[发明专利]一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法，属于稀土永磁材料制备领域。

背景技术：

稀土永磁体钕铁硼Nd-Fe-B具有高磁能积，广泛应用于交通、能源、计算机、通讯、机械、医疗、家电以及国防科技等领域，推动了相关产业的发展，是现代科学技术不可缺少的关键材料，其产量和用量已成为衡量国家综合国力和国民经济发展水平的重要标志之一。目前，我国已成为全世界最大的稀土钕铁硼永磁体生产基地，也是钕铁硼永磁体重要的应用市场。

钕铁硼永磁体虽然磁能积高，但矫顽力较低。为了进一步满足电动汽车、风力发电等领域的实际需求，需要进一步提高稀土钕铁硼永磁体的矫顽力。Dy₂Fe₁₄B合金的饱和磁化强度虽然低，但具有超高的磁晶各向异性场，磁体矫顽力高。因此通过在熔炼时将Nd元素和Dy混合制成(Nd,Dy)-Fe-B合金，磁体的矫顽力得到提高，但此方法磁体的剩磁会降低，要使矫顽力提高需要加入较多的Dy元素，磁体的生产成本也大大增加。

在混料时将Dy元素或Dy合金粉末加入到钕铁硼粉末中，磁体的矫顽力得到提高，但此方法磁体的剩磁会降低，而且矫顽力提高程度并不太显著。在退火过程中将Dy合金粉末通过涂覆等方法添加在磁体表面，Dy元素会从磁体表面扩散到内部；但采用该方法Dy元素从磁体表面到内部的扩散并不均匀，磁体矫顽力提高程度是有限的，而且因扩散深度的限制此方法只适用于生产小尺寸磁体，不适用于烧结钕铁硼磁体的大批量生产。

中国专利CN103219117A(申请公布号)采用双合金的方法将Nd-Fe-B和Dy-Fe-B合金混合，由于Dy-Fe-B相具有超高的磁晶各向异性场，磁体的矫顽力理论上能得到提高；但实际上在高温烧结时Nd元素会向Dy-Fe-B相中扩散取代Dy，从而会显著降低Dy-Fe-B相的磁晶各向异性场，磁体矫顽力提高程度并不很显著。中国专利CN103794322A(申请公布号)将高磁晶各向异性场主合金和低磁晶各向异性场主合金混合制备磁体，但该专利并无明确的方法控制两种合金之间元素的扩散，为提高磁体矫顽力需要混合添加一定量的晶间添加相，这会增加重稀土Dy元素的添加量，使磁体剩磁降低，同时还不利于降低磁体的生产成本。

发明内容：

本发明需要解决的问题在于克服Nd-Fe-B合金中稀土元素Nd扩散造成Dy-Fe-B合金中Dy被取代的不足，提供一种提高烧结钕铁硼复合磁体矫顽力的方法。它适度降低Nd-Fe-B合金中稀土Nd元素的含量，提高Dy-Fe-B合金中稀土Dy元素含量。由于Nd-Fe-B合金中稀土含量低，接近RE₂Fe₁₄B相的正分含量，因此结构很稳定，在高温烧结时Nd元素向晶间液相扩散的可能性降低，难以向Dy-Fe-B合金中扩散替代Dy，因而Dy-Fe-B相具有的超高磁晶各向异性场得到保持。同时由于Dy-Fe-B合金中稀土元素含量相对较高，Dy元素会向晶间液相扩散，也可取代Nd-Fe-B相晶粒边界Nd元素，提高Nd-Fe-B相晶粒边界的磁晶各向异性场。综合上面两种因素，Dy-Fe-B相高磁晶各向异性场得到保持，Nd-Fe-B相晶粒表层磁晶各向异性场得到提高，磁体矫顽力可显著增强。

为实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：

1)将Nd-Fe-B合金粉末和Dy-Fe-B合金粉末混合制备永磁材料，Nd-Fe-B合金化学式按原子百分比为RE’_a1Fe_100-a1-b-cB_bM_c，Dy-Fe-B合金化学式按原子百分比为RE”_a2Fe_100-a2-b-cB_bM_c，其中10.5≤a1≤13，15≤a2≤20，5≤b≤9，0≤c≤10，而且a2-a1≥3。

2)上述化学式中RE’和RE”均选自稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc中的一种或几种，其中，RE’应至少包含Pr或Nd，RE”应至少包含Dy；上述化学式中M为添加元素，为Co、Ni、Cu、Zn、Al、Ga、Nb、Mo、Ti、Zr、V、Cr、Mn、C、Si、P、S、Ge、Se、Sn、Ta、Pb中的一种或几种。