[发明专利]一种镧系元素复合添加的钕铁硼磁性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镧系元素复合添加的钕铁硼磁性材料及其制备方法，属于稀土磁性材料技术领域。

背景技术

烧结钕铁硼磁性材料，作为新材料产业的重要组成部分，被广泛应用于国际和国内的新兴发展产业和支柱产业，如计算机工业、信息工业、通讯工业、汽车工业、核磁共振成像工业、办公自动化等。在我国已经形成了较大的产业规模，产量己占到了世界总额的85％。

但随着钕铁硼磁性材料生产规模的不断扩大，中国稀土资源的消耗也日益严重，截至2005年底，我国探明稀土资源总量为8731万吨。但2011年美国地质资源局的勘探结果显示，截至2010年，我国稀土储量仅为5500万吨。这说明，从2005年到2010年的5年间我国稀土储量降幅达37％。而且稀土元素共有17种元素，我们目前大量使用于烧结钕铁硼的只有镨、钕、镝、铽、钆、钬六种元素，其它稀土尤其是占稀土含量60％～80％左右的镧、铈极少或基本不使用，造成了稀土资源的大量浪费。

由于近年来的稀土元素价格大幅上涨，这导致高性能钕铁硼磁性材料的生产成本居高不下，且现有的高性能钕铁硼永磁材料耐腐蚀性较差、失重高，导致烧结钕铁硼产业在2000～2011年飞速发展后进入了停滞阶段。

因此，降低烧结钕铁硼的生产成本、提高产品的性能与抗腐蚀性，对于提高烧结钕铁硼的运用有着重大的意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种高性能、成本低、耐腐蚀的镧系元素复合添加的钕铁硼磁性材料。

本发明上述目的可以通过以下技术方案来实现的：一种镧系元素复合添加的钕铁硼磁性材料，所述钕铁硼磁性材料由以下质量百分比的成分组成：Nd或PrNd：0.1％-32％，B：0.9％-1.5％，Dy：0％-10％，Co：0.5％-10％，Cu：0.05％-0.25％，镧系元素：0.1％-15％，微量元素M：0.1％-4.5％，余量为Fe。

作为优选，所述镧系元素为La或Ce中的一种或两种。当镧系元素为La与Ce的混合物时，La与Ce的质量比为任意比。

作为优选，所述微量元素M为Al、Zr、Nb、Mn、Ga、Ti、Sn中的一种或多种；其中，Al的添加量为钕铁硼磁性材料的0.1％-1.5％，其余元素的添加量均为钕铁硼磁性材料的0％-0.5％。

作为优选，所述钕铁硼磁性材料由以下质量百分比的成分组成：PrNd：15％-30％，B：0.9％-1.3％，Dy：0.5％-4.0％，Co：0.5％-10％，Cu：0.05％-0.25％，镧系元素：0.1％-15％，微量元素M：0.25％-4.5％，余量为Fe。其中，微量元素M包括Al：0.1％-1.5％，Zr：0.05-0.5％，Ti：0.05-0.5％，Nb：0.05％-0.5％，Mo：0％-0.5％，Sn：0％-0.5％，Ga：0-0.5％。上述是对本发明钕铁硼磁性材料的进一步优化和限制，通过上述优化和限制，本发明钕铁硼磁性材料不仅保证了高性能的同时，还对失重和成本方面得到了更好的控制。

作为优选，所述钕铁硼磁性材料由以下质量百分比的成分组成：Nd：21％，La：10％，B：1.05％，Co：0.5％，Cu：0.2％，Al：0.6％、Nb：0.3％、Ga：0.2％、Ti：0.4％，余量为Fe。

作为优选，所述钕铁硼磁性材料由以下质量百分比的成分组成：PrNd：28.5％，La：1.0％，Ce：1.0％，B：1.05％，Co：1.0％，Cu：0.12％，Al：0.2％、Nb：0.2％、Ga：0.1％、Ti：0.1％，余量为Fe。

作为优选，所述钕铁硼磁性材料的组成(以质量百分比计)为：PrNd：25.5％，La：2.5％，Ce：2.5％，B：1.1％，Dy：0.5％，Co：2.5％，Cu：0.2％，Al：0.8％、Mn：0.1％、Ga：0.15％、Ti：0.2％，余量为Fe。

烧结钕铁硼磁性材料因稀土相具有易氧化、腐蚀的特点，分布在晶界处的富稀土相容易形成晶间腐蚀。因此，本发明采用镧系元素和微量元素M复合添加，并对其添加量进行了优化，这些元素的熔点较低，润湿性较好，在液相烧结过程中能起到光滑主相晶粒，细化结晶的作用，以满足磁体对晶界相的要求，使得晶界的富稀土相分布均匀。另外，这些元素还可以在熔炼和烧结过程中通过扩散作用进入Nd、Fe、B主相的组织中，部分取代Nd或Fe，从而改善磁体主相的耐腐蚀性能，增加磁体的致密度，最后得到的烧结钕铁硼材料的耐腐蚀失重也会更小。