[发明专利]由工业纯混合稀土制备的稀土铁硼材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于稀土永磁材料技术领域，特别涉及一种利用镧铈(La-Ce)与镨钕(Pr-Nd)混合稀土的组合取代单一的钕稀土制备的低成本稀土-铁-硼永磁熔体快淬薄带及制备方法和应用。

背景技术

Nd-Fe-B永磁材料不仅具有很高的磁性能，而且不含资源紧缺的战略物资钴，因而其应用前景非常广阔。但人们希望降低其价格，所以开发廉价磁体非常必要，可以通过降低原材料的成本，达到降低磁体成本的目的。

在现有技术中，为降低Nd-Fe-B合金成本，以部分Ce取代Nd制成Ce-Nd-Fe-B实用永磁体(Ce-Nd-Fe-B烧结永磁合金，吴灵葳等，《仪表材料》，1986.17(6))，加入微量Al可改善矫顽力，含有5wt.％金属Ce的合金，最佳磁性能为B_r＝1.33T(13.3kGs)，H_ci＝640kA/m(8kOe)，(BH)_max＝331.8kJ/m³(41.7MGOe)。

还有文献(添加混合稀土的廉价Nd-Fe-B的研究，常秀敏，《稀有金属》，第26卷第4期，2002.7)报道以混合稀土取代Nd-Fe-B合金中的钕的廉价铁基稀土永磁，随着混合稀土的增加，磁性能有所下降，但在合金中添加少量的Al、Co、Nb，可使磁体的磁感矫顽力_BH_C上升，剩余磁感应强度B_r，磁能积(BH)_m稍有下降。

还有文献(富Nd混合稀土MR-Fe-B永磁合金的性能，连法增等，《东北工学院学报》，1988年第1期)报道利用传统的酒精盘磨和粉末冶金技术研究富Nd混合稀土成分作原料配成稀土永磁合金。其永磁合金性能达到：剩磁B_r＝1.15～l.28T(11.5～l2.8kGs)、矫顽力H_ci＝573～796kA/m(7.2～10.0kOe)，、磁能积(BH)_max＝247～270kJ/m³(31～34MGOe)。，成本比Nd-Fe-B磁体低1/2左右，其温度稳定性优于Nd-Fe-B磁体。

还有文献(利用混合稀土制备稀土永磁体的工艺研究，管立斌等，《中国材料进展》，第28卷第3期，2009年3月)报道使用组成为La_28.5Ce_49.4Pr₆Nb₁₆D_y0.05Sm_0.01Gd_0.03(质量分数)的混合稀土替代部分镨钕合金为原料，按(Nb-Pr)_18.2(MM)_13.6Fe_66.22B_1.08Cu_0.2Al_0.7进行配料，以甩带熔炼方式形成薄带状合金，合金经氢破碎后，用气流磨制成粉末，最后经压制烧结得到稀土永磁体。

美国专利US 2012/0285583 A1和US 2013/0160896 A1利用熔体快淬(真空甩带)技术系统研究了Ce基铁硼材料的磁性能，并研究了Co元素对其磁性能的影响。

发明内容

本发明的发明人认为La、Ce、Pr、Nd这些稀土元素都能形成Nd₂Fe₁₄B型的稀土-铁-硼晶体结构，所以采用La-Ce混合稀土与Pr-Nd混合稀土的组合取代单一的钕稀土，有希望制备一种低成本的混合稀土永磁体。然而，La、Ce、Pr、Nd这些稀土元素单独形成的Nd₂Fe₁₄B型稀土-铁-硼晶体结构很容易产生相分离，导致产生很低的磁性能。发明人经过大量研究发现，在用高La、Ce、Pr元素含量的混合稀土制造钕铁硼的过程中，采用高的冷却速度、严格的惰性气体氛围作为合金防氧化手段，避免La、Ce、Pr、Nd稀土元素的氧化，添加适量的微量元素防止La、Ce、Pr元素的偏聚和α-Fe的析出，以使得各个Nd₂Fe₁₄B型的稀土-铁-硼永磁相得到同步析出，能制造出磁性能满足实际使用要求的、廉价的混合稀土永磁材料。如此，便从使用原料和磁体生产工艺上着手，达到降低磁体成本的目的，尤其适用于有些并不需要很高磁能积的磁体应用场合。