CN111462974B - 一种高性能双主相复合稀土永磁体材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高性能稀土永磁材料技术领域，具体涉及一种以双主相材料为基体通过烧结工艺制备的高性能双主相复合稀土永磁材料，并进一步公开其制备方法。本发明所述双主相复合永磁体材料是以(NdLa)2Fe14B和Ho2Fe14B为主相的双合金永磁体，且磁性较弱的Ho2Fe14B材料只富集在主相(NdLa)2Fe14B的周围，而不进入其主相中，利用含量高价格低的轻稀土Ho的加入，可以部分弥补轻稀土La导致永磁体内禀矫顽力恶化的缺陷，同时若磁性相存在减弱了主相磁性耦合作用，有效提高了复合永磁体的矫顽力等磁性能，同时提高了轻稀土La的利用效率以及其他高含量轻稀土材料的利用，有效降低了稀土永磁体的生产成本。
Description
技术领域
本发明属于稀土永磁材料技术领域，具体涉及一种以双主相材料为基体通过烧结工艺制备的高性能双主相复合稀土永磁体材料，并进一步公开其制备方法。
背景技术
以Nd2Fe14B为基体的Nd-Fe-B稀土永材料自1984年被发现以来，由于其具有优异的磁性能(较高的饱和磁化强度、较大的磁能积)已广泛应用于电机、微波通讯技术、控制器、仪表等领域。尤其是随着新能源技术的不断发展，Nd-Fe-B稀土永磁材料的需求量也逐年增大。以对于烧结Nd-Fe-B稀土永磁材料的需求量相对较大的新能源汽车为例，调研发现每辆汽车的发动机中至少需要90g的Nd-Fe-B材料，以现如今每年全球会有大约1亿辆汽车的生产量计算，这就导致了稀土Nd的供应量表现出严重的不足，进而导致了材料成本的提高。而其他成本较低的轻稀土材料，例如稀土La，虽然其总体含量较大，却未能有效的开发利用，这也造成了稀土资源利用的严重不均衡。
现有技术中不断尝试加大稀土La的应用并适当取代稀土Nd的应用，但研究也表明，La与FeB形成的La2Fe14B相较为不易，同时即使形成也由于其不稳定性而导致无法使用。为了改善其应用性能，必须将La不断的替代Nd进行固溶，并最终形成两相固溶体即(LaNd)2Fe14B相，这种相结构的产生会导致饱和磁化强度Js和磁晶各向异性场Ha的降低。
据研究表明，为提高Nd-Fe-B稀土永磁材料的综合性能，现有技术中尝试以单合金法直接通过熔炼的方式加入到Nd-Fe-B合金中，如Dy和Tb等元素，但一方面，Dy和Tb等稀土的含量并不丰富且价格较高；另外，单合金法直接熔炼的方式使得添加的其他性能较弱的轻稀土会直接进入到Nd2Fe14B的主相，并最终导致磁体的性能严重下降。可见，开发一种以含量高、成本低的轻稀土材料掺杂制备且具有较高矫顽力等磁体性能的永磁体材料具有积极的意义。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种高性能双主相复合稀土永磁体材料，所述稀土永磁体材料以(NdLa)2Fe14B和Ho2Fe14B为双主相基体材料制备，可以部分弥补轻稀土La的加入导致永磁体内禀矫顽力恶化的缺陷，同时可以提高其他轻稀土材料的利用，有效降低生产成本；
本发明所要解决的第二个技术问题在于提供上述高性能双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，所述方法使得Ho2Fe14B相材料可以富集在主相(NdLa)2Fe14B的周围，有助于提高所述双主相复合永磁体的矫顽力等磁体性能。
为解决上述技术问题，本发明所述的一种高性能双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)分别取平均化学式为Nd32-xLaxFebalCodAlyCuzZraGabBc的第一合金以及平均化学式为HoeFeBALAlyGabZraBc的第二合金，置于真空石英管中，并放入退火炉中进行退火处理，并在急冷后分别将合金材料进行甩带工艺处理，得到合金速凝片；其中，
所述第一合金的化学式中，各参数范围为：0.1≤x≤12、0.5≤y≤0.9、0.1≤z≤0.4、0.1≤d≤2、0.1≤a≤0.3、0.15≤b≤0.6、0.9≤c≤0.98；
所述第二合金的化学式中，各参数范围为：32≤e≤34、0.5≤y≤0.9、0.1≤a≤0.3、0.15≤b≤0.6、0.9≤c≤0.98；
(2)分别将得到的合金速凝片进行氢爆工艺处理，分别得到第一合金粉体和第二合金粉体；并分别所述第一合金粉体和第二合金粉体加入磁粉保护剂混匀，在高压条件下经气流磨制分别得到第一合金粉体颗粒和第二合金粉体颗粒；
(3)将得到的第一合金粉体颗粒和第二合金粉体颗粒混匀，置于磁场中进行等静压取向压型，得到压制坯体；
(4)将所得压制坯体进行高温真空烧结，并将烧结后的所述压制坯体淬火后进行退火处理，得到所需以(NdLa)2Fe14B和Ho2Fe14B为双主相的复合永磁体材料。
上述第一合金中，对于化学式Nd32-xLaxFebalCodAlyCuzZraGabBc，其表示，稀土Nd的质量百分比为(32-x)％(0.1≤x≤12)，轻稀土La的质量百分比为x(0.1≤x≤12)，Al的质量百分比为0.5-0.9％，Cu的质量百分比为0.1-0.4％，Zr的质量百分比为0.1-0.3％，Ga的质量百分比为0.15-0.6％，B的质量百分比为0.9-0.98％，Co的质量百分比为0.1-2％，剩余为Fe；
上述第二合金中，对于化学式HoeFeBALAlyGabZraBc，其表示，稀土Ho的质量百分比为32-34％，Al的质量百分比为0.5-0.9％，Zr的质量百分比为0.1-0.3％，Ga的质量百分比为0.15-0.6％，B的质量百分比为0.9-0.98％，剩余为Fe。
具体的，所述步骤(1)中，所述退火处理步骤具体包括：以3-5℃/min的速度升温至720-750℃后进行保温0.5-1小时，再以1-2℃/min的速度升温至780-800℃进行保温12-15天。
具体的，所述步骤(1)中，所述甩带工艺包括分别将所述第一合金和第二合金切碎后进行真空加热融化的步骤，以及分别将融化后的合金材料浇注到旋转铜辊上的步骤。
具体的，所述步骤(2)中：
所述氢爆工艺包括在常温下进行吸氢，并于520-550℃进行高温脱氢的步骤；
控制第一合金粉体和第二合金粉体的粒径为1-3mm。
具体的，所述步骤(2)中：
所述磁体保护剂包括硬脂酸锌；
所述磁体保护剂的添加量占所述第一合金粉体质量的0.15-0.2wt％，优选比例为0.18wt％；
所述磁体保护剂的添加量占所述第二合金粉体质量的0.15-0.2wt％，优选比例为0.18wt％；
控制所述第一合金粉体颗粒的粒径D50＝4.5±0.5μm，控制所述第二合金粉体颗粒的粒径D50＝3.2±0.2μm。
具体的，所述步骤(3)中：
控制所述第一合金粉体颗粒和所述第二合金粉体颗粒的质量比为80-95：5-20；
控制所述磁场的强度为1.5-2.0T；
控制所述等静压取向压型步骤的等静压为150-200Mpa。
具体的，所述步骤(4)中：
所述烧结步骤为1020-1080℃真空烧结；
所述退火步骤包括于850-950℃进行一级退火的步骤，以及于450-500℃进行二级退火的步骤。
具体的，所述双主相复合永磁体材料的制备方法，还包括真空熔炼制备所述第一合金和/或第二合金的步骤，具体包括：按照选定的成分和化学计量比，取Nd、La、Ho、Co、Fe、Al、Cu、Zr、B块体，进行相应质量配样后进行反复真空电弧熔炼的步骤。优选熔炼4-6次。
本发明还公开了由所述方法制备得到的高性能双主相复合稀土永磁体材料，具体的，所述稀土永磁体材料以(NdLa)2Fe14B和Ho2Fe14B为双主相合金材料。
本发明还公开了所述高性能双主相复合稀土永磁体材料在包括风力发电、新能源汽车的小驱动电机，家用电器、新能源材料领域的应用。
本发明所述双主相复合永磁体材料以是分别以分子式Nd32-xLaxFebalAl0.8Co0.5Cu0.3Zr0.25Ga0.5B0.95和Ho34FeBALAl0.8 Ga0.5Zr0.25B0.98的合金基体材料制备的以(NdLa)2Fe14B和Ho2Fe14B为主相的双合金永磁体，利用含量高价格低的轻稀土Ho的加入，可以部分弥补轻稀土La导致永磁体内禀矫顽力恶化的缺陷，同时提高了轻稀土La的利用效率以及其他高含量轻稀土材料的利用，有效降低了稀土永磁体的生产成本。
本发明所述双主相复合永磁体材料的制备方法，通过分别将合金原料速凝甩带工艺、气流磨等处理工艺得到粒径适宜的合金粉末，并在永磁体成型过程中，通过在磁场下进行取向压型处理，并进行优化真空高温烧结处理等工艺，制备的双主相(NdLa)2Fe14B-Ho2Fe14B复合永磁体材料中，磁性较弱的Ho2Fe14B材料只富集在主相(NdLa)2Fe14B的周围，而不进入其主相中，若磁性相存在减弱了主相磁性耦合作用，具有提高磁体矫顽力的效果，有效提高了复合永磁体的矫顽力等磁性能，最终为工业生产提供制备高饱和磁化强度和矫顽力永磁体的方法，具有重要的工业价值。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
图1为实施例1制得双主相复合永磁体材料的磁性能曲线；
图2为实施例1制得双主相复合稀土永磁体材料中各元素的分布图；
图3为实施例2制得双主相复合永磁体材料的磁性能曲线。
具体实施方式
本发明下述实施例中，在进行合金制备速凝片的步骤中，两种合金的速凝片的制备过程具体为以下所述：
分别将退火后的两种合金分别切成小块儿，放入带底部带有喷口的石英管中，将石英管放到熔体真空电磁感应加热炉中，通过机械泵、扩散泵及分子泵对炉体内进行真空处理，保持炉体内的真空度为1×10-3，通入氩气作为保护气体，启动旋转铜辊，使其速度在35-40m/s；
启动加热装置对石英管内部的样品分别进行加热融化，熔炼温度控制在1500-2000℃；
当石英管中的样品通过加热到熔点时，即熔融状态时，通过气压将样品石英管中的样品浇注到线速度为35-40m/s的旋转铜辊上，制得所需要的速凝片。
实施例1
本实施例所述双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)取纯度均为99.99％的Nd、La、Ho、Fe、Al、Cu、Zr、B、Co块体，按照化学式Nd30La2FebalAl0.8Co0.5Cu0.3Zr0.25Ga0.5B0.95(第一合金)和Ho34FeBALAl0.8 Ga0.5Zr0.25B0.98(第二合金)进行相应质量配样后，于非自耗真空电弧熔炼炉里反复熔炼6次，分别得到相应的第一合金和第二合金；
分别将上述获得的第一合金和第二合金置于真空石英管中，再放入退火炉中，以每分钟5℃的速度升为750℃后，保温0.5小时，再以每分钟2℃的速度升为800℃，保温15天，然后在水中进行急冷；
分别将急冷处理后的第一合金和第二合金按照前述甩带工艺进行加工，分别得到第一合金速凝片和第二合金速凝片，备用；
(2)分别将上述制备得到的第一合金速凝片和第二合金速凝片进行氢爆工艺处理，具体在常温下进行吸氢，并于540℃进行高温脱氢，分别得到粒径范围为1-3mm的第一合金粉体和第二合金粉体；
将得到的第一合金粉体加入磁粉保护剂(硬脂酸锌，占第一合金粉体0.18wt％)混匀，并置于气压约为1.2Mpa高压下经过气流磨制得粒径D50＝4.5um的第一合金粉末颗粒；
将得到的第二合金粉体加入磁粉保护剂(硬脂酸锌，占第二合金粉体0.18wt％)混匀，并置于气压约为1.2Mpa高压下经过气流磨制得粒径D50＝3.2um的第二合金粉末颗粒；
(3)按照95：5的质量比取上述第一合金粉末颗粒和第二合金粉末颗粒混匀，并将得到的混合粉末置于强度1.8T的磁场中取向压型，控制等静压为180Mpa压制得到密度为4.3g/cm3的合金坯体；
(4)将上述等静压后的合金坯体样品放入真空石英管中，置于1060℃进行真空烧结8h，并随之在冰水中进行淬火处理；随后将得到的磁体材料先后于900℃进行一级退火、于480℃进行二级退火2小时，得到所需双主相永磁体材料。
本实施例上述双主相复合稀土永磁体材料的磁性能曲线见附图1所示，磁体材料的矫顽力Hcj可达到18.72kOe，剩磁Br为12.35kGs，80℃矫顽力温度系数绝对值0.679％/℃。
矫顽力温度系数定义：(Hcj(80℃)-Hcj(20℃))/Hcj(20℃)/(80℃-20℃)*100％。可见，本实施例所述双主相复合稀土永磁体材料的磁体性能较好。
取本实施例制备的双主相复合稀土永磁体材料进行FE-EPMA检测，取永磁体材料对烧结磁铁的垂直取向面进行抛光，采用场发射电子探针显微分析仪(FE-EPMA)(日本电子株式会社(JEOL)，8530F)检测，主要分析的元素包括Ho、La、Nd，Ga，Al、Zr。
图2为本实施例制备的双主相复合稀土永磁体材料中各元素的分布图，由图2可知，Nd元素主要分布在主相中，晶界出也出现了部分的稀土，元素Ga、Zr也分布于主相和晶界相中；对于元素Ho我们可以清楚的看到，绝大部分分布于晶界处，有利于矫顽力的提高，同时剩磁不会有太大的变化，而轻稀土La在晶界处和主相中都存在，主要分布与晶界处，此为双主相的优势，形成的壳层结构有利于磁体性能的提高。
实施例2
本实施例所述双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)取纯度均为99.99％的Nd、La、Ho、Fe、Al、Cu、Zr、B、Co块体，按照化学式Nd31La1FebalAl0.8Co0.5Cu0.3Zr0.25Ga0.5B0.95(第一合金)和Ho34FeBALAl0.8 Ga0.5Zr0.25B0.98(第二合金)进行相应质量配样后，于非自耗真空电弧熔炼炉里反复熔炼6次，分别得到相应的第一合金和第二合金；
分别将上述获得的第一合金和第二合金置于真空石英管中，再放入退火炉中，以每分钟5℃的速度升为750℃后，保温0.5小时，再以每分钟2℃的速度升为800℃，保温15天，然后在水中进行急冷；
分别将急冷处理后的第一合金和第二合金按照前述甩带工艺进行加工，分别得到第一合金速凝片和第二合金速凝片，备用；
(2)分别将上述制备得到的第一合金速凝片和第二合金速凝片进行氢爆工艺处理，具体在常温下进行吸氢，并于530℃进行高温脱氢，分别得到粒径范围为1-3mm的第一合金粉体和第二合金粉体；
将得到的第一合金粉体加入磁粉保护剂(硬脂酸锌，0.18wt％)混匀，并置于气压约为1.2Mpa高压下经过气流磨制得粒径D50＝4.5um的第一合金粉末颗粒；
将得到的第二合金粉体加入磁粉保护剂(硬脂酸锌，0.18wt％)混匀，并置于气压约为1.2Mpa高压下经过气流磨制得粒径D50＝3.2um的第二合金粉末颗粒；
(3)按照80：20的质量比取上述第一合金粉末颗粒和第二合金粉末颗粒混匀，并将得到的混合粉末置于强度1.8T的磁场中取向压型，控制等静压为180Mpa压制得到密度为4.3g/cm3的合金坯体；
(4)将上述等静压后的合金坯体样品放入真空石英管中，置于1070℃进行真空烧结8h，并随之在冰水中进行淬火处理；随后将得到的磁体材料先后于900℃进行一级退火、于480℃进行二级退火2小时，得到所需双主相永磁体材料。
本实施例上述双主相复合稀土永磁体材料的磁性能曲线见附图3所示，可见，本实施例所述双主相复合稀土永磁体材料的磁体性能较好。
实施例3
本实施例所述双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)取纯度均为99.99％的Nd、La、Ho、Fe、Al、Cu、Zr、B、Co块体，按照化学式Nd30La2FebalAl0.8Co0.5Cu0.3Zr0.25Ga0.5B0.95(第一合金)和Ho34FeBALAl0.8 Ga0.5Zr0.25B0.98(第二合金)进行相应质量配样后，于非自耗真空电弧熔炼炉里反复熔炼6次，分别得到相应的第一合金和第二合金；
分别将上述获得的第一合金和第二合金置于真空石英管中，再放入退火炉中，以每分钟5℃的速度升为750℃后，保温0.5小时，再以每分钟2℃的速度升为800℃，保温15天，然后在水中进行急冷；
分别将急冷处理后的第一合金和第二合金按照前述甩带工艺进行加工，分别得到第一合金速凝片和第二合金速凝片，备用；
(2)分别将上述制备得到的第一合金速凝片和第二合金速凝片进行氢爆工艺处理，具体在常温下进行吸氢，并于520℃进行高温脱氢，分别得到粒径范围为1-3mm的第一合金粉体和第二合金粉体；
将得到的第一合金粉体加入磁粉保护剂(硬脂酸锌，0.18wt％)混匀，并置于气压约为1.2Mpa高压下经过气流磨制得粒径D50＝4.5±0.5um的第一合金粉末颗粒；
将得到的第二合金粉体加入磁粉保护剂(硬脂酸锌，0.18wt％)混匀，并置于气压约为1.2Mpa高压下经过气流磨制得粒径D50＝3.2±0.2um的第二合金粉末颗粒；
(3)按照90：10的质量比取上述第一合金粉末颗粒和第二合金粉末颗粒混匀，并将得到的混合粉末置于强度1.5T的磁场中取向压型，控制等静压为150Mpa压制得到密度为4.0-4.5g/cm3的合金坯体；
(4)将上述等静压后的合金坯体样品放入真空石英管中，置于1020℃进行真空烧结8h，并随之在冰水中进行淬火处理；随后将得到的磁体材料先后于850℃进行一级退火、于450℃进行二级退火2小时，得到所需双主相永磁体材料。
实施例4
本实施例所述双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)取纯度均为99.99％的Nd、La、Ho、Fe、Al、Cu、Zr、B、Co块体，按照化学式Nd31La1FebalAl0.8Co0.5Cu0.3Zr0.25Ga0.5B0.95(第一合金)和Ho34FeBALAl0.8 Ga0.5Zr0.25B0.98(第二合金)进行相应质量配样后，于非自耗真空电弧熔炼炉里反复熔炼6次，分别得到相应的第一合金和第二合金；
分别将上述获得的第一合金和第二合金置于真空石英管中，再放入退火炉中，以每分钟5℃的速度升为750℃后，保温0.5小时，再以每分钟2℃的速度升为800℃，保温15天，然后在水中进行急冷；
分别将急冷处理后的第一合金和第二合金按照前述甩带工艺进行加工，分别得到第一合金速凝片和第二合金速凝片，备用；
(2)分别将上述制备得到的第一合金速凝片和第二合金速凝片进行氢爆工艺处理，具体在常温下进行吸氢，并于550℃进行高温脱氢，分别得到粒径范围为1-3mm的第一合金粉体和第二合金粉体；
将得到的第一合金粉体加入磁粉保护剂(硬脂酸锌，0.18wt％)混匀，并置于气压约为1.2Mpa高压下经过气流磨制得粒径D50＝4.5±0.5um的第一合金粉末颗粒；
将得到的第二合金粉体加入磁粉保护剂(硬脂酸锌，0.18wt％)混匀，并置于气压约为1.2Mpa高压下经过气流磨制得粒径D50＝3.2±0.2um的第二合金粉末颗粒；
(3)按照85：15的质量比取上述第一合金粉末颗粒和第二合金粉末颗粒混匀，并将得到的混合粉末置于强度2.0T的磁场中取向压型，控制等静压为200Mpa压制得到密度为4.0-4.5g/cm3的合金坯体；
(4)将上述等静压后的合金坯体样品放入真空石英管中，置于1050℃进行真空烧结8h，并随之在冰水中进行淬火处理；随后将得到的磁体材料先后于950℃进行一级退火、于500℃进行二级退火2小时，得到所需双主相永磁体材料。
实施例5
本实施例所述双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)取纯度均为99.99％的Nd、La、Ho、Fe、Al、Cu、Zr、B、Co块体，按照化学式Nd20La1 2FebalAl0.5Co0.5Cu0.1Zr0.3Ga0.6B0.9(第一合金)和Ho32FeBALAl0.5 Ga0.15Zr0.3B0.9(第二合金)进行相应质量配样后，于非自耗真空电弧熔炼炉里反复熔炼6次，分别得到相应的第一合金和第二合金；
分别将上述获得的第一合金和第二合金置于真空石英管中，再放入退火炉中，以每分钟3℃的速度升为720℃后，保温1小时，再以每分钟1℃的速度升为780℃，保温12天，然后在水中进行急冷；
分别将急冷处理后的第一合金和第二合金按照前述甩带工艺进行加工，分别得到第一合金速凝片和第二合金速凝片，备用；
(2)分别将上述制备得到的第一合金速凝片和第二合金速凝片进行氢爆工艺处理，具体在常温下进行吸氢，并于540℃进行高温脱氢，分别得到粒径范围为1-3mm的第一合金粉体和第二合金粉体；
将得到的第一合金粉体加入磁粉保护剂(硬脂酸锌，0.18wt％)混匀，并置于气压约为1.2Mpa高压下经过气流磨制得粒径D50＝4.5um的第一合金粉末颗粒；
将得到的第二合金粉体加入磁粉保护剂(硬脂酸锌，0.18wt％)混匀，并置于气压约为1.2Mpa高压下经过气流磨制得粒径D50＝3.2um的第二合金粉末颗粒；
(3)按照90：10的质量比取上述第一合金粉末颗粒和第二合金粉末颗粒混匀，并将得到的混合粉末置于强度1.8T的磁场中取向压型，控制等静压为180Mpa压制得到密度为4.3g/cm3的合金坯体；
(4)将上述等静压后的合金坯体样品放入真空石英管中，置于1050℃进行真空烧结8h，并随之在冰水中进行淬火处理；随后将得到的磁体材料先后于900℃进行一级退火、于480℃进行二级退火2小时，得到所需双主相永磁体材料。
实施例6
本实施例所述双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)取纯度均为99.99％的Nd、La、Ho、Fe、Al、Cu、Zr、B、Co块体，按照化学式Nd31La1FebalAl0.9Co2Cu0.4Zr0.1Ga0.15B0.98(第一合金)和Ho33FeBALAl0.9 Ga0.6Zr0.1B0.98(第二合金)进行相应质量配样后，于非自耗真空电弧熔炼炉里反复熔炼6次，分别得到相应的第一合金和第二合金；
分别将上述获得的第一合金和第二合金置于真空石英管中，再放入退火炉中，以每分钟3℃的速度升为720℃后，保温1小时，再以每分钟1℃的速度升为780℃，保温12天，然后在水中进行急冷；
分别将急冷处理后的第一合金和第二合金按照前述甩带工艺进行加工，分别得到第一合金速凝片和第二合金速凝片，备用；
(2)分别将上述制备得到的第一合金速凝片和第二合金速凝片进行氢爆工艺处理，具体在常温下进行吸氢，并于540℃进行高温脱氢，分别得到粒径范围为1-3mm的第一合金粉体和第二合金粉体；
将得到的第一合金粉体加入磁粉保护剂(硬脂酸锌，0.18wt％)混匀，并置于气压约为1.2Mpa高压下经过气流磨制得粒径D50＝4.5um的第一合金粉末颗粒；
将得到的第二合金粉体加入磁粉保护剂(硬脂酸锌，0.18wt％)混匀，并置于气压约为1.2Mpa高压下经过气流磨制得粒径D50＝3.2um的第二合金粉末颗粒；
(3)按照85：15的质量比取上述第一合金粉末颗粒和第二合金粉末颗粒混匀，并将得到的混合粉末置于强度1.8T的磁场中取向压型，控制等静压为180Mpa压制得到密度为4.3g/cm3的合金坯体；
(4)将上述等静压后的合金坯体样品放入真空石英管中，置于1050℃进行真空烧结8h，并随之在冰水中进行淬火处理；随后将得到的磁体材料先后于900℃进行一级退火、于480℃进行二级退火2小时，得到所需双主相永磁体材料。
对比例1
本对比例所述稀土永磁体材料的制备材料和制备方法同实施例1，其区别仅在于，所述步骤(1)中，控制所述退火步骤的温度为760℃，其他工艺及配比同实施例1。
对比例2
本对比例所述稀土永磁体材料的制备材料和制备方法同实施例1，其区别仅在于，控制两种合金的质量配比为75：25，其他工艺及配比同实施例1。
对比例3
本对比例所述稀土永磁体材料的制备材料和制备方法同实施例1，其区别仅在于，控制所述步骤(2)中，所述第二合金的气流磨粒径为3.7um。
对比例4
本对比例所述稀土永磁体材料的制备材料和制备方法同实施例1，其区别仅在于，控制两种合金的质量配比为97：3，其他工艺及配比同实施例1。
实验例
分别取上述实施例1-4及对比例1-3制备的双主相永磁体材料，并对其磁体性能进行检测。
将实验所得到的样品取D10*10的圆柱在NIM-200C设备上进行测试，在测试前需要对样品进行预充磁(磁场大小≥3T)，最终得到退磁曲线及数据，记录检测结果见下表1。
表1 磁体性能检测结果
由上表数据可见，在我们所限定的双主相的比例中，所得磁体的性能较为优异，其温度系数的绝对值在0.66％/℃-0.68/℃之间，在对比例2中由于第二合金的比例较高，Ho会扩散至主相中，导致剩磁急剧下降，因此，需要对两种合金的比例进行严格控制。而在对比例1中，由于热处理(即退火温度)温度相对较低，因为熔炼工艺在冷却的时速度较快，金属在冷却中会有偏析存在，同一金属锭不同的位置会出现物相的不均匀，因此在退火温度较低，物相相对不均匀，结晶度相对较低，最终出现的矫顽力偏低的情况，和对比例1对比后矫顽力接近下降了1.4kOe，未能达到双主相的性能。对比例3主要是由于第二合金气流磨的粒径相对较大，要实现双主相的作用，需要第一合金的粒度控制在合理的范围之内，同时第二合金的粒度相对较小，原因是由于在烧结的状态中，第二合金粒度较小的粉体比表面积大，融化较快，以液态的型式逐渐分布在第一合金的颗粒周围，进行包覆，最终分布于晶界，提高矫顽力，若粒度大，则晶界处分布较少，最终矫顽力降低至18.1kOe。对比例4中，由于第二合金的量相对较少，在烧结的过程中晶界分布的Ho2Fe14B相对较少，导致矫顽力提高较少，仅为17.32kOe。可见，本发明方法制备的双主相永磁体材料具有较好的磁体性能。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种高性能双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）分别取平均化学式为Nd32-xLaxFebalCodAlyCuzZraGabBc的第一合金以及平均化学式为HoeFeBALAlyGabZraBc的第二合金，置于真空石英管中，并放入退火炉中进行退火处理，并在急冷后分别将合金材料进行甩带工艺处理，得到合金速凝片；其中，
所述第一合金的化学式中，各参数范围为：0.1≤x≤12、0.5≤y≤0.9、0.1≤z≤0.4、0.1≤d≤2、0.1≤a≤0.3、0.15≤b≤0.6、0.9≤c≤0.98；
所述第二合金的化学式中，各参数范围为：32≤e≤34、0.5≤y≤0.9、0.1≤a≤0.3、0.15≤b≤0.6、0.9≤c≤0.98；
（2）分别将得到的合金速凝片进行氢爆工艺处理，分别得到第一合金粉体和第二合金粉体；并分别所述第一合金粉体和第二合金粉体加入磁粉保护剂混匀，在高压条件下经气流磨制分别得到第一合金粉体颗粒和第二合金粉体颗粒；
（3）将得到的第一合金粉体颗粒和第二合金粉体颗粒混匀，置于磁场中进行等静压取向压型，得到压制坯体；
（4）将所得压制坯体进行高温真空烧结，并将烧结后的所述压制坯体淬火后进行退火处理，得到所需以（NdLa）2Fe14B和Ho2Fe14B为双主相的复合稀土永磁体材料；
所述步骤（1）中，所述退火处理步骤具体包括：以3-5℃/min的速度升温至720-750℃后进行保温0.5-1小时，再以1-2℃/min的速度升温至780-800℃进行保温12-15天；
所述步骤（3）中，控制所述第一合金粉体颗粒和所述第二合金粉体颗粒的质量比为80-95：5-20；
所述复合稀土永磁体材料的矫顽力温度系数的绝对值在0.66%/℃-0.68/℃之间，矫顽力温度系数定义：（Hcj（80℃）-Hcj（20℃））/Hcj（20℃）/（80℃-20℃）*100%。
2.根据权利要求1所述高性能双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述甩带工艺包括分别将所述第一合金和第二合金切碎后进行真空加热融化的步骤，以及分别将融化后的合金材料浇注到旋转铜辊上的步骤。
3.根据权利要求1或2所述高性能双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中：
所述氢爆工艺包括在常温下进行吸氢，并于520-550℃进行高温脱氢的步骤；
控制所述第一合金粉体和第二合金粉体的粒径为1-3mm。
4.根据权利要求3所述高性能双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中：
所述磁粉 保护剂包括硬脂酸锌；
所述磁粉 保护剂的添加量占所述第一合金粉体质量的0.15-0.2wt%；
所述磁粉 保护剂的添加量占所述第二合金粉体质量的0.15-0.2wt%；
控制所述第一合金粉体颗粒的粒径D50=4.5±0.5µm，控制所述第二合金粉体颗粒的粒径D50=3.2±0.2µm。
5.根据权利要求1所述高性能双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中：
控制所述磁场的强度为1.5-2.0T；
控制所述等静压取向压型步骤的等静压为150-200Mpa。
6.根据权利要求1所述高性能双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中：
所述烧结步骤为1020-1080℃真空烧结；
所述退火步骤包括于850-950℃进行一级退火的步骤，以及于450-500℃进行二级退火的步骤。
7.根据权利要求1所述高性能双主相复合稀土永磁体材料的制备方法，其特征在于，还包括真空熔炼制备所述第一合金和/或第二合金的步骤，具体包括：按照选定的成分和化学计量比，取Nd、La、Co、Ho、Fe、Al、Cu、Zr、B块体，进行相应质量配样后进行反复真空电弧熔炼的步骤。
8.由权利要求1所述方法制备得到的高性能双主相复合稀土永磁体材料，其特征在于，所述稀土永磁体材料以（NdLa）2Fe14B和Ho2Fe14B为双主相合金材料。
9.权利要求8所述高性能双主相复合稀土永磁体材料在包括风力发电、新能源汽车的小驱动电机，家用电器、新能源材料领域的应用。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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