[发明专利]纯高丰度稀土永磁材料及其制备方法

说明书

本发明所述纯高丰度稀土‑Fe‑B稀土永磁材料，化学式为LRE_aFe_{100‑a‑b‑c}B_bTm_c，所述化学式中，LRE为高丰度稀土，其组成为Ce_1‑xLa_x，0≤x≤0.5，Tm为Co、Cu、Al、Ga、Nb、Zr中的至少一种。上述稀土永磁材料的制备方法，工艺步骤如下：(1)配料与熔铸；(2)制备磁粉；(3)制备磁场成型生坯；(4)冷等静压；(5)烧结，采用真空烧结或低压烧结，烧结结束后快速冷却；(6)热处理，将步骤(5)得到的烧结磁体进行回火处理。本发明所述纯高丰度稀土‑Fe‑B稀土永磁材料，最大磁能积能达到80kJ/m³以上，矫顽力能达到700kA/m以上，具有很好的性价比。

技术领域

本发明属于稀土永磁材料技术领域，涉及一种纯高丰度稀土永磁材料及其制备方法。

背景技术

磁性材料在航空航天技术、计算机设备、磁选机、通讯设备、医疗设备、风力发电、混合动力汽车/纯电动汽车和节能家电等领域中具有广泛应用。其中，稀土钕铁硼永磁材料和永磁铁氧体是两类最重要的永磁材料，其市场占有率分别达到了50％和30％。永磁铁氧体的综合磁性能较低，电阻率高、稳定性好、耐环境变化力强、原料来源丰富、性价比高、工艺成熟、又不存在氧化问题，故在对永磁性能要求较低的中低端产品中应用较为广泛；钕铁硼永磁材料具有磁性能突出的优势，但其使用了大量稀缺的稀土元素Nd，Pr和重稀土元素Tb，Dy等，造成成本居高不下。在实际应用中，永磁铁氧体具有明显的成本优势，稀土钕铁硼永磁材料具有明显的性能优势，但在永磁铁氧体与钕铁硼永磁材料之间，缺乏一类原材料成本远低于钕铁硼永磁而磁性能优于永磁铁氧体的可靠的产品。另外，由于钕铁硼永磁材料的制备消耗了大量稀缺元素Nd，Pr和重稀土元素Tb，Dy等，导致了高丰度稀土元素Ce、La等的大量积压，造成稀土资源的不平衡利用。因此，为了降低永磁材料的成本，同时促进稀土资源的平衡利用，丰富磁性材料的类型，采用高丰度稀土元素制备出性能优良的永磁材料引起了广泛的关注。

公开号为CN103123839A、CN103093912A和CN103123838A的专利分别申请公开了“一种应用高丰度稀土Ce生产的稀土永磁体及其制备方法”、“一种应用高丰度稀土La生产的稀土永磁体及其制备方法”和“一种应用高丰度稀土MM生产的稀土永磁体及其制备方法”，其均是基于晶界重构工艺的构思，通过双合金法实现各元素的相互扩散，获得核壳结构，以弱化La、Ce添加对磁性能的“稀释”作用。上述公开的稀土永磁材料的制备方法均仍采用较多的Pr、Nd元素调控晶界结构，相比于高性能稀土永磁体仅减少了重稀土Dy、Tb的使用，降低成本的效果有限。美国通用(GM)公司公布了采用快淬方法制备纳米晶纯高丰度稀土永磁材料。但快淬纳米晶永磁为各向同性的永磁材料，磁性能较低；同时纳米晶磁粉要实现应用，通常需与高分子树脂混合制备磁性器件，这会造成磁性能进一步降低，应用极大受限。

据资料查阅，目前尚无采用纯高丰度稀土(简称LRE)制备出低成本、性能可靠的烧结稀土永磁材料的技术公开。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供纯高丰度稀土永磁材料及其制备方法，以填补永磁材料在永磁铁氧体与钕铁硼永磁材料之间的产品缺失，同时实现稀土资源的平衡利用。

本发明所述纯高丰度稀土-Fe-B稀土永磁材料，化学式为LRE_aFe_100-a-b-cB_bTm_c，所述化学式中，LRE为高丰度稀土，其组成为Ce_1-xLa_x，0≤x≤0.5，Tm为Co、Cu、Al、Ga、Nb、Zr中的至少一种，a、b、c、100-a-b-c分别代表对应元素的质量百分含量，其中27≤a≤36.5，0.9≤b≤1.1，0.1≤c≤6。

本发明提供的上述纯高丰度稀土永磁材料的制备方法，工艺步骤如下：

(1)配料与熔铸