[发明专利]一种含La和Ce的钕铁硼稀土永磁体的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土永磁领域,特别是涉及一种含La和Ce的钕铁硼稀土永磁体的制造方法。

背景技术

钕铁硼稀土永磁体,以其优良的磁性能得到越来越多的应用，被广泛用于医疗的核磁共振成像，计算机硬盘驱动器，音响、手机等；随着节能和低碳经济的要求，钕铁硼稀土永磁体又开始在汽车零部件、家用电器、节能和控制电机、混合动力汽车，风力发电等领域应用。

1983年，日本专利1,622,492和2,137,496首先公开了日本住友金属发明的钕铁硼稀土永磁体，公布了钕铁硼稀土永磁体的特性、成分和制造方法，确认了主相为Nd₂Fe₁₄B相，晶界相主要由富Nd相、富B相和稀土氧化物杂质等组成；钕铁硼稀土永磁体以其优异的磁性能得到广泛应用，并被称为永磁王；1997年授权的美国专利US5.645,651进一步明确了添加Co元素和主相具有四方相结构。

随着钕铁硼稀土永磁的广泛应用，稀土变得越来越短缺，尤其是重稀土元素明显变得资源短缺，稀土价格一涨再涨；为此，人们进行了许多探索，出现双合金技术、渗金属技术、改善或重组晶界相技术等；专利CN101521069B公开的重稀土氢化物纳米颗粒掺杂制备钕铁硼的技术，首先采用速凝工艺制造合金片，接着进行氢破碎和气流磨制粉，然后把采用物理气象沉积技术生产的重稀土氢化物纳米颗粒与前述的粉末混合，再通过磁场成型、烧结等常规工艺制造钕铁硼磁体，尽管该专利发现了提高磁体矫顽力的方法，批量生产存在问题。

专利CN1688000公开了在晶界相中添加纳米氧化物提高烧结钕铁硼矫顽力的方法，该方法是双合金方法的改进，首先主相合金和晶界相分别采用铸造工艺制成钕铁硼合金锭或用速凝薄片工艺制成速凝合金片，采用氢爆法或破碎机分别进行破碎，破碎后进行气流磨磨粉，分别制成2-10μm的粉末；接着在晶界相粉末中加入重量2-20%的经过分散处理的纳米氧化物和1-10%的防氧化剂，在混料机中均匀混合；然后将经过纳米氧化物掺杂的晶界相合金粉末与主相合金粉末混合，晶界相合金粉末占总重量的1-20%，同时加入0.5-5%的汽油，在混料机中混合均匀，制成混合粉末；混合粉末在1.2-2.0T的磁场中压制成型后经过烧结制成钕铁硼磁体；本发明申请的核心技术是通过纳米氧化物均匀分散在晶界相中，对晶界相改性以提高钕铁硼磁体的矫顽力，本技术主相和晶界相分别熔炼和制粉并且多次混合，由于钕铁硼细粉非常容易氧化，工艺复杂不易控制；另外主相合金熔炼时，由于稀土含量低，接近Nd₂Fe₁₄B相成分，容易产生α-Fe，降低剩磁；熔炼晶界相时，容易产生主相，影响矫顽力；还有由于纳米氧化物表面积大，运输、使用时有爆炸的危险，纳米氧化物制作困难，成本高，影响钕铁硼的应用。

发明内容

本发明通过研究探索，找到一种含La和Ce的钕铁硼稀土永磁体及制造方法，克服现有技术的缺点，明显提高钕铁硼稀土永磁的磁能积、矫顽力、耐腐蚀性和加工性能，适合于批量生产，减少了价格昂贵并且资源稀缺的重稀土元素的用量，对扩大钕铁硼稀土永磁体的应用市场，尤其节能和控制电机、汽车零部件、新能源汽车、风力发电等领域的应用有着重要意义。本发明还发现提高钕铁硼稀土永磁的磁能积、矫顽力、耐腐蚀性和加工性能的抑制晶粒长大，尤其是La和Ce的加入，在晶界中形成La和Ce的氧化物微粒，La和Ce的氧化物微粒有效抑制烧结过程的晶粒异常长大，产生了以主相PR₂（Fe_1-x-yCo_xAl_y）₁₄B相为核心，主相ZR₂（Fe_1-w-nCo_wAl_n）₁₄B相包围在主相PR₂（Fe_1-x-yCo_xAl_y）₁₄B相的外围，ZR₂（Fe_1-w-nCo_wAl_n）₁₄B相与PR₂（Fe_1-x-yCo_xAl_y）₁₄B相之间无晶界相的复合主相结构。