CN114196864A - 一种Y-Gd基合金及包括该基合金的钕铈铁硼磁体与制备方法 - Google Patents

一种Y-Gd基合金及包括该基合金的钕铈铁硼磁体与制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114196864A
CN114196864A CN202111414067.6A CN202111414067A CN114196864A CN 114196864 A CN114196864 A CN 114196864A CN 202111414067 A CN202111414067 A CN 202111414067A CN 114196864 A CN114196864 A CN 114196864A
Authority
CN
China
Prior art keywords
neodymium
cerium
iron
based alloy
magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111414067.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114196864B (zh
Inventor
崔熙贵
舒刚易
崔承云
张洁
梁文接
赵志航
黄欣
葛鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN202111414067.6A priority Critical patent/CN114196864B/zh
Publication of CN114196864A publication Critical patent/CN114196864A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114196864B publication Critical patent/CN114196864B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/02—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C28/00—Alloys based on a metal not provided for in groups C22C5/00 - C22C27/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0577—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together sintered
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0266—Moulding; Pressing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0293—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets diffusion of rare earth elements, e.g. Tb, Dy or Ho, into permanent magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B22F2009/043—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by ball milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B22F2009/048—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by pulverising a quenched ribbon

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

本发明提供了一种Y‑Gd基合金及包括该基合金的钕铈铁硼磁体与制备方法，所述Y‑Gd基合金组分的原子百分比含量为：钇(Y)5‑30％，铜(Cu)5‑25％，铝(Al)5‑25％，其余为钆(Gd)和不可避免的杂质。本发明利用新型的低成本Y‑Gd基合金晶界改性技术制备钕铈铁硼磁体，能够有效改善钕铈铁硼磁体中晶界富稀土相的分布，调控主相成分，制备出高矫顽力热稳定的钕铈铁硼磁体。本发明充分利用了积压稀土元素，有效平衡了稀土资源利用，制得的钕铈铁硼磁体矫顽力高，热稳定性好，成本低，而且工艺简单、易操作，适于大规模批量化生产。因此，通过本发明可以制备高矫顽力热稳定的低成本钕铈铁硼磁体。

Description

一种Y-Gd基合金及包括该基合金的钕铈铁硼磁体与制备方法
技术领域
本发明涉及合金设计与永磁材料制备技术领域，特指一种Y-Gd基合金及包括该基合金的钕铈铁硼磁体与制备方法，本发明提供了提高钕铈铁硼磁体矫顽力和热稳定性的方法。
背景技术
钕铁硼永磁材料因其优异的磁性能，满足现代材料轻、薄、短、小的发展要求，已广泛应用于航空航天、通讯、核磁共振、风力发电、新能源汽车等重要领域。但是，钕铁硼磁体的生产大量消耗了Nd、Pr、Tb、Dy等稀土元素，不仅导致材料成本一直提高，而且加剧了稀土资源的不平衡利用，造成了La、Ce、Y等低成本高丰度稀土元素的大量积压。因此，扩大低成本高丰度稀土元素在钕铁硼磁体中的应用具有重要的科学意义和工程价值。
钕铈铁硼磁体已经成为永磁材料发展的重要方向之一，引起了研究者的广泛关注。然而，当采用直接熔炼添加工艺来制备钕铈铁硼磁体时，Ce元素均匀分布在2:14:1主相中，由于Ce2Fe14B内稟磁性能较低，Ce会对主相产生强烈的磁稀释作用，使磁体磁性能急剧恶化。为了缓解Ce的磁稀释作用，逐渐发展了双主相工艺来制备钕铈铁硼磁体。通过双主相工艺制备的多主相钕铈铁硼磁体，具有非均匀的Ce元素分布特征，有效减小了Ce的磁稀释作用，提高了钕铈铁硼磁体的磁性能。但是，当Ce含量较高时，其磁性能仍较低；同时，由于Ce2Fe14B的居里温度低(Tc＝424K)，钕铈铁硼磁体的热稳定性较差，这限制了钕铈铁硼磁体的高温应用。因此，迫切需要进一步提升钕铈铁硼磁体磁性能和热稳定性。
钕铈铁硼磁体的磁性能受其微观结构和化学成分显著影响。晶界改性能够强化主相晶粒表层，改善晶界相成分和分布，是进一步提高钕铈铁硼磁体磁性能的有效方法。已有研究表明，通过Pr、Nd、Dy、Tb等稀土元素及其化合物或者合金的晶界引入能够有效提高钕铈铁硼磁体的磁性能，但是这并没有改变Pr、Nd、Dy、Tb等昂贵稀缺元素过度消耗的事实。而且，Pr、Nd的引入对其热稳定性的改善也是有限的。因此，亟需发展能够同时有效提高钕铈铁硼磁体矫顽力和热稳定性的新型低成本晶界改性合金和方法。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种Y-Gd基合金及包括该基合金的钕铈铁硼磁体与制备方法，提高钕铈铁硼磁体矫顽力和热稳定性。本发明利用廉价的稀土元素设计一种新型的低成本Y-Gd基合金，采用Y-Gd基合金晶界改性钕铈铁硼磁体，有效改善晶界富稀土相的分布，降低主相晶粒间的磁交换耦合作用，提高磁体的矫顽力，同时促使Y、Gd元素有效地扩散到主相晶粒中取代钕和铈元素，形成具有高热稳定性的主相壳层结构，提高磁体的热稳定性，从而制备出高矫顽力热稳定的钕铈铁硼磁体。
本发明解决上述问题的技术方案是：提供一种新型Y-Gd基合金，采用Y-Gd基合金晶界改性技术制备钕铈铁硼磁体，将Y-Gd基合金引入主相晶粒界面，使其改善晶界富稀土相的物化性质，促使富稀土相沿晶界均匀分布，降低主相晶粒间的磁交换耦合作用，同时促使Y、Gd元素有效地扩散进入主相晶粒，形成具有高热稳定性的主相壳层结构，通过上述的协同作用，同时有效提高钕铈铁硼磁体的矫顽力和热稳定性。
一种Y-Gd基合金，其组分的原子百分比含量为：钇(Y)：5-30％，铜(Cu)：5-25％，铝(Al)：5-25％，其余为钆(Gd)和不可避免的杂质。
上述方案中，所述Y-Gd基合金可由熔铸工艺制备，主要步骤为：
步骤S1：按照Y-Gd基合金成分配比配制原材料；
步骤S2：将配制的原材料在真空熔炼炉中进行反复熔炼，并铸造成块体合金。
上述方案中，所述的Y-Gd基合金也可由快淬工艺制备，主要步骤为：
步骤S1)：按照Y-Gd基合金成分配比配制原材料；
步骤S2)：将配制的原材料在真空熔炼炉中进行反复熔炼，并铸造成块体合金；
步骤S3)：将块体合金在真空快淬炉中进行快淬，制成快淬带材；
步骤S4)：快淬带材进行研磨或球磨制成Y-Gd基合金粉。
上述方案中，所述反复熔炼的次数不小于3次。
上述方案中，所述快淬速度为10-50m/s。
一种钕铈铁硼磁体，所述钕铈铁硼磁体包括所述的Y-Gd基合金。
一种根据所述钕铈铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：采用新型的低成本Y-Gd基合金晶界改性技术制备钕铈铁硼磁体，有效改善晶界富稀土相的分布，降低主相晶粒间的磁交换耦合作用，提高磁体的矫顽力，同时促使Y、Gd元素有效地扩散到主相晶粒中取代钕和铈元素，形成具有高热稳定性的核壳多主相结构，提高磁体的热稳定性，从而制备出高性能热稳定的钕铈铁硼磁体。
上述方案中，所述晶界改性方法为晶界扩散或晶界添加。
上述方案中，所述晶界扩散的具体步骤为：
步骤S11：将钕铈铁硼磁体切割成所需尺寸，然后进行打磨、抛光；
步骤S22：将熔铸制得的Y-Gd基合金切割成薄片；
步骤S33：将熔铸的Y-Gd基合金薄片或快淬的Y-Gd基合金粉置于抛光的钕铈铁硼磁体表面；
步骤S44：将步骤S33制得的磁体置于真空热处理炉中进行扩散热处理，使Y-Gd基合金晶界扩散入磁体中，最终制得高性能热稳定钕铈铁硼磁体。
上述方案中，所述钕铈铁硼磁体为单主相烧结磁体或热变形磁体，或者多主相烧结磁体或热变形磁体。
上述方案中，所述的烧结钕铈铁硼磁体的扩散热处理工艺为扩散温度850-950℃，时间2-10h；热变形钕铈铁硼磁体的扩散热处理工艺为扩散温度550-750℃，时间2-4h。
上述方案中，所述晶界添加的具体步骤为：
步骤S11)：将钕铈铁硼磁粉与快淬的Y-Gd基合金粉按照比例均匀混合；或者将钕铁硼磁粉、铈铁硼磁粉与快淬的Y-Gd基合金粉按比例均匀混合；
步骤S22)：将步骤S11)制得的混合粉在1.2-2.0T的磁场中压制成型坯件；或者将步骤S11)制得的混合粉装入热压炉模具中热压制成热压磁体；
步骤S33)：将型坯件在真空或氩气保护气氛下分别进行烧结和两级回火，制得晶界改性的烧结钕铈铁硼磁体；或者将热压磁体置于热变形模具中进行热变形处理，制得晶界改性的热变形钕铈铁硼磁体。
上述方案中，所述钕铈铁硼磁粉成分的原子百分比为NdxCeyFe100-x-y-z-nBzMn，其中12≤x+y≤16，5.5≤z≤7，0.1≤n≤5，M为Co、Ni、Al、Cu、Ga、Mg、Zn、Nb、Zr、Ti、Mo、W、V元素中的一种或几种。
上述方案中，所述钕铁硼磁粉成分的原子百分比为NdxFe100-x-y-zByMz，其中12≤x≤16，5.5≤y≤7，0.1≤z≤5，M为Co、Ni、Al、Cu、Ga、Mg、Zn、Nb、Zr、Ti、Mo、W、V元素中的一种或几种。所述的铈铁硼磁粉成分的原子百分比为CexFe100-x-y-zByMz，其中12≤x≤13，5.5≤y≤6，0.1≤z≤5，M为Co、Ni、Al、Cu、Ga、Mg、Zn、Nb、Zr、Ti、Mo、W、V元素中的一种或几种。
上述方案中，所述钕铁硼磁粉与铈铁硼磁粉的混合比例的质量比为1:9-9:1。
上述方案中，所述Y-Gd基合金粉的添加比例的质量比为0.5-5％。
上述方案中，所述烧结工艺为烧结温度1050-1100℃，烧结时间2-4h。
上述方案中，所述两级回火中，一级回火温度850-950℃，时间2-4h；二级回火温度500-650℃，时间1-4h。
上述方案中，所述热压工艺为温度650-850℃，时间15-60min，压力50-150MPa。
上述方案中，所述热变形工艺为温度700-900℃，时间15-60min，压力50-200MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)利用廉价积压稀土元素制备Y-Gd基新型晶界改性合金，克服了Nd、Pr、Dy、Tb等昂贵稀缺元素过度消耗的问题，有利于降低成本，平衡稀土资源的利用。
(2)Y-Gd基合金晶界改性新技术便于调控钕铈铁硼磁体中异质主相的成分，形成高热稳定性的核壳多主相结构，能够有效改善晶界富稀土相的性质和分布，降低主相晶粒间的磁交换耦合作用，同时提高钕铈铁硼磁体的矫顽力和热稳定性。
(3)采用Y-Gd基合金晶界添加改性钕铈铁硼磁体，有助于促进液相烧结，提高磁体致密度，并有效促进稀土元素扩散进入主相中取代钕或铈元素，形成具有高热稳定性的壳层结构，高效地提高磁体的热稳定性。
(4)对于热变形钕铈铁硼磁体，Y-Gd基合金晶界添加改性还能够促进晶粒取向，改善其磁织构，从而同时提高磁体剩磁、磁能积、矫顽力及其热稳定性。
(5)本发明的Y-Gd基合金及其晶界改性避免了Nd、Pr、Dy、Tb等昂贵稀缺元素，工艺过程简单，成本低，易操作，适于大规模批量化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
步骤S1：将金属钆、钇、铜、铝按Gd60Y10Cu15Al15合金成分配料，然后在真空熔炼炉中反复熔炼3次，铸造制成块体Y-Gd基合金；
步骤S2：将块体Y-Gd基合金在真空快淬炉中进行快淬，快淬速度为50m/s，制成快淬带材；
步骤S3：将快淬带材进行研磨制成Y-Gd基合金粉；
步骤S4：将Nd13.7FebalCo4.5Ga0.4B5.6磁粉与Ce13.5FebalNb0.1B6磁粉按5:5质量比混合制成混合磁粉；
步骤S5：将质量百分比1％的Y-Gd基合金粉加入步骤S4制得的混合磁粉中，均匀混合后装入热压模具中进行热压，热压温度680℃，压力100MPa，保压30min。
步骤S6：将步骤S5制得的热压磁体置于热变形模具中进行热变形处理，热变形温度750℃，压力100MPa，时间30min，制得最终的热变形钕铈铁硼磁体。
采用本发明制备的热变形钕铈铁硼磁体与未改性磁体相比，矫顽力提高约24％，剩磁和矫顽力温度系数分别降低约12％和6％。可见，采用本发明制备的钕铈铁硼磁体的矫顽力和热稳定性得到显著提高。因此采用本发明可以制备出高性能热稳定的低成本钕铈铁硼磁体。
实施例2
步骤S1：将金属钆、钇、铜、铝按Gd40Y30Cu25Al5合金成分配料，然后在真空熔炼炉中反复熔炼5次，铸造制成块体Y-Gd基合金；
步骤S2：将块体Y-Gd基合金在真空快淬炉中进行快淬，快淬速度为10m/s，制成快淬带材；
步骤S3：将快淬带材进行球磨制成Y-Gd基合金粉；
步骤S4：将Nd12FebalCu0.1Ga0.1B5.5磁粉与Ce13FebalCo5B6磁粉按1:9质量比混合制成混合磁粉；
步骤S5：将质量百分比5％的Y-Gd基合金粉加入步骤S4制得的混合磁粉中，均匀混合后装入模具中，在1.6T的磁场中压制成型坯件；
步骤S6：将步骤S5制得的型坯件在真空条件下于1050℃下烧结4h，再经950℃一级回火2h和650℃二级回火1h，制得最终的烧结钕铈铁硼磁体。
采用本发明制备的烧结钕铈铁硼磁体与未改性磁体相比，矫顽力提高约35％，剩磁和矫顽力温度系数分别降低约15％和10％。可见，采用本发明制备的钕铈铁硼磁体的矫顽力和热稳定性得到显著提高。因此采用本发明可以制备出高性能热稳定的低成本钕铈铁硼磁体。
实施例3
步骤S1：将金属钆、钇、铜、铝按Gd65Y5Cu5Al25合金成分配料，然后在真空熔炼炉中反复熔炼4次，铸造制成块体Y-Gd基合金；
步骤S2：将块体Y-Gd基合金在真空快淬炉中进行快淬，快淬速度为30m/s，制成快淬带材；
步骤S3：将快淬带材进行研磨制成Y-Gd基合金粉；
步骤S4：将Nd16FebalCu0.2Al0.3B7磁粉与Ce12FebalNb0.1B5.5磁粉按9:1质量比混合制成混合磁粉；
步骤S5：将质量百分比0.5％的Y-Gd基合金粉加入步骤S4制得的混合磁粉中，均匀混合后装入热压模具中进行热压，热压温度650℃，压力150MPa，保压15min。
步骤S6：将步骤S5制得的热压磁体置于热变形模具中进行热变形处理，热变形温度900℃，压力200MPa，时间15min，制得最终的热变形钕铈铁硼磁体。
采用本发明制备的热变形钕铈铁硼磁体与未改性磁体相比，矫顽力提高约12％，剩磁和矫顽力温度系数分别降低约7％和4％。可见，采用本发明制备的钕铈铁硼磁体的矫顽力和热稳定性得到显著提高。因此采用本发明可以制备出高性能热稳定的低成本钕铈铁硼磁体。
实施例4
步骤S1：将金属钆、钇、铜、铝按Gd55Y15Cu20Al10合金成分配料，然后在真空熔炼炉中反复熔炼5次，铸造制成块体Y-Gd基合金；
步骤S2：将块体Y-Gd基合金切割成所需厚度的薄片；
步骤S3：将Y-Gd基合金薄片贴敷于抛光的Nd8Ce4FebalCo3Cu1.5Ga0.5B5.5热变形磁体表面；
步骤S4：将步骤S3制得的磁体置于真空热处理炉中进行扩散热处理，扩散温度为750℃，扩散时间2h，使Y-Gd基合金晶界扩散入磁体中，制得最终的钕铈铁硼磁体。
采用本发明制备的钕铈铁硼磁体与未改性磁体相比，矫顽力提高约16％，剩磁和矫顽力温度系数分别降低约9％和7％。可见，采用本发明制备的钕铈铁硼磁体的矫顽力和热稳定性得到显著提高。因此采用本发明可以制备出高性能热稳定的低成本钕铈铁硼磁体。
实施例5
步骤S1：将金属钆、钇、铜、铝按Gd50Y20Cu20Al10合金成分配料，然后在真空熔炼炉中反复熔炼3次，铸造制成块体Y-Gd基合金；
步骤S2：将块体Y-Gd基合金在真空快淬炉中进行快淬，快淬速度为40m/s，制成快淬带材；
步骤S3：将快淬带材进行研磨制成Y-Gd基合金粉；
步骤S4：将Y-Gd基合金粉涂覆于抛光的Nd9Ce7FebalCu1Nb0.1B7烧结磁体表面；
步骤S5：将步骤S4制得的磁体置于真空热处理炉中进行扩散热处理，扩散温度为850℃，扩散时间10h，使Y-Gd基合金晶界扩散入磁体中，制得最终的钕铈铁硼磁体。
采用本发明制备的钕铈铁硼磁体与未改性磁体相比，矫顽力提高约20％，剩磁和矫顽力温度系数分别降低约11％和5％。可见，采用本发明制备的钕铈铁硼磁体的矫顽力和热稳定性得到显著提高。因此采用本发明可以制备出高性能热稳定的低成本钕铈铁硼磁体。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种Y-Gd基合金，其特征在于，其组分的原子百分比含量为：Y：5-30％，Cu：5-25％，Al：5-25％，其余为Gd和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的Y-Gd基合金，其特征在于，所述Y-Gd基合金由熔铸工艺制备或快淬工艺制备；
所述熔铸工艺制备包括以下步骤：
步骤S1：按照Y-Gd基合金成分配比配制原材料；
步骤S2：将配制的原材料在真空熔炼炉中进行反复熔炼，并铸造成块体合金；
所述快淬工艺制备包括以下步骤：
步骤S1)：按照Y-Gd基合金成分配比配制原材料；
步骤S2)：将配制的原材料在真空熔炼炉中进行反复熔炼，并铸造成块体合金；
步骤S3)：将块体合金在真空快淬炉中进行快淬，制成快淬带材；
步骤S4)：快淬带材进行研磨或球磨制成Y-Gd基合金粉。
3.根据权利要求2所述的Y-Gd基合金，其特征在于，所述反复熔炼的次数不小于3次所述快淬速度为10-50m/s。
4.一种钕铈铁硼磁体，其特征在于，所述钕铈铁硼磁体包括权利要求1-3任意一项所述的Y-Gd基合金。
5.一种根据权利要求4所述钕铈铁硼磁体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用Y-Gd基合金晶界改性技术制备钕铈铁硼磁体，所述晶界改性技术为晶界扩散或晶界添加。
6.根据权利要求5所述的钕铈铁硼磁体的制备方法，其特征在于，所述晶界改性技术为晶界扩散；所述晶界扩散的具体步骤为：
步骤S11：将钕铈铁硼磁体切割成所需尺寸，然后进行打磨、抛光；
步骤S22：将熔铸制得的Y-Gd基合金切割成薄片；
步骤S33：将熔铸的Y-Gd基合金薄片或快淬的Y-Gd基合金粉置于抛光的钕铈铁硼磁体表面；
步骤S44：将步骤S33制得的磁体置于真空热处理炉中进行扩散热处理，使Y-Gd基合金晶界扩散入磁体中，最终制得高性能热稳定钕铈铁硼磁体。
7.根据权利要求6所述的钕铈铁硼磁体的制备方法，其特征在于，所述钕铈铁硼磁体为单主相烧结磁体或热变形磁体，或者多主相烧结磁体或热变形磁体。
8.根据权利要求6所述的钕铈铁硼磁体的制备方法，其特征在于，所述烧结钕铈铁硼磁体的扩散热处理工艺为扩散温度850-950℃，时间2-10h；热变形钕铈铁硼磁体的扩散热处理工艺为扩散温度550-750℃，时间2-4h。
9.根据权利要求5所述的钕铈铁硼磁体的制备方法，其特征在于，所述晶界改性技术为晶界添加；所述晶界添加的具体步骤为：
步骤S11)：将钕铈铁硼磁粉与快淬的Y-Gd基合金粉按照比例均匀混合，或者将钕铁硼磁粉、铈铁硼磁粉与快淬的Y-Gd基合金粉按比例均匀混合；
步骤S22)：将步骤S11)制得的混合粉在1.2-2.0T的磁场中压制成型坯件，或者将步骤S11)制得的混合粉装入热压炉模具中热压制成热压磁体；
步骤S33)：将型坯件在真空或氩气保护气氛下分别进行烧结和两级回火，制得晶界改性的烧结钕铈铁硼磁体，或者将热压磁体置于热变形模具中进行热变形处理，制得晶界改性的热变形钕铈铁硼磁体。
10.根据权利要求9所述的钕铈铁硼磁体的制备方法，其特征在于，所述钕铈铁硼磁粉成分的原子百分比为NdxCeyFe100-x-y-z-nBzMn，其中12≤x+y≤16，5.5≤z≤7，0.1≤n≤5，M为Co、Ni、Al、Cu、Ga、Mg、Zn、Nb、Zr、Ti、Mo、W、V元素中的一种或几种；
所述的钕铁硼磁粉成分的原子百分比为NdxFe100-x-y-zByMz，其中12≤x≤16，5.5≤y≤7，0.1≤z≤5，M为Co、Ni、Al、Cu、Ga、Mg、Zn、Nb、Zr、Ti、Mo、W、V元素中的一种或几种；
所述的铈铁硼磁粉成分的原子百分比为CexFe100-x-y-zByMz，其中12≤x≤13，5.5≤y≤6，0.1≤z≤5，M为Co、Ni、Al、Cu、Ga、Mg、Zn、Nb、Zr、Ti、Mo、W、V元素中的一种或几种；
所述的钕铁硼磁粉与铈铁硼磁粉的混合比例的质量比为1:9-9:1；
所述Y-Gd基合金粉的添加比例的质量比为0.5-5％；
所述的烧结工艺为烧结温度1050-1100℃，烧结时间2-4h；
所述两级回火中，一级回火温度850-950℃，时间2-4h；二级回火温度500-650℃，时间1-4h；
所述热压工艺为温度650-850℃，时间15-60min，压力50-150MPa；
所述热变形工艺为温度700-900℃，时间15-60min，压力50-200MPa。
CN202111414067.6A 2021-11-25 2021-11-25 一种Y-Gd基合金及包括该基合金的钕铈铁硼磁体与制备方法 Active CN114196864B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111414067.6A CN114196864B (zh) 2021-11-25 2021-11-25 一种Y-Gd基合金及包括该基合金的钕铈铁硼磁体与制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111414067.6A CN114196864B (zh) 2021-11-25 2021-11-25 一种Y-Gd基合金及包括该基合金的钕铈铁硼磁体与制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114196864A true CN114196864A (zh) 2022-03-18
CN114196864B CN114196864B (zh) 2022-07-22

Family

ID=80649002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111414067.6A Active CN114196864B (zh) 2021-11-25 2021-11-25 一种Y-Gd基合金及包括该基合金的钕铈铁硼磁体与制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114196864B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116926394A (zh) * 2023-09-18 2023-10-24 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司 一种高中子吸收率钆铌合金带及制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108922714A (zh) * 2018-08-29 2018-11-30 南京理工大学 一种高矫顽力钕铈铁硼烧结磁体的制备方法
CN110911077A (zh) * 2019-11-18 2020-03-24 江苏大学 一种高矫顽力钕铈铁硼磁体的制备方法
WO2021169886A1 (zh) * 2020-02-26 2021-09-02 厦门钨业股份有限公司 一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用
WO2021169887A1 (zh) * 2020-02-26 2021-09-02 厦门钨业股份有限公司 一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108922714A (zh) * 2018-08-29 2018-11-30 南京理工大学 一种高矫顽力钕铈铁硼烧结磁体的制备方法
CN110911077A (zh) * 2019-11-18 2020-03-24 江苏大学 一种高矫顽力钕铈铁硼磁体的制备方法
WO2021169886A1 (zh) * 2020-02-26 2021-09-02 厦门钨业股份有限公司 一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用
WO2021169887A1 (zh) * 2020-02-26 2021-09-02 厦门钨业股份有限公司 一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E. S. PARK ET AL.: ""Phase separation and improved plasticity by modulated heterogeneity in Cu–(Zr, Hf)–(Gd, Y)–Al metallic glasses"", 《SCRIPTA MATERIALIA》 *
L.G.ZHANG ET AL.: ""Thermodynamic assessment of the Al–Cu–Gd system"", 《CALPHAD》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116926394A (zh) * 2023-09-18 2023-10-24 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司 一种高中子吸收率钆铌合金带及制备方法和应用
CN116926394B (zh) * 2023-09-18 2023-12-08 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司 一种高中子吸收率钆铌合金带及制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN114196864B (zh) 2022-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102103917B (zh) 一种钕铁硼磁体、制备方法及应用该磁体的器件
CN104681268B (zh) 一种提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的处理方法
CN107275027B (zh) 应用钇的富铈稀土永磁体及其制备方法
CN110911077B (zh) 一种高矫顽力钕铈铁硼磁体的制备方法
CN108389711A (zh) 一种具有高矫顽力的烧结钕铁硼磁体的制备方法
WO2021223436A1 (zh) 一种高性能钕铁硼永磁材料及其制备方法
CN111968819A (zh) 一种低重稀土高性能烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN113593873A (zh) 一种高矫顽力混合稀土永磁材料及其制备方法
CN114196864B (zh) 一种Y-Gd基合金及包括该基合金的钕铈铁硼磁体与制备方法
CN112002510A (zh) 基于富钬稀土永磁液相合金的高矫顽力永磁体及制备方法
CN102290180A (zh) 稀土永磁材料及其制备方法
CN108447638A (zh) 一种新能源汽车电机用超高矫顽力钕铁硼永磁体及其制备方法
CN111477449A (zh) 一种含镧铈钕铁硼系磁体及其制备方法
CN116612956A (zh) 一种具有核壳结构的含铈钕铁硼磁体及其制备方法和应用
CN109594023B (zh) 一种短流程Ce-Fe基烧结永磁体及其制备方法
CN107146672A (zh) 一种超高磁性能烧结钕铁硼永磁材料及制备方法
CN112750586B (zh) 混合稀土烧结钕铁硼永磁体及其制备方法
CN114823113A (zh) 一种高矫顽力富铈稀土永磁材料的制备方法
CN114914048A (zh) 一种高剩磁高矫顽力无重稀土烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN102208238B (zh) 一种无钕无铽高矫顽力烧结稀土永磁体及其制备方法
CN114210976A (zh) 一种烧结钕铁硼双合金结合晶界扩散的方法
CN111952031B (zh) 含Al磁硬化层结构的低成本耐热烧结含Ce磁体及制备方法
CN114678182A (zh) 一种低成本高性能多主相稀土永磁材料及其制备方法
CN109545491B (zh) 一种钕铁硼永磁材料及其制备方法
CN109360703B (zh) 一种热压低温扩散热变形纳米晶磁体及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant