[发明专利]一种高矫顽力、高磁能积烧结钕铁硼永磁材料及制备方法

说明书

本发明提供一种高矫顽力、高磁能积烧结钕铁硼永磁材料及制备方法，包括主合金和至少一种辅合金，所述主合金包括至少一种偏向高磁能积设计的RE₂(Fe,M)₁₄B金属间化合物的主合金A和至少一种偏向高矫顽力设计的RE₂(Fe,M)₁₄B金属间化合物的主合金B，所述辅合金为晶界相物质，所述主合金和辅合金于固体状态下混合，在混合之前，首先将主合金制作成合金薄片，将辅合金制作成薄片状、块状或较大颗粒状的合金。本发明一种高矫顽力、高磁能积烧结钕铁硼永磁材料及制备方法，为批量化生产高矫顽力、高磁能积的“双高”烧结钕铁硼永磁材料提供工艺与技术支撑。

技术领域

本发明涉及烧结钕铁硼永磁材料制造的技术领域，特别涉及一种高矫顽力、高磁能积烧结钕铁硼永磁材料及制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼永磁材料是国家重点发展的战略性稀土功能新材料，具有体积小、磁能密度高、抗退磁干扰能力强等优点，广泛应用于新能源、电子通讯、人工智能、轨道交通、航空航天及国防军工等各个领域，并且每年仍以5%-10%的速度继续增长。2019年，全国实际产量达到约17万吨。

从应用端了解到，钕铁硼磁体应用设计时更加注重磁通、磁矩和表面磁感应强度的大小。而通过阅读与钕铁硼有关的许多专业论著和从应用实践中都可以发现，在永磁材料的主要磁性能指标中，虽然磁通、磁矩和表面磁感应强度与剩磁有很强的相关性，但高剩磁并不一定能获得高的磁通、磁矩和表面磁感应强度，而矫顽力和磁能积都高的情况下，磁通、磁矩和表面磁感应强度才能更高。也就是说，高矫顽力、高磁能积的钕铁硼磁体更具有实用价值。

目前行业内制备烧结钕铁硼永磁材料通常采用粉末冶金工艺，即通过速凝甩带、氢碎、气流磨制粉、磁场取向成型、真空烧结与热处理等主要工序完成材料的制备。自上世纪八十年代至今，来自科研院校和企业的无数技术工作者做了大量的研究开发工作，历经数十年的发展和技术进步，目前烧结钕铁硼永磁材料的性能已大大好于以往。但是，如何实现既能高效制备高矫顽力、高磁能积的“双高”烧结钕铁硼永磁材料，又便于实现批量化生产控制，仍然是一个尚未得到很好解决的工艺技术难题。

其中，中国发明专利（发明专利号：CN111383808A）中讲述了一种采用双合金和晶界相添加技术制备高剩磁、高矫顽力钕铁硼磁体的制备方法，但该专利重点在于解决混合稀土生产的钕铁硼永磁材料的剩磁和矫顽力问题，它只是整个钕铁硼产业中的一个小门类，并且采用的是三种不同合金分别制粉之后再进行混合的办法，即含有混合稀土的钕铁硼、不含有混合稀土的钕铁硼、NdH₂+PrCu合金三者分别甩带、氢碎、制粉，之后混合均匀再压制成型、烧结、时效处理得到钕铁硼磁体。出于方案设计中必须具备含有混合稀土钕铁硼和不含有混合稀土钕铁硼这两种主要组成合金的局限，因此不适用于解决此门类之外的其它类型钕铁硼的性能问题。另外，此方法还存在以下问题：①将三种合金局限于甩带制成铸片，不适用于通过其它方法制得的合金，无法获得通过其它方法制成合金所形成的优势；②辅助合金仅仅为NdH₂+PrCu，可一定程度上提供低熔点物质，进而改善晶界相的结构，但其提高矫顽力的能力有限，且较难获得低回复磁导率的磁体，不适用于高磁能积磁体的制备；③在粉末阶段进行混合，混合要达到较为均匀的难度相对较大，工业化应用上必须依赖于较好的装备，以保证粉末不发生氧化而自燃，存在安全隐患；④没有进行基于实际成分的二次配比设计，实际成分可能发生偏离。