[发明专利]一种高矫顽力烧结态Ce磁体或富Ce磁体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土永磁材料技术领域，尤其涉及一种烧结态高矫顽力Ce磁体或富Ce磁体及其制备方法。

背景技术

当Ce含量占稀土总量的权重为最大时，我们称之为Ce磁体；当Ce含量占稀土总量10％～50％，且占稀土总量的权重不为最大时，我们称之为富Ce磁体。

在天然稀土资源中，除Nd外还有储量丰富且价格低廉的金属Ce和La，Ce与La的总丰度是Nd与Pr的3倍，且价格则不到十分之一。

长期以来，如何用好高丰度稀土永磁材料一直成为困扰人们的难题，早期对于高丰度稀土元素在永磁材料中的应用研究，多侧重于单合金磁体，包括用Ce部分替代Nd方面的研究，冶金工业部钢铁研究总院和麦格昆磁(天津)有限公司分别提出中国专利CN1035737A和CN101694797，这些专利/专利申请的特点都是直接将Ce熔入合金中，使得Ce过多的替代了主相中的Nd而严重恶化磁体的性能，随着Ce含量的增加，磁体的矫顽力和磁能积均下降较快，失去应用的价值。其原因是La、Ce等高丰度稀土元素的磁性参数较Pr、Nd的磁性参数较低很多，严重恶化了磁体的性能(见表1)。这方面的研究似乎一度中断，最近，钢铁研究总院在这方面取得了突破。他们鉴于Re₂Fe₁₄B的各向异性场HA和磁矩Js各不相同，提出了发明专利CN102436892A、CN102800454A和CN103714939A，其特点是充分发挥出具有不同各向异性常数k(对应着不同的各向异性场HA)的Re₂Fe₁₄B晶粒(或颗粒)独特的物理、化学性质，构成了双(硬磁)主相结构的磁体，利用这些颗粒间，以及颗粒界面间的磁相互作用，使磁体矫顽力明显高于同类成分的单合金磁体。采用双主相合金法制备的双主相Ce磁体可以达到目前市场上中档牌号以上的性能水平，在保持良好磁性能的同时，磁体的生产成本大幅降低。

表1Re₂Fe₁₄B化合物的晶格参数和磁性参数

但上述现有技术都没有完全摆脱烧结钕铁硼磁体传统的工艺路线，其特点是烧结态的矫顽力较低，需要经过一级回火和二级回火工艺来提升矫顽力，且回火工艺周期长、能耗大。

发明内容

本发明的目的是提供一种烧结态高矫顽力Ce磁体或富Ce磁体。

本发明的另一个目的是提供一种烧结态高矫顽力Ce磁体或富Ce磁体的制备方法，通过成分优化、微结构调控、自然时效、精细控温，形成与上述专利完全不同的成分组合，以及整套工艺制度，完全省略了生产传统烧结稀土永磁材料中的一级和二级回火工艺，使烧结态磁体即具有终态磁体的高矫顽力，将可大大降低生产成本，缩短工艺流程，提高生产的效率。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种高矫顽力烧结态Ce磁体或富Ce磁体，经原料准备、制备磁体毛坯和烧结步骤制备，毛坯在经分级烧结后，直接得到所需磁性能的磁体；该磁体具有Ce-Fe-B和Nd-Fe-B的双硬磁主相结构；该磁体以及第一主相和第二主相的化学式按质量百分比分别表示为：(Re_1-zCe_z)_aFe_100-a-b-cB_bTM_c，(Ce_xRL_1-x)_aFe_100-a-b-cB_bTM_c，(Nd_yRH_1-y)_aFe_100-a-b-cB_bTM_c；

其中，0.5≤x≤1.0，0≤y≤1.0，0.1≤z≤0.9，29≤a≤32，0.8≤b≤1.2，0.5≤c≤6，Re为Pr、Nd、La、Dy、Tb、Gd、Er、Ho元素中的2种以上，RL为Pr、Nd、La元素中的一种或几种，RH为Dy、Tb、Gd、Er、Ho元素中的一种或几种，TM为Ga，Co，Cu，Nb，Al元素中的一种或几种。

所述磁体经以下步骤制备：

1)双主相原料准备：分别制备第一主相和第二主相合金的速凝铸片；

2)制备磁体毛坯：根据最终磁体的等效成分、按比例分别称取步骤所制备的速凝铸片，经氢破碎、脱氢、气流磨粉、混合、取向成型，然后压制成毛坯；