[发明专利]一种混合稀土‑铁‑硼系粘结磁粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及永磁材料加工技术领域，具体涉及一种混合稀土-铁-硼系粘结磁粉及其制备方法。

背景技术

粘结NdFeB磁体由于具有优异的磁性能、机械性能和良好的可加工性，使用越来越普及。就粘结NdFeB磁体的原料----NdFeB磁粉的生产成本而言，其成本组成中稀土金属占了80％左右，因此稀土金属类型及其用量的适当选用也就决定了NdFeB磁体的价格。

一般而言，稀土元素在稀土矿中是共生存在的，单独分离、提纯某种特定稀土金属时其分离过程较为复杂，且成本较高。就NdFeB磁粉制备而言，由于混合稀土(MM)成本仅为纯金属钕的五分之一左右，因而以混合稀土(MM)来替代纯金属钕的应用时，则可有效降低NdFeB磁体的生产成本。

但在实际生产中，由于混合稀土(MM)中镧或铈的质量百分含量占比较高，一般在78％左右，而镧和铈是非磁性原子，因而随着混合稀土(MM)中镧或铈占比增加(相当于取代Nd的数量的增加)，材料的Js(饱和极化强度)必然降低。显微组织观察表明，当MM中含镧时，铸锭组织中的片状柱晶生长受到抑制，并出现大量的α-Fe；而随着MM含量的提高，富R相不再均匀沿MM₂Fe₁₄B晶粒边界分布，而出现富R相聚集现象，进而导致磁体的各向异性场HA显著下降，内禀矫顽力Hcj显著地降低。针对这一问题，为保证最终NdFeB磁体的性能，需要从多个方面进行综合改进，才能在确保降低NdFeB磁体生产成本的同时，较好规避混合稀土(MM)中非钕金属的影响。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种混合稀土-铁-硼系粘结磁粉，降低生产成本的同时，具有高的内禀矫顽力、居里温度、最大磁能力和剩余磁化强度，综合磁性能优异。

同时，本发明还在于提供一种混合稀土-铁-硼系粘结磁粉的制备方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种混合稀土-铁-硼系粘结磁粉，该磁粉中金属元素的重量百分含量组成为：MM 23～24％、B 0.98～1.1％、Nb 1.5～2.0％、Al 1.0～1.5％、Co 4.5～5.0％、余量为Fe；其中MM为钕含量不小于16.9％的混合稀土元素。

优选的，上述磁粉中金属元素的重量百分含量组成为：MM 23％、B 1.1％、Nb 1.7％、Al 1.0％、Co 4.5％、余量为Fe。

上述混合稀土-铁-硼系粘结磁粉的制备方法，包括以下操作步骤：

1)按金属元素的重量百分含量组成取各原料加入真空感应熔炼炉中，在＜4×10^-2Pa的真空状态下，加热将各原料熔炼成澄清合金液，搅拌均匀后将合金液倒入浇注模内，在20～35℃的冷却水温度下快速冷却成合金锭；

2)将步骤1)熔炼成的合金锭破碎后加入真空感应快淬炉中，真空度达到5×10^-2Pa后，在1450～1500℃温度下破碎的合金锭熔化成金属熔融液，金属熔融液经喷嘴喷射到转动的钼轮上，控制快淬速度为25～33m/s，将金属熔融液快淬成厚度为50±5μm的均匀条带；

3)将步骤2)制备的均匀条带粉碎后、在4.5～5.5×10^-2Pa的真空度下、600～700℃温度下，设置下料速度为20～25kg/h、转速为20转/秒，进行真空晶化处理60～80min；

4)将步骤3)晶化处理后的物料进行粉碎，即得所述的磁粉。

可选的，步骤3)中所述粉碎为将步骤2)制备的均匀条带粉碎至40目。

可选的，步骤4)中粉碎为将晶化处理后的物料粉碎至80目。

本发明混合稀土-铁-硼系粘土磁粉，采用含有钕元素的混合稀土代替金属钕，并且通过控制混合稀土的用量和混合稀土中钕元素的含量，并且同时掺入铝、铌和钴金属元素，在降低成本的同时，避免稀土元素中的镧和铈等非磁性原子对磁性能的影响，确保制备的磁粉具有高的高的内禀矫顽力、居里温度、最大磁能力和剩余磁化强度，具体体现在：少量铌的添加既可以抑制α-Fe相的析出，还可降低合金的磁通的不可逆损失；而显微组织观察表明，铝的添加可使合金晶粒细化，同时改善了富R相与R₂Fe₁₄B固相的浸润角，使富R相更加均匀的沿边界分布，由于其可明显改善晶粒边界显微结构，因而可明显提高合金的矫顽力；另外少量钴的添加可以改善磁体的耐温性，而随钴含量的增加，合金的居里温度线形提高，磁感可逆温度系数明显降低。