[发明专利]一种高性能烧结钕铁硼磁体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高性能烧结钕铁硼磁体，具有如式I所述的通式，R_xFe_{100‑x‑y1‑y2‑z}M_y1A_y2B_z I；其中，x、y1、y2和z为质量百分数，28≤x≤35，0≤y1≤6，0.04≤y2≤0.5，0.8≤z≤1.2；R包括Pr和Nd；M选自Nb、Co、Ga、Al、Cu和Ti中的一种或几种；A为Zr和Hf。本发明在诸多合金元素中，采用了Zr和Hf两种元素进行复合添加，优化设计了特定的加入量，并对其余成分进行了特别的设计，提高了磁体合金的剩磁、矫顽力和磁能积，具有较高的性能，降低了生产成本，而且工艺简单，适用性广，适合大规模工业化生产。

技术领域

本发明属于磁体制备技术领域，涉及一种钕铁硼磁体及其制备方法，尤其涉及一种含锆铪的高性能烧结钕铁硼磁体及其制备方法。

背景技术

永磁体即硬磁体，能够长期保持其磁性的磁体，不易失磁，也不易被磁化。因而，无论是在工业生产还是在日常生活中，硬磁体最常用的强力材料之一。硬磁体可以分为天然磁体和人造磁体，人造磁铁是指通过合成不同材料的合金可以达到与天然磁体(吸铁石)相同的效果，而且还可以提高磁力。迄今为止，已经发展到第三代钕铁硼永磁材料(NdFeB)，其产值已大大超过之前的永磁材料，已发展成一大产业。目前，业界常采用烧结法制作钕铁硼永磁材料，如王伟等在《关键工艺参数和合金元素对烧结NdFeB磁性能与力学性能的影响》中公开了采用烧结法制造钕铁硼永磁材料的工艺流程，一般包括配料、熔炼、钢锭破碎、制粉、氢破碎、气流磨超细粉、粉末取向压制成型、真空烧结、检分和电镀等步骤。钕铁硼磁体的优点是性价比高，体积小、重量轻、良好的机械特性和磁性强等特点，如此高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛的应用，在磁学界被誉为磁王，如以Nd₂Fe₁₄B型化合物为主相的R-Fe-B类稀土烧结磁铁是永磁体是所有磁性材料中性能最高的磁体，而且因其具有良好的性价比，被广泛应用于国际和国内的新兴发展产业和支柱产业，如计算机工业、信息工业、通讯工业、汽车工业、核磁共振成像工业、办公自动化等。随着对磁体器件要求的提高，尤其是汽车领域所用器件向小型化、轻量化、高速化、低噪音化等方向的发展，要求磁体性能逐渐提高，对高性能钕铁硼磁体的用量将会不断增加，因此高性能钕铁硼永磁材料是目前行业发展的重点。

然而，随着钕铁硼磁体的持续扩展和大批量广泛应用，特别是磁体中含有稀土材料等诸多无法再生的珍贵矿产资源，而高性能钕铁硼磁性材料的生产中又需要使用较多的重稀土元素如镝和铽等，由于近年来的有色金属和稀土元素价格大幅上涨，这导致高性能钕铁硼磁性材料的生产成本居高不下。

因而，业内在开发高性能磁体的同时，降低重稀土用量，减少生产成本均是当前最为迫切的发展需求。现有的提高磁体性能的途径主要有复合添加合金元素和优化熔炼、制粉、成型、烧结等制备工艺。其中，复合添加合金元素形式有很多，选择的金属元素也非常广，但是在性能提高上，往往能够提高单方面性能，如可一定程度上提高矫顽力，但磁性能提高不显著，仅仅能保证剩磁与磁能积基本不变或略有降低。

因此，如何能够进一步的提高磁体的综合性能，使得磁体的矫顽力、剩磁与磁能积均能有所提升，而同时又不采用或少采用重稀土元素，已成为业内诸多一线研究人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种钕铁硼磁体及其制备方法，尤其涉及一种含锆铪的高性能烧结钕铁硼磁体，本发明提供的钕铁硼磁体，采用了特定的合金元素锆和铪，使得磁体的矫顽力、剩磁与磁能积均能有所提升，同时工艺简单，适合规模化工业生产。

本发明提供了一种钕铁硼磁体，具有如式I所述的通式：

R_xFe_{100-x-y1-y2-z}M_y1A_y2B_z I；