[发明专利]烧结富铈稀土永磁材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土永磁材料制备领域，特别涉及烧结富铈稀土永磁材料及其制备方法。

背景技术

Nd-Fe-B系稀土永磁材料以其优越的综合磁性能在电子产品、医疗器械、汽车工业等多个领域获得了广泛的应用。近年来，随着全球稀土永磁材料产量持续增加，稀土Nd、Pr资源不断被消耗减少，原料成本不断攀升，极大制约了稀土永磁产业的发展。而我国稀土矿中的高丰度元素Ce、La储量大利用率却较低，深加工不够，低附加值的初级产品大量积存，严重影响了稀土资源的综合平衡利用。Ce、La与Pr、Nd等元素同属镧系金属，具有类似的4f电子层结构，用Ce、La取代Pr、Nd来制备富铈稀土永磁材料可降低永磁材料的成本，也是实现稀土Ce、La资源价值的有效途径。

现有技术中公开了一些关于用Ce、La取代Pr、Nd来制备富铈稀土永磁材料的研究报道。但由于轻稀土元素内禀磁性能的限制，制得的磁体性能相对Nd-Fe-B磁体严重下降。现有控制Ce、La轻稀土元素对磁体内禀磁性能的限制的方法主要又三种：一是通过限定Ce对Nd、Pr元素的取代量在较低比例范围内以控制磁体性能的恶化；二是通过将熔炼得到的(Nd,Ce)-Fe-B合金与高磁性能的Nd-Fe-B合金铸片混合烧结以提高含Ce磁体的性能；三是通过向磁体中掺杂其它的改进元素以保障具有一定的磁性能。但这些方法并没有从根本上解决问题。造成磁体性能下降的主要原因在于，现有富铈稀土永磁材料的制备方法中，稀土Ce，La或混合稀土合金MM的引入方式多是将其与Nd或Pr-Nd合金等一起熔炼合金化，这样制得的稀土永磁材料中大量的Ce替代主相中的Nd、Pr元素，Ce元素主要以(Nd,Ce)₂Fe₁₄B或(Nd,Pr,Ce)₂Fe₁₄B形式存在，随着替代量的增加，导致主相饱和磁极化强度J_s、磁晶各向异性场H_A、居里温度T_c等内禀磁参量严重下降，使磁体性能严重下降。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种烧结富铈稀土永磁材料及其制备方法，以便有效解决用Ce、La部分替代Nd、Pr制备富铈稀土永磁材料对材料内禀磁性能的影响问题，同时降低稀土永磁材料的成本。

本发明所述烧结富铈稀土永磁材料，包含的组分及各组分的质量百分数如下：RE1为20％～28％，RE2为4％～15％，Fe为60.5％～70.5％，B为0.8％～1.2％，Tm为0.1％～5％；该烧结富铈稀土永磁材料的主相为Nd₂Fe₁₄B或(Nd,Pr)₂Fe₁₄B，主相晶粒周围分布有Ce，或Ce和La；所述RE1为Nd、Nd和Pr、以Nd为主的稀土元素、或者以Nd和Pr为主的稀土元素，所述RE2为Ce，或Ce和La，所述T_m为Co、Cu、Al、Ga、Nb、Zr、Mo、Mn、Cr中的至少一种。

上述烧结富铈稀土永磁材料中，所述RE1为以Nd为主的稀土元素是指Nd的质量大于或等于RE1质量的95％，所述RE1为以Nd和Pr为主的稀土元素是指Nd和Pr的质量大于或等于RE1质量的95％，当RE1为以Nd为主的稀土元素或者以Nd和Pr为主的稀土元素时，RE1中还包括Dy、Tb、Gd、Ho中的至少一种稀土元素。

上述烧结富铈稀土永磁材料中，还含有少量Ce₂Fe₁₄B相或(Ce,La)₂Fe₁₄B相，当RE1为以Nd为主的稀土元素或者以Nd和Pr为主的稀土元素时，还包括少量Dy₂Fe₁₄B、Tb₂Fe₁₄B、Gd₂Fe₁₄B、Ho₂Fe₁₄B中的至少一种。

本发明所述烧结富铈稀土永磁材料的制备方法，工艺步骤如下：

(1)主合金铸片、晶间辅合金铸片或块体的制备

①配料