为2～3m/s。

其中，优选地，所述步骤2中所得的磁粉的粒度为2～3μm。

本发明的有益效果：

1.烧结Nd-Fe-B的断裂为沿晶断裂，在发明中PrH_x作为液相添加可以有效改善主相和富钕相的结合，从而提高磁体的抗弯强度；且PrH_x的添加提高了烧结过程中原子迁移速度，促进磁体的烧结行为，改善了磁体的微观结构。

2.本发明中铸带辊轮的线速度为2～3m/s时，制得铸带厚度为0.45mm左右，由此制备的磁体磁性能最佳。

3.本发明中，磁粉的平均粒度为2～3μm，磁粉在此范围内，磁体的Br和（BH）_m都较大，当粒度减小时，磁体的Br和（BH）_m减小，但_iH_c增大，而且磁粉粒度减小导致烧结磁体晶粒减小，但这有利磁体抗变强度的增大。

4.通过本发明方法制备的复合烧结钕铁硼永磁体既具有普通烧结钕铁硼材料优异的磁特性、高强度、高硬度等特性，又有较好的断裂韧性，使得材料的抗变形、抗冲击强度得到增强，改善了材料力学性能，拓展了其使用范围。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。