CN110853856B - 一种高矫顽力含铈磁体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高矫顽力含铈磁体的制备方法，该方法包括：调配所述含Ce主合金的原材料；调配所述晶界优化辅合金的原材料；将所述含Ce主合金的原材料、所述晶界优化辅合金的原材料分别进行真空熔炼和速凝甩带处理，得到含Ce主合金速凝薄片和界优化辅合金速凝薄片；将所述含Ce主合金速凝薄片和所述晶界优化辅合金速凝薄片按1:x的重量比混合，之后进行氢破处理和气流磨处理，得到混合粉末，向所述混合粉末中加入润滑剂，进行混合，得到混合料；对所述混合料进行磁场取向压型，并冷等静压，得到生坯；将所述生坯进行烧结，随后进行回火热处理，得到含铈磁体。本发明有效简化了制备工序，而且可有效降低辅合金被氧化的风险。

Description

一种高矫顽力含铈磁体及其制备方法
技术领域
本发明属于稀土永磁体制备领域，具体涉及一种高矫顽力含铈磁体及其制备方法。
背景技术
烧结钕铁硼磁体同时具备高磁能积、高矫顽力的特点，在电子产品、风力发电、新能源汽车、工业电机等领域均有广泛应用。在烧结钕铁硼磁体中，镨、钕、镝、铽等稀土是至关重要且不可替代的核心原材料。中国虽然是世界上最大的稀土矿所有国，但是由于供应着全世界90％以上的稀土原材料需求量，给国家的稀土资源可持续开发带来巨大压力和风险。内蒙古白云鄂博矿是世界上最大氟碳铈稀土矿，也是我国最大的稀土原材料生产基地。在白云鄂博矿的稀土资源由28at.％La、52at.％Ce、5.1at.％Pr、14.7at.％Nd组成。由于稀土矿中镧、铈、镨、钕是相互共生的状态，在开采利用稀土永磁用Pr、Nd元素的过程中，同时会开采出大量的La和Ce，而高丰度的La、Ce只能有很少一部分应用于其他领域，导致La、Ce大量囤积。如果能在烧结稀土永磁体中使用La、Ce等元素，既能够显著降低成本，又有利于稀土的产销平衡。
但是，Ce元素的形成的2:14:1化合物的磁性能较之Pr、Nd的2:14:1有较大差别，根据非专利文献1[J.F.Herbst,“R2Fe14B materials:Intrinsic properties andtechnological aspects,”Rev.Mod.Phys.Vol.63,Issue 4,199,pp.819-898]中所示，Ce化合物的Ms是Nd化合物的73％，但前者的各向异性场Ha是后者的36％。传统的单合金工艺将Ce元素以直接熔炼的方式添加，会导致磁体的磁性能，尤其是矫顽力急剧下降。专利文献1[CN 102800454B]、专利文献2[CN 105225781B]等提供了制备出同时具有含高Ce主相和低Ce主相并将双主相一同烧结的方法，有效提高了含Ce磁体的磁性能，然而，随着磁体中Ce添加量的增加，通过这种两种主相混合的方法对磁体矫顽力的改善作用是相对有限的。此外，现有技术中也通过添加晶界改性辅合金的方式改善磁性能或耐蚀性能。目前的晶界改性辅合金的添加方法主要是将主辅合金速凝薄片单独用气流磨或球磨的方式制成细小的粉末后，再将二者进行混合制备磁体的。然而，在工程化批量生产过程中，高稀土含量的辅合金被制备成4μm以下的细粉之后，极易发生氧化，很难长时间保存，在保存过程中若空气隔离不当，甚至有可能发生火灾事故。在辅合金发生氧化之后再同主合金混合，就无法起到晶界改性作用，更无法提升磁性能。因此，急需一种适合工业化批量生产、安全可靠、工艺简单的含铈磁体的制备方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足及缺陷，本发明的目的之一在于提供一种高矫顽力含铈磁体的制备方法，该方法使含铈烧结磁体在较高Ce含量水平下仍具备较高矫顽力，而且能够在工程化批量生产中能保证矫顽力稳定改善。
本发明的目的之二在于提供一种高矫顽力含铈磁体。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种高矫顽力含铈磁体的制备方法，包括：
步骤一：按照含Ce主合金的成分调配所述含Ce主合金的原材料，所述含Ce主合金的成分为(Pr,Nd)aR1bCecM1dFe100-a-b-c-d-eBe，其中R1为Y、Sm、Gd、Ho、Tb、Dy中的一种或几种，Ce为铈元素，Pr为镨元素，Nd为钕元素，M1为Al、Ti、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb之中的一种或几种，B为硼元素；a、b、c、d、e是对应元素的质量百分比，0≤a＜34，0≤b≤15，0＜c≤34，0＜d＜10，0.5＜e＜2，28≤a+b+c≤35，60≤100-a-b-c-d-e≤70；其中(Pr,Nd)a表示Pr和Nd的质量百分比之和为a；
步骤二：按照晶界优化辅合金的成分调配所述晶界优化辅合金的原材料，所述晶界优化辅合金的成分为R2fM2g，其中R2为Pr、Nd、Ho、Tb、Dy中的一种或多种，M2为Al、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga中的一种或多种；其中0＜f≤100，0≤g＜100，f+g＝100，f、g是对应元素的质量百分比；
步骤三：将所述含Ce主合金的原材料、所述晶界优化辅合金的原材料分别进行真空熔炼和速凝甩带处理，得到含Ce主合金速凝薄片和晶界优化辅合金速凝薄片；
步骤四：将所述含Ce主合金速凝薄片和所述晶界优化辅合金速凝薄片按1:x的重量比混合，得到混合合金速凝薄片，之后进行氢破处理和气流磨处理，得到混合粉末，向所述混合粉末中加入润滑剂，进行混合，得到混合料；
步骤五：在保护气氛下，对所述混合料进行磁场取向压型，并进行真空封装，随后进行冷等静压，得到生坯；
步骤六：将所述生坯在保护气氛下拆除真空封装，之后进行烧结，随后进行回火热处理，得到含铈磁体。
在上述高矫顽力含铈磁体的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤一中，所述含Ce主合金的成分为(Pr,Nd)aR1bCecM1dFe100-a-b-c-d-eBe，其中R1为Gd、Ho中的一种或几种，Ce表示铈元素，Pr表示镨元素，Nd表示钕元素，M1表示Al、Co、Cu、Zr、Nb之中的一种或几种，B表示硼元素；a、b、c、d、e是对应元素的质量百分比，优选地，18≤a＜34，0≤b≤5，0＜c≤12，0＜d≤4，0.5＜e≤1.5，30≤a+b+c≤34，60≤100-a-b-c-d-e≤70(比如所述含Ce主合金的成分为Pr5Nd17Ho3Ce6FebalCo1B1Al0.5Cu0.2，Pr5Nd17Gd2Ce8FebalB1.05Al0.4Cu0.2或Pr6Nd19. 5Dy0.5Ce6FebalCo1B1Al0.25Cu0.15)。
在上述高矫顽力含铈磁体的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤二中，所述晶界优化辅合金的成分为R2fM2g，其中R2为Pr、Nd、Ho、Dy、Tb中的一种或多种，M2为Al、Fe、Co、Cu中的一种或多种；优选地，35≤f≤75，25≤g≤65，f+g＝100(比如所述晶界优化辅合金的成分为Ho40Fe50Al6Cu4、Pr15Nd45Fe40或Nd60Fe20Cu20)。
在上述高矫顽力含铈磁体的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤三中，所述含Ce主合金速凝薄片和晶界优化辅合金速凝薄片的厚度皆为0.1mm～0.4mm，从而保证在后续氢破处理过程中主、辅合金内部能够充分与氢气反应。
在上述高矫顽力含铈磁体的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤四中，0.01≤x＜0.2(例如0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16、0.18)。
在上述高矫顽力含铈磁体的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤四中，所述氢破处理的过程为：在氢气压力下使所述混合合金速凝薄片进行吸氢，之后进行脱氢处理；优选地，所述氢气压力为0.1Mpa～0.3Mpa，所述吸氢的时间为2h～5h，优选地，氢气压力为0.25-0.3Mpa，在本发明优选地氢破处理工艺条件下可以充分地保证主辅合金速凝薄片的破碎效果，从而使其满足后续气流磨的要求；优选地，所述脱氢的温度为400℃～600℃(例如420℃、440℃、450℃、480℃、500℃、520℃、540℃、560℃、580℃)，时间为3h～6h，优选地，所述脱氢的时间为4h～6h(例如4.5h、5h、5.5h)。
在上述高矫顽力含铈磁体的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤四中，所述气流磨的研磨压力为0.4MPa～0.7MPa，所述气流磨的系统氧含量为20ppm～300ppm(例如30ppm、50ppm、80ppm、100ppm、120ppm、150ppm、180ppm、200ppm、230ppm、260ppm、280ppm)。
在上述高矫顽力含铈磁体的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤四中，所述混合粉末的粒度为1～6μm，优选地，所述混合粉末的粒度为2.1μm～3.5μm(比如2.3μm、2.5μm、2.8μm、3.0μm、3.2μm)；优选地，所述润滑剂的加入量为2.0ml/kg～4.0ml/kg，优选地，所述混合的时间为0.1h～5h(例如0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h)。
在上述高矫顽力含铈磁体的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤五中，所述取向压型在氧含量小于50ppm的条件下进行(因为压型过程中粉末会较多地暴露在保护气体之中，因此保护气体中氧含量应尽可能地较低)，优选地，所述磁场强度为1.0T-3.0T(比如1.6T、1.8T、2.0T、2.4T或2.8T)。
在上述高矫顽力含铈磁体的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤五中，所述冷等静压的压力为120MPa-300MPa，保压时间为10s-60s。
在上述高矫顽力含铈磁体的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤六中，所述拆除真空封装的过程在氧含量小于500ppm的条件下进行，在此步骤中，粉末经过压型已经形成生坯，材料相对比较致密，基本只有最外层暴露在保护气氛中，因此氧含量小于500ppm即可。
在上述高矫顽力含铈磁体的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤六中，所述烧结的温度为950℃～1080℃(比如980℃、1000℃、1020℃、1050℃、1010℃、1020℃、1045℃、1060℃)，时间为1h～5h(2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h)，如果烧结温度过低则磁体烧不实，性能较低；如果烧结温度过高则磁体内部晶粒过大，会造成性能大幅下降，优选地，所述烧结在真空下(因为在1000度以上的高温下，只有真空才能保证烧结稳定)进行；优选地，所述真空的真空度为10-2Pa～10-4Pa；更优选地，所述烧结的温度为1000℃～1050℃(比如1010℃、1020℃、1045℃)；进一步优选地，所述烧结的温度为1035℃～1050℃(比如1042℃、1044℃、1046℃、1048℃)。
在上述高矫顽力含铈磁体的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤六中，所述回火热处理的温度为400℃～700℃(比如420℃、450℃、480℃、500℃、520℃、550℃、580℃、600℃、620℃、650℃、680℃)，时间为1h～6h(比如2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h)；优选地，所述回火热处理的温度为410℃～550℃(比如450℃、480℃、520℃)优选地，所述回火热处理在真空下进行；更优选地，所述真空的真空度为10-2Pa～10-4Pa。
一种采用上述方法制备的高矫顽力含铈磁体。
本申请通过将含有Ce的主相合金与稀土-过渡族金属辅合金配合制备出含铈磁体，其中，将两种合金共同氢破、制粉、压型后，在后续烧结的过程中，辅合金中的稀土元素与过渡族金属共同优化含Ce磁体的晶界结构，从而提高含铈磁体矫顽力。
在含铈合金的制备中，本领域技术人员通常认为辅合金的成分、微观结构以及延展性与主合金会有较大差异，这样会导致辅合金的氢破、气流磨或球磨工艺与主合金工艺有所差别，如果放在一起进行氢破和气流磨会不利于细粉的制备，从而无法实现对主合金磁性能的提升。现有技术中主辅合金细粉的制备都是分开进行的，分别采用适合自己的工艺进行制备，然后再进行细粉的混合，因此，针对辅合金的成分结构特点又针对性制定氢破和气流磨工艺，是晶界改性工艺的重要一环。然而本发明的发明人恰恰采用了一种相反的技术思路，发现了在恰当的工艺条件下，主辅合金薄带可以先混合随后一起进行氢破和气流磨，该工艺不仅简化了生产流程、还大大减少了粉末被氧化的可能性，而且增加了安全性，最重要的是，本发明的方法相对于单独制粉再混合工艺对磁性能的提升效果没有减弱甚至有所提高，特别是仍可提高Ce含量高的磁体的矫顽力。
本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
(1)本发明中晶界优化辅合金速凝薄片可以直接与含Ce主合金速凝薄片相混合，一起进行氢破、气流磨、压型、烧结及热处理，省去了辅合金的单独制粉、细粉混合工序，有效地简化了含Ce磁体制备工序，而且可有效降低高稀土含量的辅合金在制粉及混合过程中被氧化的风险。因为磁体制备的流程是：冶炼-氢气破碎-气流磨制粉-压型-烧结，其中氢气破碎后-到压型过程为止，合金一直处于粉末状态，是最容易氧化的阶段，此阶段中，粉末最好一直保持在封闭容器内为好。如果进行气流磨后再将粉末混合，则不可避免地涉及到粉末存储料罐之间的对接，粉末倾倒混合，而一旦对接口的气密性出现差错，就会导致粉末氧化，大幅降低最终磁性能。另外，保障粉末混合时的气密性又会增加技术难度、增加成本；因此本发明将辅合金与含Ce主合金速凝薄片相混合后一起进行氢破、气流磨的技术更加稳定、安全，且成本较低。
(2)本发明中提供的辅合金可有效地优化晶界结构，使晶界相更加均匀连续地包裹含Ce主相晶粒，有效抑制反磁化畴核心的形成，从而使得最终磁体在含有高含量Ce的情况下，仍能具有高矫顽力。
附图说明
为更清晰地描述本发明，此处结合附图对本发明进一步说明。其中：
图1为实施例1和对比例1制得的样品4πM-H曲线；
图2为扫描电镜背散射方式拍摄的对比例1(图2a)和实施例1(图2b)微观形貌像。
具体实施方式
为了突出表达本发明的目的、技术方案及优点，下面结合实施例对本发明进一步说明，示例通过本发明的解释方式表述而非限制本发明。本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
实施例1
1)将各种稀土及过渡族金属原材料配比成
Pr4Nd16Ce8Ho3FebalCo1Zr0.1B1的名义成分，用常规真空熔炼、速凝甩片工艺制备出厚度约为0.3mm的含Ce主合金速凝薄片；
2)用镨钕金属和铁原材料配比成Pr10Nd40Fe50的名义成分，用常规速凝甩片工艺制备出厚度约为0.3mm的晶界优化辅合金速凝薄片；
3)将含Ce主合金速凝薄片和晶界优化辅合金速凝薄片以1:0.06重量比例混合，一起进行氢破和气流磨处理，得到平均粒度为2.8μm的混合粉末；其中，氢破处理具体为：在0.25MPa氢气压力下使混合的合金速凝薄片吸氢3h，之后在580℃的温度下进行4h的脱氢处理；气流磨处理的研磨压力为0.6MPa，气流磨系统氧含量为50ppm；之后以2ml/kg的比例加入润滑剂，混合1h，得到混合料；
4)在氮气气氛保护下，对混合料进行磁场取向压型，取向磁场为2T，并进行真空封装(真空封装可使得后续等静压和装炉过程中，材料不和外部液体、空气直接接触)，随后在200MPa的压力下进行30s冷等静压，得到生坯；
5)将真空封装的生坯装载至真空烧结炉的保护进料手套箱，先在氮气气氛的保护下拆除真空封装，后续将生坯在1040℃的温度下烧结3h，然后在490℃下热处理3h，得到成分为Pr4.4Nd17.6Ce7.6Ho2.9FebalCo1Zr0.1B1的含Ce磁体；
6)对含Ce磁体(测试方法为本领域常规方式)进行测试，磁体的磁性能为Br:11.4kGs，Hcj:17.1kOe，(BH)max:31.9MGOe。
实施例2
1)将各种稀土及过渡族金属原材料配比成
Pr3Nd16Ce10Gd2FebalCo1Nb0.3B1的名义成分，用常规真空熔炼、速凝甩片工艺制备出厚度约为0.3mm的含Ce主合金速凝薄片；
2)将原材料配比成Pr20Nd60Cu20的名义成分，用常规速凝甩片工艺制备出厚度约为0.3mm的晶界优化辅合金速凝薄片；
3)将含Ce主合金速凝薄片和晶界优化辅合金速凝薄片以1:0.04重量比例混合，一起进行氢破和气流磨处理，得到平均粒度为2.6μm的混合粉末；其中，氢破处理具体为：在0.0.3Mpa氢气压力下使混合的合金速凝薄片吸氢4h，之后在530℃的温度下进行4h的脱氢处理；气流磨处理的研磨压力为0.6MPa，气流磨系统氧含量为50ppm；之后加入3ml/kg润滑剂，混合1h，得到混合料；
4)在氮气气氛保护下，对混合料进行磁场取向压型，取向磁场为2T，之后进行真空封装，随后在220MPa的压力下进行冷等静压30s，得到生坯；
5)将真空封装的生坯装载至真空烧结炉的保护进料手套箱，先在氮气气氛的保护下拆除真空封装，后续将生坯在1038℃的温度下烧结3h，然后在490℃下热处理3h，得到成分为
Pr3.7Nd17.8Ce9.6Gd1.9FebalCu0.8Co1Nb0.3B1的含Ce磁体；
6)对含Ce磁体进行测试，磁体的磁性能为Br:11.8kGs，Hcj:13.4kOe，(BH)max:33.0MGOe。
实施例3
1)将各种稀土及过渡族金属原材料配比成
Pr5Nd20Ce6Al0.2Cu0.2FebalCo1Nb0.2B1的名义成分，用常规真空熔炼、速凝甩片工艺制备出厚度约为0.3mm的含Ce主合金速凝薄片；
2)将原材料配比成Ho56Fe14Cu30的名义成分，用常规速凝甩片工艺制备出厚度约为0.3mm的晶界优化辅合金速凝薄片；
3)将含Ce主合金速凝薄片和晶界优化辅合金速凝薄片以1:0.08重量比例混合，一起进行氢破和气流磨处理，得到平均粒度为3.0μm的混合粉末；其中，氢破处理具体为：在0.25Mpa氢气压力下使混合的合金速凝薄片吸氢5h，之后在530℃的温度下进行4h的脱氢处理；气流磨处理的研磨压力为0.6MPa，气流磨系统氧含量为50ppm；之后以2ml/kg的比例加入润滑剂，混合1h，得到混合料；
4)在氮气气氛保护下，对混合料进行磁场取向压型，取向磁场为2T，之后进行真空封装，随后在190MPa的压力下进行30s冷等静压，得到生坯；
5)将真空封装的生坯装载至真空烧结炉的保护进料手套箱，先在氮气气氛的保护下拆除真空封装，后续将生坯在1042℃的温度下烧结3h，然后在500℃下热处理3h，得到成分为
Pr4.5Nd18.4Ce5.4Ho0.4Al0.2Cu0.2FebalCo0.9Nb0.2B0.9的含Ce磁体；
6)对含Ce磁体进行测试，磁体的磁性能为Br:12.8kGs，Hcj:16.7kOe，(BH)max:39.3MGOe。
实施例4
1)将各种稀土及过渡族金属原材料配比成
Pr3Nd12Ce12Gd1Ho3Al0.2FebalCo1Nb0.3B1的名义成分，用常规真空熔炼、速凝甩片工艺制备出厚度约为0.3mm的含Ce主合金速凝薄片；
2)将原材料配比成Nd20Ho40Fe40的名义成分，用常规速凝甩片工艺制备出厚度为0.3mm的晶界优化辅合金速凝薄片；
3)将含Ce主合金速凝薄片和晶界优化辅合金速凝薄片以1:0.06重量比例混合，一起进行氢破和气流磨处理，得到平均粒度为2.7μm的混合粉末；其中，氢破处理具体为：在0.3Mpa氢气压力下使混合的合金速凝薄片吸氢4h，之后在580℃的温度下进行4h的脱氢处理；气流磨处理的研磨压力为0.6MPa，气流磨系统氧含量为50ppm；之后以2ml/kg的比例加入2ml/kg润滑剂，混合1h，得到混合料；
4)在氮气气氛保护下，对混合料进行磁场取向压型，取向磁场为2T，之后进行真空封装，随后在200MPa的压力下进行30s冷等静压，得到生坯；
5)将真空封装的生坯装载至真空烧结炉的保护进料手套箱，先在氮气气氛的保护下拆除真空封装，后续将生坯在1045℃的温度下烧结3h，然后在500℃下热处理3h，得到成分为
Pr2.8Nd12.5Ce11.3Gd0.9Ho5.1Al0.2FebalCo0.9Nb0.3B0.9的含Ce磁体；
6)对含Ce磁体进行测试，磁体的磁性能为Br:11.0kGs，Hcj:15.6kOe，(BH)max:31.4MGOe。
对比例1
1)将各种稀土及过渡族金属原材料配比成
Pr4Nd16Ce8Ho3FebalCo1Zr0.1B1的名义成分，用常规真空熔炼、速凝甩片工艺制备出厚度约为0.3mm的含Ce主合金速凝薄片；
2)将含Ce主合金进行氢破和气流磨，脱氢温度为580℃，得到平均粒度为2.8μm的混合粉末；其中氢破和气流磨处理的其它工艺、以及润滑剂混合工艺与实施例1相同；
3)在氮气气氛保护下，对粉末进行磁场取向压型，取向磁场为2T，并进行真空封装，随后在200MPa的压力下进行冷等静压，得到生坯；
4)将真空封装的生坯装载至真空烧结炉的保护进料手套箱，先在氮气气氛的保护下拆除真空封装，后续将生坯在1040℃的温度下烧结3h，然后在490℃下热处理3h，得到(成分)含Ce磁体；
5)对含Ce磁体进行测试，磁体的磁性能为Br:11.6kGs，Hcj:15.2kOe，(BH)max:31.3MGOe。
实施例1和对比例1所制备的磁体4πM-H曲线如附图1，可见本申请添加晶界优化辅合金的方法，使磁体的矫顽力从15.2kOe提高至17.1kOe。
图2为在相同的烧结工艺条件下，对比例1(图2a)和实施例1(图2b)微观形貌像。通过对比明显可看出，添加晶界优化辅合金后晶界相更加均匀连续地包裹含Ce主相晶粒。
对比例2
1)将各种稀土及过渡族金属原材料配比成
Pr4.4Nd17.6Ce7.6Ho2.9FebalCo1Zr0.1B1的名义成分，其成分与实施例1中的最终磁体成分基本相同，随后用常规真空熔炼、速凝甩片工艺制备出对应厚度约为0.3mm的含Ce主合金速凝薄片；
2)将含Ce主合金进行氢破和气流磨，脱氢温度为580℃，得到平均粒度为2.8μm的混合粉末；其中氢破和气流磨处理的其它工艺、以及润滑剂混合工艺与实施例1相同；
3)在氮气气氛保护下，对粉末进行磁场取向压型，取向磁场为2T，并进行真空封装，随后在200MPa的压力下进行冷等静压，得到生坯；
4)将真空封装的生坯装载至真空烧结炉的保护进料手套箱，先在氮气气氛的保护下拆除真空封装，后续将生坯在1040℃的温度下烧结3h，然后在490℃下热处理3h，得到(成分)含Ce磁体；
5)磁体的磁性能为磁体的磁性能为Br:11.3kGs，Hcj:15.9kOe，(BH)max:31.2MGOe。
对比例3
1)将各种稀土及过渡族金属原材料配比成
Pr4Nd16Ce8Ho3FebalCo1Zr0.1B1的名义成分，用常规真空熔炼、速凝甩片工艺制备出厚度约为0.3mm的含Ce主合金速凝薄片；
2)用镨钕金属和铁原材料配比成Pr10Nd40Fe50的名义成分，用常规速凝甩片工艺制备出厚度约为0.3mm的晶界优化辅合金速凝薄片；
3)将含Ce主合金速凝薄片和晶界优化辅合金速凝薄片分别进行氢破和气流磨，得到平均粒度分别为2.8μm和2.7μm的主、辅合金粉末；其中，两种合金的氢破处理工艺均为：在0.15MPa氢气压力下使混合的合金速凝薄片吸氢2h，之后在580℃的温度下进行4h的脱氢处理；主、辅合金的气流磨处理的研磨压力均为0.6MPa，气流磨系统氧含量均为50ppm；然后将两种粉末以1:0.06重量比例混合，以2ml/kg的比例加入润滑剂，混合1h，得到混合料；
4)在氮气气氛保护下，对混合料进行磁场取向压型，取向磁场为2T，并进行真空封装(真空封装可使得后续等静压和装炉过程中，材料不和外部液体、空气直接接触)，随后在200MPa的压力下进行30s冷等静压，得到生坯；
5)将真空封装的生坯装载至真空烧结炉的保护进料手套箱，先在氮气气氛的保护下拆除真空封装，后续将生坯在1040℃的温度下烧结3h，然后在490℃下热处理3h，得到成分为Pr4.4Nd17.6Ce7.6Ho2.9FebalCo1Zr0.1B1的含Ce磁体；
6)对含Ce磁体(测试方法为本领域常规方式)进行测试，磁体的磁性能为Br:11.2kGs，Hcj:16.8kOe，(BH)max:31.7MGOe，和实施例1相比，磁性能各项指标略微降低。由此可知，本发明中将主、辅合金速凝薄片混合后一起进行氢破和气流磨制备磁体的方式同样可有效提升磁体矫顽力，甚至效果更理想。
对比例4
1)将各种稀土及过渡族金属原材料配比成
Pr4Nd16Ce8Ho3FebalCo1Zr0.1B1的名义成分，用常规真空熔炼、速凝甩片工艺制备出厚度约为0.3mm的含Ce主合金速凝薄片；
2)用镨钕金属和铁原材料配比成Pr10Nd40Fe50的名义成分，用常规速凝甩片工艺制备出厚度约为0.3mm的晶界优化辅合金速凝薄片；
3)将含Ce主合金速凝薄片和晶界优化辅合金速凝薄片以1:0.06重量比例混合，一起进行氢破和气流磨处理，得到平均粒度为2.8μm的混合粉末；其中，氢破处理具体为：在0.05MPa氢气压力下使混合的合金速凝薄片吸氢1h，之后在580℃的温度下进行4h的脱氢处理；
4)氢破后发现粉末中夹杂着较多未破碎的片状大颗粒，且大颗粒脆性较弱，无法进行气流磨制粉，流程中断。

Claims (22)

1.一种高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，包括：
步骤一：按照含Ce主合金的成分调配所述含Ce主合金的原材料，所述含Ce主合金的成分为(Pr,Nd)aR1bCecM1dFe100-a-b-c-d-eBe，其中R1为Gd、Ho中的一种或几种，Ce表示铈元素，Pr表示镨元素，Nd表示钕元素，M1表示Al、Co、Cu、Zr、Nb之中的一种或几种，B表示硼元素；a、b、c、d、e是对应元素的质量百分比，18≤a＜34，0≤b≤5，0＜c≤12，0＜d≤4，0.5＜e≤1.5，30≤a+b+c≤34，60≤100-a-b-c-d-e≤70；其中(Pr,Nd)a表示Pr和Nd的质量百分比之和为a；
步骤二：按照晶界优化辅合金的成分调配所述晶界优化辅合金的原材料，所述晶界优化辅合金的成分为R2fM2g，其中R2为Pr、Nd、Ho、Tb、Dy中的一种或多种，M2为Al、Fe、Co、Cu中的一种或多种；35≤f≤75，25≤g≤65，f+g＝100；f、g是对应元素的质量百分比；
步骤三：将所述含Ce主合金的原材料、所述晶界优化辅合金的原材料分别进行真空熔炼和速凝甩带处理，得到含Ce主合金速凝薄片和晶界优化辅合金速凝薄片；
步骤四：将所述含Ce主合金速凝薄片和所述晶界优化辅合金速凝薄片按1:x的重量比混合，得到混合合金速凝薄片，之后进行氢破处理和气流磨处理，得到混合粉末，向所述混合粉末中加入润滑剂，进行混合，得到混合料；所述氢破处理的过程为：在氢气压力下使所述混合合金速凝薄片进行吸氢，之后进行脱氢处理；所述氢气压力为0.1Mpa～0.3Mpa，所述吸氢的时间为2h～5h；所述脱氢的温度为400℃～600℃，时间为3h～6h；所述气流磨的研磨压力为0.4MPa～0.7MPa，所述气流磨的系统氧含量为20ppm～300ppm；
步骤五：在保护气氛下，对所述混合料进行磁场取向压型，并进行真空封装，随后进行冷等静压，得到生坯；
步骤六：将所述生坯在保护气氛下拆除真空封装，之后进行烧结，随后进行回火热处理，得到所述高矫顽力含铈磁体，所述回火热处理的温度为400℃～700℃。
2.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述含Ce主合金速凝薄片和晶界优化辅合金速凝薄片的厚度均为0.1mm～0.4mm。
3.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤四中，0.01≤x＜0.2。
4.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述氢气压力为0.25Mpa～0.3Mpa。
5.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，所述脱氢的时间为4h～6h。
6.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述混合粉末的粒度为1～6μm。
7.根据权利要求6所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述混合粉末的粒度为2.1μm～3.5μm。
8.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述混合的时间为0.1h～5h。
9.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤五中，所述取向压型在氧含量小于50ppm的条件下进行。
10.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤五中，所述磁场强度为1.0T-3.0T。
11.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤五中，所述冷等静压的压力为120MPa-300MPa，保压时间为10s-60s。
12.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，
在所述步骤六中，所述拆除真空封装在氧含量小于500ppm的条件下进行。
13.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤六中，所述烧结的温度为950℃～1080℃，时间为1h～5h。
14.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤六中，所述烧结在真空下进行。
15.根据权利要求14所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，所述真空的真空度为10-2Pa～10-4Pa。
16.根据权利要求13所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为1000℃～1050℃。
17.根据权利要求14所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，所述烧结温度为1035℃～1050℃。
18.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤六中，所述回火热处理的时间为1h～6h。
19.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，所述回火热处理的温度为410℃～550。
20.根据权利要求1所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，在所述步骤六中，所述回火热处理在真空下进行。
21.根据权利要求20所述的高矫顽力含铈磁体的制备方法，其特征在于，所述真空的真空度为10-2Pa～10-4Pa。
22.一种采用权利要求1-21中任一项所述方法制备的高矫顽力含铈磁体。
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