[发明专利]一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及钕铁硼永磁体技术领域，具体地讲是一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法；是通过调整磁体中添加元素的配比，同时控制磁体制备过程中各项工艺参数实现的。

背景技术：

钕铁硼永磁体广泛应用于存储设备、电子元件、风力发电、电机等领域，但是钕铁硼永磁体具有较高的温度系数，即在高温下磁性能显著降低，低性能磁体难以满足混合动力汽车、电机等领域的要求，对钕铁硼永磁体提出了越来越高的耐热性和耐久性的要求。

为了提高钕铁硼永磁体的耐热性和耐久性，提高磁体矫顽力尤为重要。相对于目前钕铁硼永磁体的剩磁可达到理论值97%，矫顽力仅能够达到理论值的17%，尚有相当大的提升空间。目前，商用钕铁硼永磁体多采用添加具有较高磁晶各向异性场常数的重稀土元素Dy、Tb等方式，来实现矫顽力的提高。但是通过添加重稀土元素，一方面增加了生产成本，大量消耗宝贵的重稀土资源，同时，添加重稀土元素后，磁性常数的温度变化大，导致高温时矫顽力急剧降低。

为了降低重稀土元素用量，部分企业和机构采用晶界扩散方法对磁体进行重稀土元素渗透，但因扩散深度有限，该种方法仅适用于薄片磁体。中国专利ZL201110242847.7提到一种低镝含量高性能烧结钕铁硼的制备方法，该方法是以溅射沉积的方法将金属镝喷溅到粉体颗粒表面，这种方法较难控制Dy元素的分布及含量，同时操作方法比较复杂，成本较高；通过添加其它金属元素的方法也可以实现矫顽力的提高，但是往往以牺牲其它磁性能为代价。磁体中少量添加Al元素可以细化晶粒，改善磁体显微组织结构，使矫顽力提高，但是居里温度、方形度、磁能积均明显下降；通过在烧结钕铁硼磁体中添加Ga元素也可以明显提高矫顽力，但对于Ga改善矫顽力的机制，目前尚无定论。目前所报道过的通过添加Ga元素来提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方式，往往会引起磁体方形度的降低。

发明内容：

本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种烧结钕铁硼磁体。

本发明的另一目的是提供一种烧结钕铁硼磁体的制备方法。

本发明主要解决现有技术通过元素添加的方式提高烧结钕铁硼磁体的矫顽力的同时易引起其它磁性能的明显降低的问题。

本发明的技术方案是：、一种烧结钕铁硼磁体，其特殊之处在于，所述的磁体中各元素重量百分比分别为：Pr-Nd为31%～35%，B为0.95%～1.2%，Al为0.21%～1%，Co为0.2%～4%，Cu为0.1%～0.2%，Ga为0.5%～1%，Ti为0.3～1%，磁体中不含重稀土元素或重稀土元素重量百分比不超过0.2%，磁体中C、O、N元素含量满足关系式630ppm≤1.2×C元素含量+0.6×O元素含量+1×N元素含量≤3680ppm，余量为Fe。

进一步的，所述的磁体方形度达到0.95以上。

进一步的，所述的磁体中含有TiFeB相，该相在磁体中所占体积比范围为0.86%～2.85%。

本发明的一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特殊之处在于，包括如下工艺步骤：

a按照配比配料，用速凝薄带工艺制备合金片，合金片的厚度范围在0.2～0.6mm之间；

b将所得薄片进行氢爆处理，吸氢压力波动范围为0.15～0.3Mpa，吸氢时间为1-5小时，在500-600℃进行脱氢，得到合金粉末；

c在氢处理后的合金片中加入质量百分数为0.05～0.5%的润滑剂，所述润滑剂为酯类有机物或硬脂酸盐；随后使用气流磨将合金片研磨至D50=2.0～5.0μm；

d在气流磨制备的粉体中加入质量百分数为0.05～0.5%的润滑剂，所述润滑剂为酯类有机物或硬脂酸盐，并用混料机混合均匀；随后在磁场取向条件下进行压制成型，取向磁场为1.8～2.5T，然后通过等静压方式进一步使磁体密实，等静压压力为150～200Mpa；

e将等静压后的生坯在真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为920℃～1040℃，烧结保温时间为3～15小时；待冷却后在800℃～900℃进行一级回火处理，保温时间为1~5小时；最后在480～720℃进行二级回火，保温时间为1~5小时；保温过程中烧结炉真空度为5×10^-2Pa以下。

进一步的，c步骤所述的气流磨用的研磨气体为氩气或氮气。