本發(fā)明涉及磁性材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種釹鐵硼磁體及其制備方法。
背景技術(shù)：
作為第三代稀土永磁材料的釹鐵硼稀土永磁材料，自從1983年由日本住友金屬和美國gm公司首先商品化開發(fā)以來，由于具有高剩磁、高矯頑力和高磁能積的特點，廣泛應(yīng)用于電力電子、通訊、信息、電機、交通運輸、辦公自動化、醫(yī)療器械、軍事等領(lǐng)域，并使一些小型、高度集成的高新技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用成為可能，如硬盤用音圈電機(vcm)，混合動力汽車(hev)，電動車等。要滿足以上市場需求，我們需要以更低的成本制備出同時具備高剩磁和高矯頑力的釹鐵硼磁體。
燒結(jié)釹鐵硼磁體主要由nd2fe14b,富nd相和富b相組成，其中nd2fe14b是磁性相，決定剩磁和磁能積，富nd相和磁體的微觀結(jié)構(gòu)決定磁體的矯頑力。從燒結(jié)釹鐵硼的反磁化機理來看，主要是反磁化疇在晶界處形核機制，磁性相的邊界結(jié)構(gòu)和物理特性對磁體的矯頑力具有重要的影響。(dy，tb)2fe14b的各向異性場高于nd2fe14b的各向異性場，因此添加重稀土元素dy和tb都能使磁體矯頑力大幅度增加，顯著提高釹鐵硼磁體的使用溫度。
現(xiàn)有的高性能燒結(jié)釹鐵硼磁體主要有兩種結(jié)構(gòu)。一種結(jié)構(gòu)的燒結(jié)釹鐵硼磁體內(nèi)，重稀土元素(dy和tb中的至少一種)在磁體內(nèi)部均勻分布，其結(jié)構(gòu)是通過在熔煉過程中直接加入重稀土元素后使重稀土元素在磁體內(nèi)均勻分布而實現(xiàn)，因此為獲得該結(jié)構(gòu)的燒結(jié)釹鐵硼磁體需要使用較多的重稀土元素，制備成本較高。在該磁體內(nèi)重稀土元素部分取代主相合金中的nd原子，磁體主相z軸方向的晶格常數(shù)變小，具有較高的各向異性場，矯頑力較高，但其飽和磁極化強度卻明顯降低，磁體的剩磁也隨之降低。在另一種結(jié)構(gòu)的燒結(jié)釹鐵硼磁體內(nèi)，重稀土元素(dy和tb中的至少一種)主要分布在磁體內(nèi)的晶界相附近，相對于第一種結(jié)構(gòu)的燒結(jié)釹鐵硼磁體其重稀土元素含量雖有減少，但減少的并不明顯。該燒結(jié)釹鐵硼磁體的結(jié)構(gòu)是通過雙合金工藝實現(xiàn)的，在雙合金工藝中，按主相正比成分熔煉合金，被稱為第一合金，再按富釹相和富硼相組成的晶界相的成分熔煉第二合金，第一合金和第二合金分別用真空速凝工藝熔煉，熔煉后按一定比例混合后制備燒結(jié)釹鐵硼磁體。為了保證該燒結(jié)釹鐵硼磁體具有較高的矯頑力，第二合金中包含重稀土元素dy和tb中的至少一種，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，第二合金擴散到第一合金主相內(nèi)，制備過程中重稀土元素仍需要使用較多，生產(chǎn)成本仍然較高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種釹鐵硼磁體及其制備方法，其采用兩種合金配方配粉的方法，能夠有效降低重稀土元素的使用量，從而降低生產(chǎn)成本，且能夠獲得高性能的釹鐵硼磁體。
為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了以下技術(shù)方案：
一種釹鐵硼磁體，由經(jīng)熔煉后的第一合金和第二合金混合后燒結(jié)而成；
其中，所述第一合金的成分的質(zhì)量百分比為：pr-ndxbydyzcux1cox2fe100-x-y-z-x1-x2，其中23≤x≤30，0.88≤y≤1.1，1≤z≤8，0.05≤x1≤0.2；0.05≤x2≤2；
所述第二合金的成分的質(zhì)量百分比為：pr-ndxbydyzcux1cox2fe100-x-y-z-x1-x2，其中29≤x≤33.5，0.88≤y≤1.1，0≤z≤3，0≤x1≤0.5，0≤x2≤2。
一種釹鐵硼磁體的制備方法中，主要包括以下步驟：
步驟1，分別配制第一合金和第二合金；
步驟2，將所述第一合金和第二合金分別進行熔煉，得到鋼錠或甩帶片；
步驟3，將所述鋼錠或甩帶片分別進行氫破碎，并將氫破碎后的第一合金和第二合金脫氫；
步驟4，將脫氫后的第一合金和第二合金進行中破碎，然后將中破碎后的粗粉充分混合，待混粗粉后分別經(jīng)過氣流磨，得到第一合金細粉和第二合金細粉；
步驟5，將所述第一合金細粉和第二合金細粉混合，并加入抗氧化劑，得到混后細粉；
步驟6，將所述混后細粉置于磁場中取向，并壓型成坯件；
步驟7，將所述坯件置于真空中燒結(jié)，燒結(jié)后采用二次回火熱處理，即得釹鐵硼磁體。
優(yōu)選的是，所述的釹鐵硼磁體的制備方法中，步驟3中對所述第一合金和第二合金進行脫氫時的溫度為500-580℃，脫氫的時間為4-5.5小時。
優(yōu)選的是，所述的釹鐵硼磁體的制備方法中，步驟4中混粗粉時加入潤滑劑，所述潤滑劑的加入量為合金粉末總重量的0.03％-0.5％，混料時間為100-150min。
優(yōu)選的是，所述的釹鐵硼磁體的制備方法中，步驟4中氣流磨后所述第一合金細粉和第二合金細粉的粉末粒度為3-5μm。
優(yōu)選的是，所述的釹鐵硼磁體的制備方法中，步驟5中抗氧化劑的加入量為合金粉末總重量的0.1-0.3％，混料時間為60-150min。
優(yōu)選的是，所述的釹鐵硼磁體的制備方法中，步驟6中磁場的強度為1.5-2t。
優(yōu)選的是，所述的釹鐵硼磁體的制備方法中，步驟7中燒結(jié)的溫度為1030-1070℃，保溫時間為8-12小時。
優(yōu)選的是，所述的釹鐵硼磁體的制備方法中，步驟7中二次回火熱處理的具體方法為：在870-920℃保溫3-5小時后氣淬至室溫，再升溫至460-540℃保溫3-5小時后氣淬至室溫。
本發(fā)明至少包括以下有益效果：
本發(fā)明中采用質(zhì)量百分比分別為pr-ndxbydyzcux1cox2fe100-x-y-z-x1-x2，其中23≤x≤30，0.88≤y≤1.1，1≤z≤8，0.05≤x1≤0.2；0.05≤x2≤2；pr-ndxbydyzcux1cox2fe100-x-y-z-x1-x2，其中29≤x≤33.5，0.88≤y≤1.1，0≤z≤3，0≤x1≤0.5，0≤x2≤2的配方配比出第一合金和第二合金，通過將含有dy元素較多的第一合金和含dy較少或者不含dy的第二合金熔煉后進行混合燒結(jié)而成，使得得到的釹鐵硼磁體的鏑含量顯著降低，從而降低了生產(chǎn)成本，且能夠獲得高剩磁、高矯頑力、高磁能積的高性能的釹鐵硼磁體。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
具體實施方式
下面對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
一種釹鐵硼磁體，由經(jīng)熔煉后的第一合金和第二合金混合后燒結(jié)而成；其中，所述第一合金的成分的質(zhì)量百分比為：pr-ndxbydyzcux1cox2fe100-x-y-z-x1-x2，其中23≤x≤30，0.88≤y≤1.1，1≤z≤8，0.05≤x1≤0.2；0.05≤x2≤2；所述第二合金的成分的質(zhì)量百分比為：pr-ndxbydyzcux1cox2fe100-x-y-z-x1-x2，其中29≤x≤33.5，0.88≤y≤1.1，0≤z≤3，0≤x1≤0.5，0≤x2≤2。
一種釹鐵硼磁體的制備方法主要包括以下步驟：
步驟1，按照上述成分的質(zhì)量百分比分別配制第一合金和第二合金。
步驟2，將所述第一合金和第二合金分別進行熔煉，得到鋼錠或甩帶片。
步驟3，將所述鋼錠或甩帶片分別進行氫破碎，并將氫破碎后的第一合金和第二合金脫氫。
步驟4，將脫氫后的第一合金和第二合金進行中破碎，然后將中破碎后的粗粉充分混合，待混粗粉后分別經(jīng)過氣流磨，得到第一合金細粉和第二合金細粉。經(jīng)過氣流磨后合金粉末粒度小，能夠使后續(xù)兩種合金粉末混合更加均勻。
步驟5，將所述第一合金細粉和第二合金細粉混合，并加入抗氧化劑，得到混后細粉。釹鐵硼磁體按照牌號分為n35、n38以及n42等多種，根據(jù)牌號不同，釹鐵硼磁體的各項性能指標也不相同，因而根據(jù)所需釹鐵硼磁體的性能，將第一合金細粉和第二合金細粉按照比例混合，用于制備后續(xù)需要的釹鐵硼磁體。
步驟6，將所述混后細粉置于磁場中取向，并壓型成坯件。
步驟7，將所述坯件置于真空中燒結(jié)，燒結(jié)后采用二次回火熱處理，即得釹鐵硼磁體。
對比例
1、配制合金，合金成分的質(zhì)量百分比為pr-nd29b1dy3cu0.15co1.2fe余；
2、將合金在1450℃下進行熔煉，得到甩帶片，然后分別在500℃下進行氫破碎，并對氫破碎后的合金粉末脫氫，脫氫時間5h±20min；
3、將脫氫處理后的合金粉末進行中破碎，然后將中破碎后的粗粉充分混合，混合時加入潤滑劑，潤滑劑的添加量為350ppm；
4、將合金粗粉末進行氣流磨，制備得到粉末粒度為3-5μm的細粉；
5、將合金細粉與抗氧化劑進行混合，抗氧化劑的添加量為1.5‰；
6、將混合均勻的粉末置于磁場中取向，壓型成22*30*15mm的坯件；
7、將壓型好的坯件置于真空中燒結(jié)，燒結(jié)溫度1037℃，保溫時間10h，燒結(jié)后采用二次回火900+500℃，得到釹鐵硼磁體。
實施例1
1、配制第一合金，第一合金成分的質(zhì)量百分比為pr-nd27.5b0.9dy4cu0.13co1.3fe余，配制第二合金，合金成分的質(zhì)量百分比為pr-nd33b0.89dy0.25cu0.2co1.5fe余；
2、將第一合金，第二合金分別在1450℃下進行熔煉，得到甩帶片，然后分別在500℃下進行氫破碎，并對氫破碎后的合金粉末脫氫，脫氫時間5h±20min；
3、將脫氫處理后的第一合金和第二合金分別進行中破碎；然后將中破碎后的粗粉充分混合，混合時加入潤滑劑，潤滑劑的添加量為350ppm；
4、將第一合金和第二合金粗粉末分別進行氣流磨，制備得到粉末粒度為3-5μm的第一合金細粉和第二合金細粉；
5、將第一合金細粉和第二合金細粉按1:1的比例混合2h，混合時加入抗氧化劑，添加量為1.5‰；
6、將混合均勻的粉末置于磁場中取向，壓型成22*30*15mm的坯件；
7、將壓型好的坯件置于真空中燒結(jié)，燒結(jié)溫度1035℃，保溫時間11h，燒結(jié)后采用二次回火900+510℃，得到釹鐵硼磁體。
實施例2
1、配制第一合金，第一合金成分的質(zhì)量百分比為pr-nd27.5b0.9dy4cu0.13co1.3fe余，配制第二合金，合金成分的質(zhì)量百分比為pr-nd33b0.89dy0.25cu0.2co1.5fe余；
2、將第一合金，第二合金分別在1450℃下進行熔煉，得到甩帶片，然后分別在500℃下進行氫破碎，并對氫破碎后的合金粉末脫氫，脫氫時間5h±20min；
3、將脫氫處理后的第一合金和第二合金分別進行中破碎；然后將中破碎后的粗粉充分混合，混合時加入潤滑劑，潤滑劑的添加量為350ppm；
4、將第一合金和第二合金粗粉末分別進行氣流磨，制備得到粉末粒度為3-5μm的第一合金細粉和第二合金細粉；
5、將第一合金細粉和第二合金細粉按3:4的比例混合2h，混合時加入抗氧化劑，添加量為1.5‰；
6、將混合均勻的粉末置于磁場中取向，壓型成22*30*15mm的坯件；
7、將壓型好的坯件置于真空中燒結(jié)，燒結(jié)溫度1033℃，保溫時間11h，燒結(jié)后采用二次回火900+500℃，得到釹鐵硼磁體。
實施例3
1、配制第一合金，第一合金成分的質(zhì)量百分比為pr-nd27.5b0.9dy4cu0.13co1.3fe余，配制第二合金，合金成分的質(zhì)量百分比為pr-nd33b0.89dy0.25cu0.2co1.5fe余；
2、將第一合金，第二合金分別在1450℃下進行熔煉，得到甩帶片，然后分別在500℃下進行氫破碎，并對氫破碎后的合金粉末脫氫，脫氫時間5h±20min；
3、將脫氫處理后的第一合金和第二合金分別進行中破碎；然后混粗粉，混合時加入潤滑劑，潤滑劑的添加量為350ppm；
4、將第一合金和第二合金粗粉末分別進行氣流磨，制備得到粉末粒度為3-5μm的第一合金細粉和第二合金細粉；
5、將第一合金細粉和第二合金細粉按4:3的比例混合2h，混合時加入抗氧化劑，添加量為1.5‰；
6、將混合均勻的粉末置于磁場中取向，壓型成22*30*15mm的坯件；
7、將壓型好的坯件置于真空中燒結(jié)，燒結(jié)溫度1040℃，保溫時間11h，燒結(jié)后采用二次回火900+520℃，得到釹鐵硼磁體。
實施例4
1、配制第一合金，第一合金成分的質(zhì)量百分比為pr-nd29b0.89dy3cu0.12co1.3fe余，配制第二合金，合金成分的質(zhì)量百分比為pr-nd31b0.88dy1.2cu0.1co1fe余；
2、將第一合金，第二合金分別在1450℃下進行熔煉，得到甩帶片，然后分別在500℃下進行氫破碎，并對氫破碎后的合金粉末脫氫，脫氫時間5h±20min；
3、將脫氫處理后的第一合金和第二合金分別進行中破碎；然后混粗粉，混合時加入潤滑劑，潤滑劑的添加量為350ppm；
4、將第一合金和第二合金粗粉末分別進行氣流磨，制備得到粉末粒度為3-5μm的第一合金細粉和第二合金細粉；
5、將第一合金細粉和第二合金細粉按4:3的比例混合2h，混合時加入抗氧化劑，添加量為1.5‰；
6、將混合均勻的粉末置于磁場中取向，壓型成22*30*15mm的坯件；
7、將壓型好的坯件置于真空中燒結(jié)，燒結(jié)溫度1040℃，保溫時間12h，燒結(jié)后采用二次回火900+510℃，得到釹鐵硼磁體。
實施例5
1、配制第一合金，第一合金成分的質(zhì)量百分比為pr-nd29b0.89dy3cu0.12co1.3fe余，配制第二合金，合金成分的質(zhì)量百分比為pr-nd31b0.88dy1.2cu0.1co1fe余；
2、將第一合金，第二合金分別在1450℃下進行熔煉，得到甩帶片，然后分別在500℃下進行氫破碎，并對氫破碎后的合金粉末脫氫，脫氫時間5h±20min；
3、將脫氫處理后的第一合金和第二合金分別進行中破碎；然后混粗粉，混合時加入潤滑劑，潤滑劑的添加量為350ppm；
4、將第一合金和第二合金粗粉末分別進行氣流磨，制備得到粉末粒度為3-5μm的第一合金細粉和第二合金細粉；
5、將第一合金細粉和第二合金細粉按1:1的比例混合2h，混合時加入抗氧化劑，添加量為1.5‰；
6、將混合均勻的粉末置于磁場中取向，壓型成22*30*15mm的坯件；
7、將壓型好的坯件置于真空中燒結(jié)，燒結(jié)溫度1040℃，保溫時間12h，燒結(jié)后采用二次回火900+500℃，得到釹鐵硼磁體。
對比例和實施例的三種混粉比例的合金成分的質(zhì)量百分比對比如表1所示。
表1合金成分的質(zhì)量百分比對比表
釹鐵硼磁體的磁性能檢測如表2所示。
表2釹鐵硼磁體的磁性能對比表
由表2可知，采用本發(fā)明所述的第一合金和第二合金配粉方法，將第一合金和第二合金按照不同的比例混合后制備的釹鐵硼磁體，較之對比例未做混合制成的釹鐵硼磁體，其剩磁、內(nèi)稟矯頑力等各項性能都有所提高，其由表1可知，且有效地降低了鏑的含量，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)。