CN102903472A - 一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烧结钕铁硼磁体，由以下组分组成：R：29.5%~32.5%（重量百分比）；Fe：62.85%~67.54%（重量百分比）；B：0.96%~1.15%（重量百分比）；TM：2.0%~3.5%（重量百分比）；其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成或由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成，B表示硼，Fe表示铁，TM选自铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr元素中的一种或者几种；另外本发明还公开了一种烧结钕铁硼磁体制备方法，通过采用速凝片技术与成型预压工艺来制备烧结钕铁硼磁体；优点是可以最大限度地提高烧结钕铁硼磁体的最大磁能积和内禀矫顽力，保证生产的烧结钕铁硼磁体既具有高剩磁和高矫顽力，又具有较低的成本。
Description
技术领域
本发明涉及钕铁硼磁性材料，尤其是涉及一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法。
背景技术
钕铁硼作为第三代稀土永磁材料，具有高剩磁Br，高矫顽力HcJ和高最大磁能积(BH)max等特点。以钕、铁和硼为主要原料制备的烧结钕铁硼磁体以其优良的磁性能得到越来越多的应用，被广泛应用于核磁共振、计算机、混合动力汽车、各种电动机和风力发电机等领域。通常情况下，使用稀土镨Pr、钕Nd制作的烧结钕铁硼磁体，其矫顽力较低，耐反向磁场和高温的能力较差，较易失磁，只能应用在低反向磁场和温度不太高的环境中。而通过在磁体成分中添加重稀土元素镝Dy和/或铽Tb，可以有效地提高烧结钕铁硼磁体的矫顽力，烧结钕铁硼磁体的耐高温特性和耐反向磁场的能力随着镝Dy和铽Tb含量的增加而提高。但是重稀土元素镝Dy和铽Tb储备较少，其价格昂贵，从而导致具有高矫顽力的烧结钕铁硼磁体生产成本较高，限制了相关产业的发展。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种既具有高剩磁和高矫顽力，又具有较低成本的烧结钕铁硼磁体。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种烧结钕铁硼磁体，由以下组分组成：
R：29.5%~32.5%（重量百分比）；
Fe：62.85%~67.54%（重量百分比）；
B：0.96%~1.15%（重量百分比）；
TM：2.0%~3.5%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成或由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成，B表示硼，Fe表示铁，TM选自铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr元素中的一种或者几种。
当R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成时，所述的钕Nd和所述的镨Pr的含量占R的85%~100%（重量百分比），所述的钆Gd的含量占R的0~15%（重量百分比）；当R由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成时，所述的钕Nd和所述的镨Pr的含量占R的85%~100%（重量百分比），所述的钬Ho的含量占R的0~15%（重量百分比）。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种烧结钕铁硼磁体制备方法，该方法能够制备既具有高剩磁和高矫顽力，又具有较低成本的烧结钕铁硼磁体。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种烧结钕铁硼磁体制备方法，包括以下步骤：
①按照以下组分配置原料：
R：29.5%~32.5%（重量百分比）；
Fe：62.85%~67.54%（重量百分比）；
B：0.96%~1.15%（重量百分比）；
TM：2.0%~3.5%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成或由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成，B表示硼，Fe表示铁，TM选自铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr元素中的一种或者几种；
②将配置好的原料进行熔炼，得到厚度为0.2mm~0.6mm的速凝片；
③将熔炼得到的速凝片进行氢破碎，脱氢制得粒径范围为0.1mm~3mm的磁粉；
④将磁粉保护剂与磁粉按照每千克磁粉3ml~7ml磁粉保护剂的比例混合；
⑤将混合有磁粉保护剂的磁粉制备成粒径为3.0μm~3.8μm的细粉；
⑥在惰性气体保护氛围下，将细粉进行取向压制成型，得到烧结钕铁硼磁体生坯，其中取向压制成型过程采用成型预压工艺；
⑦将烧结钕铁硼磁体生坯先进行真空烧结，然后进行两级回火处理，得到烧结钕铁硼磁体毛坯；
⑧对烧结钕铁硼磁体毛坯进行后处理，得到烧结钕铁硼磁体。
当R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成时，所述的钕Nd和所述的镨Pr的含量占R的85%~100%（重量百分比），所述的钆Gd的含量占R的0~15%（重量百分比）；当R由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成时，所述的钕Nd和所述的镨Pr的含量占R的85%~100%（重量百分比），所述的钬Ho的含量占R的0~15%（重量百分比）。
所述的步骤②中制备速凝片的具体过程为：
②-1将配置好的原料放入真空电磁感应炉中，然后持续对真空电磁感应炉抽真空，当真空电磁感应炉中的真空度达到10-2pa以上时，启动加热装置对真空电磁感应炉进行预热，当真空电磁感应炉中温度达到700℃时，停止预热；
②-2当真空电磁感应炉中的真空度再次达到10-2pa以上时，停止对真空电磁感应炉抽真空，开始向真空电磁感应炉中充入高纯氩气，当真空电磁感应炉中氩气压力达到0.04MPa~0.08MPa后进行熔炼，熔炼温度控制在1400℃~1500℃，熔炼过程中氩气压力维持在0.04MPa~0.08MPa；
②-3当原料全部熔化后静置精炼2min~6min，在1400℃~1500℃温度下将熔化后的原料浇注到线性速度为2~4m/s的水冷铜滚轮上，制得厚度为0.2mm~0.6mm的速凝片。
所述的步骤⑤中将混合有磁粉保护剂的磁粉在气体压力为0.6MPa~0.8MPa高压下经气流磨制得粒径为3.0μm~3.8μm细粉颗粒。
所述的步骤⑥中成型预压工艺的具体步骤为：先在没有磁场的情况下将磁粉预压到密度为2.4~2.5g/cm3，再在磁场取向条件下将细粉压制成密度为4.0~4.2g/cm3，最后经过等静压处理得到烧结钕铁硼磁体生坯，取向磁场大小为15000Gs~25000Gs，等静压大小为200MPa。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过调整烧结钕铁硼磁体的各组分配比，使烧结钕铁硼磁体在不使用重稀土元素镝Dy和铽Tb的情况下，既具有高剩磁和高矫顽力，又具有较低成本；另外在采用速凝片技术与成型预压工艺来制备烧结钕铁硼磁体，可以最大限度地提高烧结钕铁硼磁体的最大磁能积和内禀矫顽力，在原料中不使用重稀土元素Dy和Tb时，使制备的烧结钕铁硼磁体既具有高剩磁和高矫顽力，又具有较低成本，本发明的烧结钕铁硼磁体的最大磁能积一般为32.5~40MGOe，内禀矫顽力一般为16.5~21kOe，与目前含有重稀土元素镝Dy和铽Tb的烧结钕铁硼磁体相比，其最大磁能积和内禀矫顽力差不多，但是成本节约约20%；
当R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成，钕Nd和镨Pr的含量占R的85%~100%（重量百分比），钆Gd的含量占R的0~15%（重量百分比）；或者当R由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成，钕Nd和镨Pr的含量占R的85%~100%（重量百分比），钬Ho的含量占R的0~15%（重量百分比）时，在保证烧结钕铁硼磁体的最大磁能积和内禀矫顽力较高的基础上，进一步降低了材料成本。
具体实施方式
以下结合实例对本发明作进一步详细描述。
本发明提供了一种烧结钕铁硼磁体，由以下组分组成：
R：29.5%~32.5%（重量百分比）；
Fe：62.85%~67.54%（重量百分比）；
B：0.96%~1.15%（重量百分比）；
TM：2.0%~3.5%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成或由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成，B表示硼，Fe表示铁，TM选自铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr元素中的一种或者几种。
实施例一：一种烧结钕铁硼磁体，由以下组分组成：
R：29.5%（重量百分比）；
Fe：67.54%（重量百分比）；
B：0.96%（重量百分比）；
TM：2.0%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成，B表示硼，Fe表示铁，TM由铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr混合而成；钕Nd和镨Pr的含量占R的85%（重量百分比），钆Gd的含量占R的15%（重量百分比）。
实施例二：一种烧结钕铁硼磁体，由以下组分组成：
R：32.5%（重量百分比）；
Fe：64.25%（重量百分比）；
B：1.05%（重量百分比）；
TM：2.2%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成，B表示硼，Fe表示铁，TM由铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr混合而成，钕Nd和镨Pr的含量占R的85%（重量百分比），钬Ho的含量占R的15%（重量百分比）。
实施例三：一种烧结钕铁硼磁体，由以下组分组成：
R：31%（重量百分比）；
Fe：64.9%（重量百分比）；
B：1.1%（重量百分比）；
TM：3%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd和镨Pr组成，B表示硼，Fe表示铁，TM由铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr组成。
实施例四：一种烧结钕铁硼磁体，由以下组分组成：
R：31.8%（重量百分比）；
Fe：64.2%（重量百分比）；
B：1%（重量百分比）；
TM：3%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成，B表示硼，Fe表示铁，TM由铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr混合而成；钕Nd和镨Pr的含量占R的95%（重量百分比），钆Gd的含量占R的5%（重量百分比）。
实施例五：一种烧结钕铁硼磁体，由以下组分组成：
R：32.5%（重量百分比）；
Fe：62.85%（重量百分比）；
B：1.15%（重量百分比）；
TM：3.5%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成，B表示硼，Fe表示铁，TM由铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr混合而成；钕Nd和镨Pr的含量占R的90%（重量百分比），钆Gd的含量占R的10%（重量百分比）。
本发明还提供了一种烧结钕铁硼磁体制备方法，包括以下步骤：
①按照以下组分配置原料：
R：29.5%~32.5%（重量百分比）；
Fe：62.85%~67.54%（重量百分比）；
B：0.96%~1.15%（重量百分比）；
TM：2.0%~3.5%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成或由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成，B表示硼，Fe表示铁，TM选自铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr元素中的一种或者几种；
②将配置好的原料进行熔炼，得到厚度为0.2mm~0.6mm的速凝片；
③将熔炼得到的速凝片进行氢破碎，脱氢制得粒径范围为0.1mm~3mm的磁粉；
④将磁粉保护剂与磁粉按照每千克磁粉3ml~7ml磁粉保护剂的比例混合；
⑤将混合有磁粉保护剂的磁粉制备成粒径为3.0μm~3.8μm的细粉；
⑥在惰性气体保护氛围下，将细粉进行取向压制成型，得到烧结钕铁硼磁体生坯，其中取向压制成型过程采用成型预压工艺；
⑦将烧结钕铁硼磁体生坯先进行真空烧结，然后进行两级回火处理，得到烧结钕铁硼磁体毛坯；
⑧对烧结钕铁硼磁体毛坯进行后处理，得到烧结钕铁硼磁体。
实施例一：一种烧结钕铁硼磁体制备方法，包括以下步骤：
①按照以下组分配置原料：
R：29.5%（重量百分比）；
Fe：67.54%（重量百分比）；
B：0.96%（重量百分比）；
TM：2.0%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成，B表示硼，Fe表示铁，TM由铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、锆Zr和镓Ga混合而成；钕Nd和镨Pr的含量占R的85%（重量百分比），钆Gd的含量占R的15%（重量百分比）；
②将配置好的原料进行熔炼，得到厚度为0.2mm~0.4mm的速凝片；制备速凝片的具体过程为：
②-1将配置好的原料放入真空电磁感应炉中，然后持续对真空电磁感应炉抽真空，当真空电磁感应炉中的真空度达到10-2pa以上时，启动加热装置对真空电磁感应炉进行预热，当真空电磁感应炉中温度达到700℃时，停止预热；
②-2当真空电磁感应炉中的真空度再次达到10-2pa以上时，停止对真空电磁感应炉抽真空，开始向真空电磁感应炉中充入高纯氩气，当真空电磁感应炉中氩气压力达到0.04MPa后进行熔炼，熔炼温度控制在1400℃，熔炼过程中氩气压力维持在0.04MPa；
②-3当原料全部熔化后静置精炼2min，在1400℃温度下将熔化后的原料浇注到线性速度为4m/s的水冷铜滚轮上，制得厚度为0.2mm~0.4mm的速凝片；
③将熔炼得到的速凝片进行氢破碎，脱氢制得粒径范围为0.1mm~3mm的磁粉；
④将磁粉保护剂与磁粉按照每千克磁粉3ml磁粉保护剂的比例混合；
⑤将混合有磁粉保护剂的磁粉在气体压力为0.8MPa高压下经气流磨制得粒径为3.0μm细粉颗粒；
⑥在惰性气体保护氛围下，将细粉进行取向压制成型，其中取向压制成型过程采用成型预压工艺，成型预压工艺的具体步骤为：先在没有磁场的情况下将磁粉预压到密度为2.0g/cm3，再在磁场取向条件下将细粉压制成密度为4.0g/cm3，最后经等静压处理得到烧结钕铁硼磁体生坯，取向磁场大小为15000Gs，等静压大小为200MPa；
⑦将烧结钕铁硼磁体生坯进行真空烧结，烧结温度为1060℃，烧结时间为4小时，然后将烧结钕铁硼磁体冷却后进行两级回火处理，得到烧结钕铁硼磁体毛坯；
⑧对烧结钕铁硼磁体毛坯进行后处理，得到烧结钕铁硼磁体。
采用NIM-2000稀土永磁标准测量装置对本实施例得到的烧结钕铁硼磁体进行测试，该烧结钕铁硼磁体的性能为剩磁Br为12.58kGs，矫顽力HcJ为18.2kOe和最大磁能积(BH)max为38.6MGOe。
实施例二：一种烧结钕铁硼磁体制备方法，包括以下步骤：
①按照以下组分配置原料：
R：32.5%（重量百分比）；
Fe：64.25%（重量百分比）；
B：1.05%（重量百分比）；
TM：2.2%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成，B表示硼，Fe表示铁，TM由铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr混合而成，钕Nd和镨Pr的含量占R的85%（重量百分比），钬Ho的含量占R的15%（重量百分比）；
②将配置好的原料进行熔炼，得到厚度为0.2mm~0.4mm的速凝片；制备速凝片的具体过程为：
②-1将配置好的原料放入真空电磁感应炉中，然后持续对真空电磁感应炉抽真空，当真空电磁感应炉中的真空度达到10-2pa以上时，启动加热装置对真空电磁感应炉进行预热，当真空电磁感应炉中温度达到700℃时，停止预热；
②-2当真空电磁感应炉中的真空度再次达到10-2pa以上时，停止对真空电磁感应炉抽真空，开始向真空电磁感应炉中充入高纯氩气，当真空电磁感应炉中氩气压力达到0.08MPa后进行熔炼，熔炼温度控制在1500℃，熔炼过程中氩气压力维持在0.08MPa；
②-3当原料全部熔化后静置精炼6min，在1500℃温度下将熔化后的原料浇注到线性速度为4m/s的水冷铜滚轮上，制得厚度为0.2mm~0.4mm的速凝片；
③将熔炼得到的速凝片进行氢破碎，脱氢制得粒径范围为0.2mm~0.6mm的磁粉；
④将磁粉保护剂与磁粉按照每千克磁粉7ml磁粉保护剂的比例混合；
⑤将混合有磁粉保护剂的磁粉在气体压力为0.6Mpa高压下经气流磨制得粒径为3.8μm细粉颗粒；
⑥在惰性气体保护氛围下，将细粉进行取向压制成型，其中取向压制成型过程采用成型预压工艺，具体步骤为：先在没有磁场的情况下将磁粉预压到密度为2.0g/cm3，再在磁场取向条件下将细粉压制成密度为4.5g/cm3，最后经等静压处理得到烧结钕铁硼磁体生坯，取向磁场大小为25000Gs，等静压大小为200MPa；
⑦将烧结钕铁硼磁体生坯进行真空烧结，烧结温度为1060℃，烧结时间为4小时，然后将烧结钕铁硼磁体冷却后进行两级回火处理，得到烧结钕铁硼磁体毛坯；
⑧对烧结钕铁硼磁体毛坯进行后处理，得到烧结钕铁硼磁体。
采用NIM-2000稀土永磁标准测量装置对本实施例得到的烧结钕铁硼磁体进行测试，该烧结钕铁硼磁体的性能为：剩磁Br为11.92kGs，矫顽力HcJ为20.02kOe和最大磁能积(BH)max为34.47MGOe。
实施例三：一种烧结钕铁硼磁体制备方法，包括以下步骤：
①按照以下组分配置原料：
R：31%（重量百分比）；
Fe：64.9%（重量百分比）；
B：1.1%（重量百分比）；
TM：3%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd和镨Pr组成，B表示硼，Fe表示铁，TM由铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr混合而成；
②将配置好的原料进行熔炼，得到厚度为0.3mm~0.6mm的速凝片；制备速凝片的具体过程为：
②-1将配置好的原料放入真空电磁感应炉中，然后持续对真空电磁感应炉抽真空，当真空电磁感应炉中的真空度达到10-2pa以上时，启动加热装置对真空电磁感应炉进行预热，当真空电磁感应炉中温度达到700℃时，停止预热；
②-2当真空电磁感应炉中的真空度再次达到10-2pa以上时，停止对真空电磁感应炉抽真空，开始向真空电磁感应炉中充入高纯氩气，当真空电磁感应炉中氩气压力达到0.05MPa后进行熔炼，熔炼温度控制在1450℃，熔炼过程中氩气压力维持在0.05MPa；
②-3当原料全部熔化后静置精炼4min，在1450℃温度下将熔化后的原料浇注到线性速度为3m/s的水冷铜滚轮上，制得厚度为0.3mm~0.6mm的速凝片；
③将熔炼得到的速凝片进行氢破碎，脱氢制得粒径范围为0.2mm~0.6mm的磁粉；
④将磁粉保护剂与磁粉按照每千克磁粉5ml磁粉保护剂的比例混合；
⑤将混合有磁粉保护剂的磁粉在气体压力为0.7MPa高压下经气流磨制得粒径为3.5μm细粉颗粒；
⑥在惰性气体保护氛围下，将细粉进行取向压制成型，其中取向压制成型过程采用成型预压工艺，具体过程为：先在没有磁场的情况下将磁粉预压到密度为2.0g/cm3，再在磁场取向条件下将细粉压制成密度为4.2g/cm3，最后经等静压处理得到烧结钕铁硼磁体生坯，取向磁场大小为15000Gs，等静压大小为200Mpa；
⑦将烧结钕铁硼磁体生坯进行真空烧结，烧结温度为1060℃，烧结时间为4小时，然后将烧结钕铁硼磁体冷却后进行两级回火处理，得到烧结钕铁硼磁体毛坯；
⑧对烧结钕铁硼磁体毛坯进行后处理，得到烧结钕铁硼磁体。
采用NIM-2000稀土永磁标准测量装置对本实施例得到的烧结钕铁硼磁体进行测试，该烧结钕铁硼磁体的性能为：剩磁Br为12.15kGs，矫顽力HcJ为16.58kOe和最大磁能积(BH)max为36.18MGOe。
实施例四：一种烧结钕铁硼磁体制备方法，包括以下步骤：
①按照以下组分配置原料：
R：31.8%（重量百分比）；
Fe：64.2%（重量百分比）；
B：1%（重量百分比）；
TM：3%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成，B表示硼，Fe表示铁，TM由铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr混合而成；钕Nd和镨Pr的含量占R的95%（重量百分比），钆Gd的含量占R的5%（重量百分比）；
②将配置好的原料进行熔炼，得到厚度为0.2mm~0.5mm的速凝片；制备速凝片的具体过程为：
②-1将配置好的原料放入真空电磁感应炉中，然后持续对真空电磁感应炉抽真空，当真空电磁感应炉中的真空度达到10-2pa以上时，启动加热装置对真空电磁感应炉进行预热，当真空电磁感应炉中温度达到700℃时，停止预热；
②-2当真空电磁感应炉中的真空度再次达到10-2pa以上时，停止对真空电磁感应炉抽真空，开始向真空电磁感应炉中充入高纯氩气，当真空电磁感应炉中氩气压力达到0.04MPa后进行熔炼，熔炼温度控制在1400℃，熔炼过程中氩气压力维持在0.04MPa；
②-3当原料全部熔化后静置精炼2min，在1400℃温度下将熔化后的原料浇注到线性速度为4m/s的水冷铜滚轮上，制得厚度为0.2mm~0.4mm的速凝片；
③将熔炼得到的速凝片进行氢破碎，脱氢制得粒径范围为0.2mm~0.6mm的磁粉；
④将磁粉保护剂与磁粉按照每千克磁粉3ml磁粉保护剂的比例混合；
⑤将混合有磁粉保护剂的磁粉在气体压力为0.8MPa高压下经气流磨制得粒径为3.0μm细粉颗粒；
⑥在惰性气体保护氛围下，将细粉进行取向压制成型，其中取向压制成型过程采用成型预压工艺，具体步骤为：先在没有磁场的情况下将磁粉预压到密度为2.5g/cm3，再在磁场取向条件下将细粉压制成密度为4.5g/cm3，最后经等静压处理得到烧结钕铁硼磁体生坯，取向磁场大小为15000Gs，等静压大小为200Mpa；
⑦将烧结钕铁硼磁体生坯进行真空烧结，烧结温度为1060℃，烧结时间为4小时，然后将烧结钕铁硼磁体冷却后进行两级回火处理，得到烧结钕铁硼磁体毛坯；
⑧对烧结钕铁硼磁体毛坯进行后处理，得到烧结钕铁硼磁体。
采用NIM-2000稀土永磁标准测量装置对本实施例得到的烧结钕铁硼磁体进行测试，该烧结钕铁硼磁体的性能为：剩磁Br为12.03kGs，矫顽力HcJ为17.3kOe和最大磁能积(BH)max为35.47MGOe。
实施例五：一种烧结钕铁硼磁体制备方法，包括以下步骤：
①按照以下组分配置原料：
R：32.5%（重量百分比）；
Fe：63.35%（重量百分比）；
B：1.15%（重量百分比）；
TM：3.0%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd和镨Pr组成，B表示硼，Fe表示铁，TM由铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr混合而成；
②将配置好的原料进行熔炼，得到厚度为0.4mm~0.6mm的速凝片；制备速凝片的具体过程为：
②-1将配置好的原料放入真空电磁感应炉中，然后持续对真空电磁感应炉抽真空，当真空电磁感应炉中的真空度达到10-2pa以上时，启动加热装置对真空电磁感应炉进行预热，当真空电磁感应炉中温度达到700℃时，停止预热；
②-2当真空电磁感应炉中的真空度再次达到10-2pa以上时，开始向真空电磁感应炉中充入高纯氩气，当真空电磁感应炉中氩气压力达到0.08MPa后进行熔炼，熔炼温度控制在1500℃，熔炼过程中氩气压力维持在0.08MPa；
②-3当原料全部熔化后静置精炼6min，在1500℃温度下将熔化后的原料浇注到线性速度为2m/s的水冷铜滚轮上，制得厚度为0.4mm~0.6mm的速凝片；
③将熔炼得到的速凝片进行氢破碎，脱氢制得粒径范围为0.1mm~3mm的磁粉；
④将磁粉保护剂与磁粉按照每千克磁粉7ml磁粉保护剂的比例混合；
⑤将混合有磁粉保护剂的磁粉在气体压力为0.6MPa高压下经气流磨制得粒径为3.8μm细粉颗粒；
⑥在惰性气体保护氛围下，将细粉进行取向压制成型，其中取向压制成型过程采用成型预压工艺，具体步骤为：先在没有磁场的情况下将磁粉预压到密度为2.4g/cm3，再在磁场取向条件下将细粉压制成密度为4.3g/cm3，最后经等静压处理得到烧结钕铁硼磁体生坯，取向磁场大小为25000Gs，等静压大小为200Mpa；
⑦将烧结钕铁硼磁体生坯进行真空烧结，烧结温度为1060℃，烧结时间为4小时，然后将烧结钕铁硼磁体冷却后进行两级回火处理，得到烧结钕铁硼磁体毛坯；
⑧对烧结钕铁硼磁体毛坯进行后处理，得到烧结钕铁硼磁体。
采用NIM-2000稀土永磁标准测量装置对本实施例得到的烧结钕铁硼磁体进行测试，该烧结钕铁硼磁体的性能为：剩磁Br为11.62kGs，矫顽力HcJ为16.5kOe和最大磁能积(BH)max为32.93MGOe。
实施例六：一种烧结钕铁硼磁体制备方法，包括以下步骤：
①按照以下组分配置原料：
R：30.5%（重量百分比）；
Fe：65.2%（重量百分比）；
B：1.10%（重量百分比）；
TM：3.2%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成，B表示硼，Fe表示铁，TM由镓Ga组成；钕Nd和镨Pr的含量占R的90%（重量百分比），钆Gd的含量占R的10%（重量百分比）；
②将配置好的原料进行熔炼，得到厚度为0.3mm~0.6mm的速凝片；制备速凝片的具体过程为：
②-1将配置好的原料放入真空电磁感应炉中，然后持续对真空电磁感应炉抽真空，当真空电磁感应炉中的真空度达到10-2pa以上时，启动加热装置对真空电磁感应炉进行预热，当真空电磁感应炉中温度达到700℃时，停止预热；
②-2当真空电磁感应炉中的真空度再次达到10-2pa以上时，停止对真空电磁感应炉抽真空，开始向真空电磁感应炉中充入高纯氩气，当真空电磁感应炉中氩气压力达到0.05MPa后进行熔炼，熔炼温度控制在1450℃，熔炼过程中氩气压力维持在0.05MPa；
②-3当原料全部熔化后静置精炼4min，在1450℃温度下将熔化后的原料浇注到线性速度为3m/s的水冷铜滚轮上，制得厚度为0.3mm~0.6mm的速凝片；
③将熔炼得到的速凝片进行氢破碎，脱氢制得粒径范围为0.1mm~3mm的磁粉；
④将磁粉保护剂与磁粉按照每千克磁粉5ml磁粉保护剂的比例混合；
⑤将混合有磁粉保护剂的磁粉在气体压力为0.7Mpa高压下经气流磨制得粒径为3.5μm细粉颗粒；
⑥在惰性气体保护氛围下，将细粉进行取向压制成型，其中取向压制成型过程采用成型预压工艺，具体过程为：先在没有磁场的情况下将磁粉预压到密度为2.0g/cm3，再在磁场取向条件下将细粉压制成密度为4.0g/cm3，最后经等静压处理得到烧结钕铁硼磁体生坯，取向磁场大小为15000Gs，等静压大小为200Mpa；
⑦将烧结钕铁硼磁体生坯进行真空烧结，烧结温度为1060℃，烧结时间为4小时，然后将烧结钕铁硼磁体冷却后进行两级回火处理，得到烧结钕铁硼磁体毛坯；
⑧对烧结钕铁硼磁体毛坯进行后处理，得到烧结钕铁硼磁体。
采用NIM-2000稀土永磁标准测量装置对本实施例得到的烧结钕铁硼磁体进行测试，该烧结钕铁硼磁体的性能为：剩磁Br为12.37kGs，矫顽力HcJ为18.05kOe和最大磁能积(BH)max为37.51MGOe。
实施例七：一种烧结钕铁硼磁体制备方法，包括以下步骤：
①按照以下组分配置原料：
R：32.5%（重量百分比）；
Fe：62.85%（重量百分比）；
B：1.15%（重量百分比）；
TM：3.5%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成，B表示硼，Fe表示铁，TM由铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr混合而成；钕Nd和镨Pr的含量占R的90%（重量百分比），钆Gd的含量占R的10%（重量百分比）；
②将配置好的原料进行熔炼，得到厚度为0.3mm~0.6mm的速凝片；制备速凝片的具体过程为：
②-1将配置好的原料放入真空电磁感应炉中，然后持续对真空电磁感应炉抽真空，当真空电磁感应炉中的真空度达到10-2pa以上时，启动加热装置对真空电磁感应炉进行预热，当真空电磁感应炉中温度达到700℃时，停止预热；
②-2当真空电磁感应炉中的真空度再次达到10-2pa以上时，停止对真空电磁感应炉抽真空，开始向真空电磁感应炉中充入高纯氩气，当真空电磁感应炉中氩气压力达到0.05MPa后进行熔炼，熔炼温度控制在1450℃，熔炼过程中氩气压力维持在0.05MPa；
②-3当原料全部熔化后静置精炼4min，在1450℃温度下将熔化后的原料浇注到线性速度为3m/s的水冷铜滚轮上，制得厚度为0.3mm~0.6mm的速凝片；
③将熔炼得到的速凝片进行氢破碎，脱氢制得粒径范围为0.1mm~3mm的磁粉；
④将磁粉保护剂与磁粉按照每千克磁粉5ml磁粉保护剂的比例混合；
⑤将混合有磁粉保护剂的磁粉在气体压力为0.7Mpa高压下经气流磨制得粒径为3.5μm细粉颗粒；
⑥在惰性气体保护氛围下，将细粉进行取向压制成型，其中取向压制成型过程采用成型预压工艺，具体过程为：先在没有磁场的情况下将磁粉预压到密度为2.0g/cm3，再在磁场取向条件下将细粉压制成密度为4.0g/cm3，最后经等静压处理得到烧结钕铁硼磁体生坯，取向磁场大小为15000Gs，等静压大小为200Mpa；
⑦将烧结钕铁硼磁体生坯进行真空烧结，烧结温度为1060℃，烧结时间为4小时，然后将烧结钕铁硼磁体冷却后进行两级回火处理，得到烧结钕铁硼磁体毛坯；
⑧对烧结钕铁硼磁体毛坯进行后处理，得到烧结钕铁硼磁体。
采用NIM-2000稀土永磁标准测量装置对本实施例得到的烧结钕铁硼磁体进行测试，该烧结钕铁硼磁体的性能为：剩磁Br为12.23kGs，矫顽力HcJ为18.35kOe和最大磁能积(BH)max为36.66MGOe。
本发明通过在目前常用的制备钕铁硼磁体的原料配方中添加少量钆Gd元素或是添加少量钬Ho元素，并调整钕铁硼磁体原料中各组分的含量配比，然后结合速凝片技术与成型预压工艺来制备钕铁硼磁体，在不使用重稀土元素镝Dy和铽Tb的情况下，制备得到具有高剩磁和高矫顽力的钕铁硼磁体，降低了钕铁硼磁体的成本。
Claims (7)
1.一种烧结钕铁硼磁体，其特征在于由以下组分组成：
R：29.5%~32.5%（重量百分比）；
Fe：62.85%~67.54%（重量百分比）；
B：0.96%~1.15%（重量百分比）；
TM：2.0%~3.5%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成或由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成，B表示硼，Fe表示铁，TM选自铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr元素中的一种或者几种。
2.根据权利要求1所述的一种烧结钕铁硼磁体，其特征在于当R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成时，所述的钕Nd和所述的镨Pr的含量占R的85%~100%（重量百分比），所述的钆Gd的含量占R的0~15%（重量百分比）；当R由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成时，所述的钕Nd和所述的镨Pr的含量占R的85%~100%（重量百分比），所述的钬Ho的含量占R的0~15%（重量百分比）。
3.一种烧结钕铁硼磁体制备方法，其特征在于包括以下步骤：
①按照以下组分配置原料：
R：29.5%~32.5%（重量百分比）；
Fe：62.85%~67.54%（重量百分比）；
B：0.96%~1.15%（重量百分比）；
TM：2.0%~3.5%（重量百分比）；
其中，R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成或由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成，B表示硼，Fe表示铁，TM选自铝Al、铌Nb、铜Cu、钴Co、镓Ga和锆Zr元素中的一种或者几种；
②将配置好的原料进行熔炼，得到厚度为0.2mm~0.6mm的速凝片；
③将熔炼得到的速凝片进行氢破碎，脱氢制得粒径范围为0.1mm~3mm的磁粉；
④将磁粉保护剂与磁粉按照每千克磁粉3ml~7ml磁粉保护剂的比例混合；
⑤将混合有磁粉保护剂的磁粉制备成粒径为3.0μm~3.8μm的细粉；
⑥在惰性气体保护氛围下，将细粉进行取向压制成型，得到烧结钕铁硼磁体生坯，其中取向压制成型过程采用成型预压工艺；
⑦将烧结钕铁硼磁体生坯先进行真空烧结，然后进行两级回火处理，得到烧结钕铁硼磁体毛坯；
⑧对烧结钕铁硼磁体毛坯进行后处理，得到烧结钕铁硼磁体。
4.根据权利要求3所述的一种烧结钕铁硼磁体制备方法，其特征在于当R由钕Nd、镨Pr和钆Gd组成时，所述的钕Nd和所述的镨Pr的含量占R的85%~100%（重量百分比），所述的钆Gd的含量占R的0~15%（重量百分比）；当R由钕Nd、镨Pr和钬Ho组成时，所述的钕Nd和所述的镨Pr的含量占R的85%~100%（重量百分比），所述的钬Ho的含量占R的0~15%（重量百分比）。
5.根据权利要求3或4所述的一种烧结钕铁硼磁体制备方法，其特征在于所述的步骤②中制备速凝片的具体过程为：
②-1将配置好的原料放入真空电磁感应炉中，然后持续对真空电磁感应炉抽真空，当真空电磁感应炉中的真空度达到10-2pa以上时，启动加热装置对真空电磁感应炉进行预热，当真空电磁感应炉中温度达到700℃时，停止预热；
②-2当真空电磁感应炉中的真空度再次达到10-2pa以上时，停止对真空电磁感应炉抽真空，开始向真空电磁感应炉中充入高纯氩气，当真空电磁感应炉中氩气压力达到0.04MPa~0.08MPa后进行熔炼，熔炼温度控制在1400℃-1500℃，熔炼过程中氩气压力维持在0.04MPa~0.08MPa；
②-3当原料全部熔化后静置精炼2-6min，在1400℃-1500℃温度下将熔化后的原料浇注到线性速度为2~4m/s的水冷铜滚轮上，制得厚度为0.2mm~0.6mm的速凝片。
6.根据权利要求5所述的一种烧结钕铁硼磁体制备方法，其特征在于所述的步骤⑤中将混合有磁粉保护剂的磁粉在气体压力为0.6MPa~0.8MPa高压下经气流磨制得粒径为3.0μm~3.8μm细粉颗粒。
7.根据权利要求5所述的一种烧结钕铁硼磁体制备方法，其特征在于所述的步骤⑥中成型预压工艺的具体过程为：先在没有磁场的情况下将磁粉预压到密度为2.4~2.5g/cm3，再在磁场取向条件下将细粉压制成密度为4.0~4.2g/cm3，最后经过等静压处理得到烧结钕铁硼磁体生坯，取向磁场大小为15000Gs~25000Gs，等静压大小为200MPa。
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