[发明专利]一种R-T-B类钕铁硼磁体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种R‑T‑B类钕铁硼磁体及其制备方法，所述磁体按质量比为100％计，所述磁体包含如下成分：27.0～35.0wt％的R，R为包括Nd的至少一种稀土元素；0.80～0.93wt％的B；0.1～0.50wt％的Cu；0.2‑0.5wt％的Ga；0～0.5wt％的M，M为Zr、Ti中的至少一种，且Cu、Ga和M的含量之和大于0.9倍的B的含量；0.1～1.5wt％的Al；余量为Fe、Co以及不可避免的杂质、且Fe占Fe、Co和杂质总含量的95wt％以上。本申请通过调整R，Cu，Ga，M元素的比例，且Cu、Ga和M的含量之和大于0.9倍的B的含量，在合金铸片制成粉末之前，对合金铸片进行750±50℃的保温处理，可在保证90vol％的主相前提下，能够在磁体晶界处形成体积分数40vol％以上的R‑Ga‑Cu‑M相，同时在一定程度上减少R‑T‑Ga相的存在，避免因R‑T‑Ga相较多，使磁体的Hcj降低。

技术领域

本发明属于稀土永磁材料领域，具体地，涉及一种R-T-B类钕铁硼磁体及其制备方法和应用。

背景技术

R-T-B系烧结磁铁(R是稀土类元素之中至少一种，必须含有Nd，T是过渡金属元素，必须含有Fe)以Nd₂Fe₁₄B型化合物作为主相，是目前永磁体中性能最高的磁体，以其优秀的磁性能，被广泛的应用于空调压缩机、风力发电以及汽车领域。

为了获得较高的Hcj，往往需要向磁体中添加大量的重稀土元素，例Dy、Tb等，但随着重稀土元素的增加，磁体的残留磁通密度Br有明显的降低，因此，近年来通常采用晶界扩散的方式，在磁体表面涂覆一层重稀土元素化合物，使表面重稀土扩散至磁体内部，使主相晶粒的外壳部被重稀土元素磁化，在抑制Br降低的同时，提高磁体Hcj。

重稀土元素Dy、Tb等，由于产出限定，供给不稳定且价格昂贵等缺点，使综合成本提高，因此，不使用或者使用极少量的重稀土元素制备的高性能的R-T-B系烧结磁体受到关注。

WO2013/008756A将B含量限制在相对较少的范围内(4.5～6.2原子％的B)，选取Al、Ga、Cu中的一种及以上的金属元素M，可以生成R₂T₁₇相，确保R₂T₁₇相作为原料，生成过渡金属富集相R₆T₁₃M，进而用来减少重稀土的使用含量，且能提高R-T-B系烧结磁体的Hcj。

在JP1996264363A公报中说明，对薄带连铸法制备钕铁硼合金铸片进行800-1100℃的热处理，可以使合金铸片粉碎后的粒度分布得到改善，从而提高磁体的Hcj。但在该温度范围内处理后，合金铸片内部组织晶粒细化的优势也会消失了，进而造成磁体Hcj的降低。

CN110619984A中公开了一种低B含量的R-Fe-B系烧结磁铁，其通过降低B含量，会在晶粒中形成R-T-Ga相，但是R-T-Ga相同时具有若干磁性，当烧结钕铁硼磁体的晶粒中存在大量的R-T-Ga时，会妨碍Hcj的提高。为了将R-T-B系磁体中的R-T-Ga相生成量抑制的最低，通过调整R和B量，降低R₂T₁₇相的形成，将R量和Ga量设定在与R₂T₁₇相生成量最相应的范围，使晶界中形成较多的R-Ga相和R-Ga-Cu相，获得高Br和高Hcj的磁体。

CN106716571B中公开了R-T-B系烧结磁体的制造方法，其通过将磁体加热至730℃以上，1020℃以下的温度后，采用急冷的方式冷却，在进行加热至440℃-550℃的温度后能够抑制R-T-Ga相的生成，生成R-Ga-Cu相。但同时急冷会造成烧结磁体的断裂，影响磁体的性能。但在制备合金铸片时，特别是使用急冷辊甩带的薄带连铸法制备时，合金铸片中的Ga，M等元素分布不均，使Hcj较低。

发明内容