[发明专利]一种多相复合永磁体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于永磁材料制备技术领域，尤其是涉及一种多相复合永磁体的制备方法。

背景技术

烧结NdFeB永磁体具有高磁性能和高性价比，应用领域广泛。烧结NdFeB永磁体的最大磁能积发展迅速，目前已达到其理论值的93％，但是较低的矫顽力和温度稳定性严重限制了其应用。随着电动汽车、混合动力汽车等领域的发展，对永磁体的耐高温性能提出了更高的要求。

针对烧结钕铁硼永磁体矫顽力低和温度稳定性差的缺点，国内外研究者开展了广泛而深入的研究。目前主要通过添加Dy、Tb等重稀土元素，提高Nd₂Fe₁₄B的各向异性场，实现磁矩的温度补偿，改善其温度稳定性。添加Dy、Tb等重稀土元素的方法主要有合金化法和晶界扩散法。合金化法是通过熔炼的方式引入Dy和Tb，来提高钕铁硼磁体的矫顽力，但是其剩磁和磁能积下降明显。晶界扩散法主要是通过混粉的方式在晶界中引入Dy和Tb元素，再通过Dy和Tb元素向主相的扩散，提高磁体的矫顽力；或者在磁体表面涂覆包含Dy和Tb元素的重稀土元素层，通过热处理使重稀土元素扩散到磁体内部，来提高磁体的矫顽力。虽然该方法能够有效提高磁体的温度稳定性，且对磁体的剩磁和磁能积影响较小，但是其提高的程度依然不能满足实际应用的需求。因此，开发一种新型的高温永磁体是十分必要的。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种多相复合永磁体的制备方法，通过结合基于界面反应的界面磁性调控技术、放电等离子烧结与热变形工艺，开创性地利用界面反应有效控制界面组织结构和相组成，获得多硬磁相复合的优化组织结构，实现高性能耐高温多相复合永磁体的制备。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种多相复合永磁体的制备方法，采用基于界面反应的界面磁性调控技术结合放电等离子烧结和热变形工艺制备多相复合永磁体；其步骤为：

S1：分别制备NdFeB合金粉末和SmCo合金粉末；

S2：将纳米Co粉加入NdFeB合金粉末中球磨混合至均匀，获得NdFeB/Co复合粉末；

S3：将纳米PrH3粉加入SmCo合金粉末中球磨混合至均匀，获得SmCo/PrH₃复合粉末；

S4：将步骤S2中所述NdFeB/Co复合粉末和步骤S3中所述SmCo/PrH₃复合粉末按比例进行混合，得到混合粉末；然后将混合粉末装入模具中进行放电等离子烧结制得多相复合磁体；

S5：将步骤S4中所述多相复合磁体进行热变形，获得具有磁织构的多相复合永磁体。

优选的，步骤S1中所述NdFeB合金粉末制备过程如下：按照NdFeB合金成分配制原料，并进行真空熔炼，快淬制成NdFeB合金快淬带；将NdFeB合金快淬带进行粗破碎，制成NdFeB合金粉末。

优选的，所述的NdFeB合金成分的原子百分比为Nd_aR_bFe_100-a-b-c-dB_cM_d，其中12.5≤a+b≤13.5，0.1≤b≤4，5≤c≤6，0.1≤d≤4，R为Pr、Dy、Tb、Gd、Ho元素中的一种或几种，M为Co、Ni、Al、Ga、Cu、Sn、Mg、Zn、Si、Nb、Zr、Hf、Ti、W、V元素中一种或几种。

优选的，步骤S1中所述SmCo合金粉末制备过程如下：按照SmCo合金成分配制原料，并进行真空熔炼，快淬制成SmCo合金快淬带；将SmCo合金快淬带进行粗破碎，制成SmCo合金粉末。

优选的，所述的SmCo合金为SmCo₅合金。

优选的，步骤S2中所述纳米Co粉的平均粒径为10-100nm；纳米Co粉的添加量为NdFeB/Co混合粉末总重量的1％-10％。

优选的，步骤S3中所述纳米PrH₃粉的平均粒径为10-100nm。

优选的，步骤S4中所述的NdFeB/Co与SmCo/PrH₃两种复合粉末混合的质量比例为1:9-9:1；纳米PrH₃粉与纳米Co粉在混合粉末中的质量比为1:2.1。

优选的，步骤S4中所述的放电等离子烧结工艺参数为：烧结温度650-1000℃，压力30-500Mpa，升温速率30-100℃/min，保温时间3-10min。

优选的，步骤S5中所述的热变形工艺参数为：温度650-1000℃，压力50-300MPa。