CN114823028A - 一种低成本高矫顽力钕铁硼合金及其制备方法 - Google Patents
一种低成本高矫顽力钕铁硼合金及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114823028A CN114823028A CN202210593017.7A CN202210593017A CN114823028A CN 114823028 A CN114823028 A CN 114823028A CN 202210593017 A CN202210593017 A CN 202210593017A CN 114823028 A CN114823028 A CN 114823028A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- rare earth
- low
- elements
- iron boron
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 223
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 221
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 94
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 92
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 8
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 88
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 81
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 75
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims abstract description 36
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 82
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 55
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 29
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 21
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 17
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 13
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 3
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 19
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 abstract description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010902 jet-milling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 29
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 13
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 8
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 6
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 5
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000005324 grain boundary diffusion Methods 0.000 description 4
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 3
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种低成本高矫顽力钕铁硼合金及制备方法，本发明通过引入稀土强化元素Tb、Dy、Ho、Gd中的一种或几种来提高合金矫顽力，同时通过低熔点元素Ga、Al、Cu、Ge、Sn中的一种或几种组合添加至合金中，低熔点元素生成由低熔点相构成的晶界扩散通道，在合金烧结过程中可促进上述稀土强化元素沿晶界均匀扩散直入主相的表层，达到提高矫顽力的效果；同时掺入适量价格较低的轻稀土元素La、Ce来降低元素Nd的含量，从而显著降低成本。本发明通过熔炼合金、甩带铸片、氢碎制粉、气流磨粉碎、取向成型压制坯料、等静压成型、烧结等工序可低成本制备得到高矫顽力钕铁硼合金，该方法可广泛用于工业生产。
Description
技术领域
本发明属于稀土永磁体技术领域，特别涉及一种低成本高矫顽力钕铁硼合金，且还涉及所述低成本高矫顽力钕铁硼合金的制备方法。
背景技术
随着新能源、风力发电、光伏发电等产业迅猛发展，作为电驱动和发电机的核心部件，稀土钕铁硼材料的需求和综合性能要求越来越高。目前，在我国传统汽车领域，高性能钕铁硼永磁材料的应用占比最高达37.5％，在新能源汽车领域应用占比也达到11.8％，在风电领域占比为10％。我国是稀土永磁材料产量最高、应用范围最广泛的国家，以烧结钕铁硼为主，但由于高端钕铁硼永磁制造工艺复杂，客户认证程序繁琐，具有较高的技术门槛和市场壁垒；国内企业先后引入低重稀土、无重稀土为代表的新技术提高性能，并通过扩产进一步提升高性能钕铁硼产能，凭借在技术、资金、管理、客户等方面的良好积累，竞争优势逐步提升，但进军高端市场仍需进一步开发新型高性能钕铁硼材料及产品。近年来，由于稀土价格逐年攀升，钕铁硼永磁材料的价格也让制造企业承受巨大压力，成为抑制高性能钕铁硼材料应用推广的主要因素；从长远来看，市场对于高性价比、更高性能钕铁硼产品的需求，是行业发展的必然趋势。
高矫顽力钕铁硼材料是行业追求的主要目标之一，通过稀土元素掺杂和元素替代能有效提高矫顽力，其主要原理是通过重稀土强化元素在晶界的均匀分布，降低反磁化畴的形核过程，但由于重稀土强化元素熔点高，晶界扩散效果差，往往强化效果有限。
中国专利CN100461308C公开了一种添加Dy、Tb的超高矫顽力的钕铁硼材料，该专利中通过添加重稀土元素作为强化元素来提高合金的矫顽力，但其强化元素添加量高，也大大提高了合金成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明对现有钕铁硼材料进行大量的研究和筛选，发现通过重稀土强化元素在晶界的均匀分布，可降低反磁化畴的形核过程，同时通过在合金中引入低熔点元素可在合金中形成晶界相扩散通道，进而可促进重稀土强化元素在形成的晶界相扩散通道内充分扩散形成扩散层，基于此，本发明提供一种低成本高矫顽力钕铁硼合金及其制备方法，本方案复合引入低熔点元素和重稀土强化元素，优化元素配比，促进重稀土强化元素在低熔点元素形成的晶界通道内充分扩散形成扩散层，提高重稀土元素在晶界扩散分布，从而提高矫顽力；同时引入镧系低成本稀土元素对主体稀土元素进行替代，通过优化成型和烧结工艺，在保持高性能的同时，有效降低材料的应用成本，具有产业化推广优势。
在本发明的第一方面，本发明提供一种低成本高矫顽力钕铁硼合金，所述钕铁硼合金的成分通式为RI x RII y RIII z Fe(100-x-y-z-u-v)B u M v，RI为稀土主体元素Pr、Nd组合形成的合金Pr2Nd8，RII为稀土强化元素Tb、Dy、Ho、Gd中的一种或几种组合，RIII为元素La、Ce中的一种或两种组合，RIII作为稀土掺入元素加入到钕铁硼合金中；M为Ga、Al、Cu、锗Ge、Sn中的一种或几种组合，其中，x、y、z、u、v为重量百分比，所述钕铁硼合金按重量占比22.5≤x≤31.5，0.1≤y≤1.2，0.5≤z≤11.5，0.8≤u≤1.05，0.1≤v≤6.5 搭配，余量为Fe。
本发明中，所述钕铁硼合金通过元素复合添加制备形成，RII为重稀土元素的一种或多种组合，其可在钕铁硼合金晶界中均匀分布，降低反磁化畴的形核过程；M作为低熔点元素加入到钕铁硼合金中可在合金中形成晶界相扩散通道，低熔点元素生成由低熔点相构成的晶界扩散通道，在合金烧结过程中可促进上述稀土强化元素沿晶界均匀扩散直入主相的表层以形成扩散层，从而提高合金的矫顽力，RIII为轻稀土元素La、Ce中的一种或两种组合，其作为低成本掺入元素对主体稀土元素RI进行替代，通过优化成型和烧结工艺，在保持高性能的同时，有效降低材料的应用成本，具有产业化推广优势。
优选的，其中，所述稀土掺入元素RIII的添加重量占比z为0.5～5，选取该占比能达到成本和性能最优平衡。
优选的，其中，所述元素M的添加重量占比v为4.5～5.5，所述元素M为Ga、Al、Cu、Ge、Sn中的至少3种元素，有利于形成充分的、连续的低熔点多相组织，改善晶界扩散效果。
优选的，其中，所述稀土掺入元素RIII的重量占比大于所述稀土强化元素RII的重量占比。这样可以使得强化元素添加量不会过高，大大降低了合金的生产成本。
优选的，所述钕铁硼合金粉末通过依次添加所述稀土主体元素RI、稀土掺入元素RIII、稀土强化元素RII、元素M进行熔炼，经甩带速凝成合金铸片，再通过氢碎、气流磨制备形成。
根据本发明的第二方面，本发明还提供一种制备上述任一项低成本高矫顽力钕铁硼合金的方法，该方法通过引入少量的稀土强化元素提升矫顽力，辅以添加低熔点元素形成晶界相扩散通道，并适量添加稀土掺入元素替换稀土主体元素Nd，以此来实现低成本制备钕铁硼合金，具体包括如下步骤：
步骤S1、配置原料：检查各组分原料外观，按RI x RII y RIII z Fe(100-x-y-z-u-v)B uM v合金的重量比称重配置物料，RI为稀土主体元素Pr、Nd组合形成的合金Pr2Nd8，RII为稀土强化元素Tb、Dy、Ho、Gd中的一种或几种组合，RIII为元素镧La、铈Ce中的一种或两种组合，M为Ga、Al、Cu、锗Ge、Sn中的一种或几种组合，配置物料中的各元素组分物料的配比如下：RI元素物料、RII元素物料、RIII元素物料、B元素物料、M元素物料的重量比分别为22.5≤x≤31.5，0.1≤y≤1.2，0.5≤z≤11.5，0.8≤u≤1.05，0.1≤v≤6.5，余量为 Fe；
步骤S2、熔炼：将步骤S1称重的配置物料中的RI元素物料、RIII元素物料投入真空熔炼炉，将所述真空熔炼炉内的真空度抽至4～4.5Pa时开始加热，加热温度为1540℃～1620℃，等待金属Nd、Pr熔化时，停止抽真空和加热，当温度稳定在1500～1540℃时，投入配置物料中的RII元素物料继续熔炼，向真空熔炼炉内充入保护气氛至炉内压力达到0.03MPa～ 0.04MPa，加入M元素物料，继续加热开始熔炼使其达到均匀；
步骤S3、冷却铸片：当步骤S1中的全部元素的组分物料均熔化后，清除熔渣，继续熔炼5～10min，开始甩带工序，熔炼过程中熔液温度控制在1400-1450℃，铜辊线速度达到3.5-4.5m/s，以制备成合金速凝铸片，得到成分均匀，取向一致的合金组织；
步骤S4、氢碎、气流磨制粉：将步骤S3获取的合金速凝铸片进行氢碎处理，得到合金粉末，将经脱氢后的合金粉末投入气流磨机内，与润滑剂混合均匀，然后进行气流磨制备成尺寸均匀的合金精细粉；
步骤S5、磁场取向成型、等静压：将步骤S4制得的合金精细粉填充至模具腔内，在取向磁场压机中取向成型制得钕铁硼生坯，然后将钕铁硼生坯装入等静压机处理得到等静压坯料；
步骤S6、烧结：将步骤S5制备的等静压坯料装入等距阵列料盘，再将料盘装入真空烧结炉中，抽真空后加热烧结，有效避免烧结过程氧化，经冷却后得到钕铁硼合金产品。
优选的，所述步骤S4中氢碎处理后得到合金粉末粒度为325～425μm，经气流磨后获取的合金精细粉粒度为3～5μm。
优选的，所述步骤S5制备的生坯密度为2.8-3.7g/cm3，钕铁硼生坯在等静压过程中，等静压机控制压力在20～100MPa范围内、保持5～10s，然后缓慢释压，释压时间为1～2min，以使经等静压后的等静压坯料密度提高至4.0～4.6g/cm3。
优选的，所述步骤S6的加热烧结过程如下：先在真空度为0.001Pa～0.02Pa，850℃-950℃的条件下保温2-3h；再升温到1035-1100℃，保温2～3h；然后降温至840～920℃，保温2～3h 回火后；继续在420～650℃的温度范围内保温1～2h；最后冷却至室温。
优选的，所述步骤S2中的保护气氛为惰性气体氩气，使真空熔炼炉内熔液充分搅动，达到成分、温度均匀、脱氧的效果。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过元素掺杂和替代方法来制备钕铁硼合金，钕铁硼合金中加入一种或多种组合的重稀土元素，使得重稀土元素在钕铁硼合金晶界中均匀分布，降低反磁化畴的形核过程；同时低熔点元素加入到钕铁硼合金中可在合金中形成晶界相扩散通道，进而可促进稀土强化元素在低熔点元素形成的晶界相扩散通道内充分扩散形成扩散层。因此本发明通过复合添加低熔点元素和稀土强化元素，优化元素配比，稀土强化元素能有效提高合金的矫顽力，低熔点元素形成的晶界相有利于稀土强化元素充分扩散形成更厚的扩散层，优化稀土强化元素的扩散；同时低成本元素La或Ce作为替代元素，通过优化成型和烧结工艺，能有效降低材料的应用成本。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将以具体实施例详细介绍本发明的技术方案。
本发明的第一方面提供了一种低成本高矫顽力钕铁硼合金，所述钕铁硼合金的成分通式为RI x RII y RIII z Fe(100-x-y-z-u-v)B u M v，RI为稀土主体元素Pr、Nd组合形成的合金 Pr2Nd8，RII为稀土强化元素Tb、Dy、Ho、Gd中的一种或几种组合，RIII为元素La、Ce 中的一种或两种组合，RIII作为稀土掺入元素加入到钕铁硼合金中；M为Ga、Al、Cu、锗 Ge、Sn中的一种或几种组合，其中，x、y、z、u、v为重量百分比，所述钕铁硼合金按重量占比22.5≤x≤31.5，0.1≤y≤1.2，0.5≤z≤11.5，0.8≤u≤1.05，0.1≤v≤6.5搭配，余量为Fe。所述钕铁硼合金通过元素复合添加制备形成，RII为重稀土元素的一种或多种组合，其可在钕铁硼合金晶界中均匀分布，降低反磁化畴的形核过程；M作为低熔点元素加入到钕铁硼合金中可在合金中形成晶界相扩散通道，进而可促进稀土强化元素在低熔点元素形成的晶界相扩散通道内充分扩散形成扩散层，从而提高合金的矫顽力，RIII为轻稀土元素 La、Ce中的一种或两种组合，其作为低成本掺入元素对主体稀土元素RI进行替代，通过优化成型和烧结工艺，在保持高性能的同时，有效降低材料的应用成本，具有产业化推广优势。
进一步的，其中，所述稀土掺入元素RIII的添加重量占比z为0.5～5。
进一步的，其中，所述元素M的添加重量占比v为4.5～5.5，所述元素M为Ga、Al、Cu、Ge、Sn中的至少3种元素。
进一步的，其中，所述稀土掺入元素RIII的重量占比大于所述稀土强化元素RII的重量占比。这样可以使得强化元素添加量不会过高，大大降低了合金的生产成本。
进一步的，所述钕铁硼合金粉末通过依次添加所述稀土主体元素RI、稀土掺入元素RIII、稀土强化元素RII、元素M进行熔炼，经甩带速凝成合金铸片，再通过氢碎、气流磨制备形成。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种低成本高矫顽力钕铁硼合金及其制备方法进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
发明实施例1
步骤S1、配置原料：按(Pr2Nd8)30Dy0.5La2FebalB0.9(AlGaGe)5合金的重量比称重配置物料，稀土主体合金选取Pr2Nd8，其他元素均以中间合金化合物形式添加，余量bal为Fe；
步骤S2、熔炼：将步骤S1称重的配置物料中的主体合金Pr2Nd8、La元素物料投入真空熔炼炉，将真空熔炼炉内的真空度抽至4.5Pa时开始加热，加热温度为1600℃，等待金属Nd、Pr熔化时，停止抽真空和加热，当温度稳定在1520℃时，投入Dy元素组分继续熔炼，向真空熔炼炉内充入氩气至炉内压力达到0.04MPa，加入AlGaGe元素物料，继续加热，最后依次加入纯Fe、B-Fe合金，熔炼使其达到均匀；
步骤S3、冷却铸片：当步骤S1中的全部元素的组分物料均熔化后，清除熔渣，继续熔炼10min，开始甩带工序，熔炼过程中熔液温度控制在1430℃，铜辊线速度达到4m/s，以制备成合金速凝铸片，得到成分均匀，取向一致的合金组织；
步骤S4、氢碎、气流磨制粉：将步骤S3获取的合金速凝铸片进行氢碎处理，得到合金粉末，合金粉末的平均粒度D50＝350μm，将经脱氢后的合金粉末投入气流磨机内，与润滑剂混合均匀，然后进行气流磨制备成尺寸均匀的合金精细粉，合金精细粉粒度控制在平均粒度D50＝4μm；
步骤S5、磁场取向成型、等静压：将步骤S4制得的合金精细粉填充至模具腔内，在取向磁场压机中取向成型制得钕铁硼生坯，钕铁硼生坯的密度为3g/cm3，进一步地将生坯装入等静压机处理得到等静压坯料，钕铁硼生坯在等静压过程中，等静压机控制压力为50MPa、保持10s，然后缓慢释压，释压时间控制为2min，以使经等静压后的等静压坯料密度提高至 4.2g/cm3；
步骤S6、烧结：将步骤S5制备的等静压坯料装入等距阵列料盘，再将料盘装入真空烧结炉中，抽真空后加热烧结，先在真空度为0.001Pa，900℃的条件下保温2.5h；再升温到1050℃，保温3h；然后降温至880℃，保温2.5h回火后；随后继续在500℃的温度下保温 2h；最后冷却至室温，得到钕铁硼合金产品，记作A1。
发明实施例2
步骤S1、配置原料：按(Pr2Nd8)25Dy0.5La7FebalB0.9(AlGaGe)5合金的重量比称重配置物料，稀土主体合金选取Pr2Nd8，其他元素均以中间合金化合物形式添加，余量bal为Fe；
步骤S2、熔炼：将步骤S1称重的配置物料中的主体合金Pr2Nd8、La元素物料投入真空熔炼炉，将真空熔炼炉内的真空度抽至4.5Pa时开始加热，加热温度为1600℃，等待金属Nd、Pr熔化时，停止抽真空和加热，当温度稳定在1520℃时，投入Dy元素组分继续熔炼，向真空熔炼炉内充入氩气至炉内压力达到0.04MPa，加入AlGaGe元素物料，继续加热，最后依次加入纯Fe、B-Fe合金，熔炼使其达到均匀；
步骤S3、冷却铸片：当步骤S1中的全部元素的组分物料均熔化后，清除熔渣，继续熔炼10min，开始甩带工序，熔炼过程中熔液温度控制在1430℃，铜辊线速度达到4m/s，以制备成合金速凝铸片，得到成分均匀，取向一致的合金组织；
步骤S4、氢碎、气流磨制粉：将步骤S3获取的合金速凝铸片进行氢碎处理，得到合金粉末，合金粉末的平均粒度D50＝350μm，将经脱氢后的合金粉末投入气流磨机内，与润滑剂混合均匀，然后进行气流磨制备成尺寸均匀的合金精细粉，合金精细粉粒度控制在平均粒度D50＝4μm；
步骤S5、磁场取向成型、等静压：将步骤S4制得的合金精细粉填充至模具腔内，在取向磁场压机中取向成型制得钕铁硼生坯，钕铁硼生坯的密度为3g/cm3，进一步地将生坯装入等静压机处理得到等静压坯料，钕铁硼生坯在等静压过程中，等静压机控制压力为50MPa、保持10s，然后缓慢释压，释压时间控制为2min，以使经等静压后的等静压坯料密度提高至4.2g/cm3；
步骤S6、烧结：将步骤S5制备的等静压坯料装入等距阵列料盘，再将料盘装入真空烧结炉中，抽真空后加热烧结，先在真空度为0.001Pa，900℃的条件下保温2.5h；再升温到1050℃，保温3h；然后降温至880℃，保温2.5h回火后；随后继续在500℃的温度下保温 2h；最后冷却至室温，得到钕铁硼合金产品，记作A2。
发明实施例3
步骤S1、配置原料：按(Pr2Nd8)30Dy1La5FebalB1(AlGaGe)4合金的重量比称重配置物料，稀土主体合金选取Pr2Nd8，其他元素均以中间合金化合物形式添加，余量bal为Fe；
步骤S2、熔炼：将步骤S1称重的配置物料中的主体合金Pr2Nd8、La元素物料投入真空熔炼炉，将真空熔炼炉内的真空度抽至4.3Pa时开始加热，加热温度为1600℃，等待金属Nd、Pr熔化时，停止抽真空和加热，当温度稳定在1530℃时，投入Dy元素组分继续熔炼，向真空熔炼炉内充入氩气至炉内压力达到0.04MPa，加入AlGaGe元素物料，继续加热，最后依次加入纯Fe、B-Fe合金，熔炼使其达到均匀；
步骤S3、冷却铸片：当步骤S1中的全部元素的组分物料均熔化后，清除熔渣，继续熔炼8min，开始甩带工序，熔炼过程中熔液温度控制在1430℃，铜辊线速度达到4m/s，以制备成合金速凝铸片，得到成分均匀，取向一致的合金组织；
步骤S4、氢碎、气流磨制粉：将步骤S3获取的合金速凝铸片进行氢碎处理，得到合金粉末，合金粉末的平均粒度D50＝400μm，将经脱氢后的合金粉末投入气流磨机内，与润滑剂混合均匀，然后进行气流磨制备成尺寸均匀的合金精细粉，合金精细粉粒度控制在平均粒度D50＝4μm；
步骤S5、磁场取向成型、等静压：将步骤S4制得的合金精细粉填充至模具腔内，在取向磁场压机中取向成型制得钕铁硼生坯，钕铁硼生坯的密度为3.5g/cm3，进一步地将生坯装入等静压机处理得到等静压坯料，钕铁硼生坯在等静压过程中，等静压机控制压力为50MPa、保持10s，然后缓慢释压，释压时间控制为2min，以使经等静压后的等静压坯料密度提高至4.5g/cm3；
步骤S6、烧结：将步骤S5制备的等静压坯料装入等距阵列料盘，再将料盘装入真空烧结炉中，抽真空后加热烧结，先在真空度为0.001Pa，900℃的条件下保温2.5h；再升温到1050℃，保温3h；然后降温至880℃，保温2.5h回火后；随后继续在500℃的温度下保温 2h；最后冷却至室温，得到钕铁硼合金产品，记作A3。
发明实施例4
步骤S1、配置原料：按(Pr2Nd8)30Tb0.5Ce2FebalB0.9Sn5合金的重量比称重配置物料，稀土主体合金选取Pr2Nd8，其他元素均以中间合金化合物形式添加，余量bal为Fe；
步骤S2、熔炼：将步骤S1称重的配置物料中的主体合金Pr2Nd8、Ce元素物料投入真空熔炼炉，将真空熔炼炉内的真空度抽至4.5Pa时开始加热，加热温度为1600℃，等待金属Nd、Pr熔化时，停止抽真空和加热，当温度稳定在1520℃时，投入Tb元素组分继续熔炼，向真空熔炼炉内充入氩气至炉内压力达到0.04MPa，加入Sn元素物料，继续加热，最后依次加入纯Fe、B-Fe合金，熔炼使其达到均匀；
步骤S3、冷却铸片：当步骤S1中的全部元素的组分物料均熔化后，清除熔渣，继续熔炼8min，开始甩带工序，熔炼过程中熔液温度控制在1430℃，铜辊线速度达到4m/s，以制备成合金速凝铸片，得到成分均匀，取向一致的合金组织；
步骤S4、氢碎、气流磨制粉：将步骤S3获取的合金速凝铸片进行氢碎处理，得到合金粉末，合金粉末的平均粒度D50＝350μm，将经脱氢后的合金粉末投入气流磨机内，与润滑剂混合均匀，然后进行气流磨制备成尺寸均匀的合金精细粉，合金精细粉粒度控制在平均粒度D50＝4μm；
步骤S5、磁场取向成型、等静压：将步骤S4制得的合金精细粉填充至模具腔内，在取向磁场压机中取向成型制得钕铁硼生坯，钕铁硼生坯的密度为3.5g/cm3，进一步地将生坯装入等静压机处理得到等静压坯料，钕铁硼生坯在等静压过程中，等静压机控制压力为50MPa、保持10s，然后缓慢释压，释压时间控制为2min，以使经等静压后的等静压坯料密度提高至4.5g/cm3；
步骤S6、烧结：将步骤S5制备的等静压坯料装入等距阵列料盘，再将料盘装入真空烧结炉中，抽真空后加热烧结，先在真空度为0.001Pa，900℃的条件下保温2.5h；再升温到1050℃，保温3h；然后降温至880℃，保温2.5h回火后；随后继续在500℃的温度下保温 2h；最后冷却至室温，得到钕铁硼合金产品，记作A4。
对比实施例
对比实施例1
步骤S1、配置原料：检查各组分原料外观，按(Pr2Nd8)30La2FebalB0.9合金的重量比称重配置物料，稀土主体合金选取Pr2Nd8，其他元素均以中间合金化合物形式添加，余量bal为Fe；
步骤S2、熔炼：将步骤S1称重的配置物料中的主体合金Pr2Nd8、La元素物料投入真空熔炼炉，将真空熔炼炉内的真空度抽至4.5Pa时开始加热，加热温度为1600℃，等待金属Nd、Pr熔化时，停止抽真空和加热，向真空熔炼炉内充入氩气至炉内压力达到0.04MPa，继续加热，最后依次加入纯Fe、B-Fe合金，熔炼使其达到均匀；
步骤S3、冷却铸片：当步骤S1中的全部元素的组分物料均熔化后，清除熔渣，继续熔炼10min，开始甩带工序，熔炼过程中熔液温度控制在1430℃，铜辊线速度达到4m/s，以制备成合金速凝铸片，得到成分均匀，取向一致的合金组织；
步骤S4、氢碎、气流磨制粉：将步骤S3获取的合金速凝铸片进行氢碎处理，得到合金粉末，合金粉末的平均粒度D50＝350μm，将经脱氢后的合金粉末投入气流磨机内，与润滑剂混合均匀，然后进行气流磨制备成尺寸均匀的合金精细粉，合金精细粉粒度控制在平均粒度D50＝4μm；
步骤S5、磁场取向成型、等静压：将步骤S4制得的合金精细粉填充至模具腔内，在取向磁场压机中取向成型制得钕铁硼生坯，钕铁硼生坯的密度为3g/cm3，进一步地将生坯装入等静压机处理得到等静压坯料，钕铁硼生坯在等静压过程中，等静压机控制压力为50MPa、保持10s，然后缓慢释压，释压时间控制为2min，以使经等静压后的等静压坯料密度提高至 4.2g/cm3；
步骤S6、烧结：将步骤S5制备的等静压坯料装入等距阵列料盘，再将料盘装入真空烧结炉中，抽真空后加热烧结，先在真空度为0.001Pa，900℃的条件下保温2.5h；再升温到1050℃，保温3h；然后降温至880℃，保温2.5h回火后；随后继续在500℃的温度下保温 2h；最后冷却至室温，得到钕铁硼合金产品，记作B1。
对比实施例2
步骤S1、配置原料：检查各组分原料外观，按(Pr2Nd8)30Dy0.5FebalB0.9(AlGaGe)5合金的重量比称重配置物料，稀土主体合金选取Pr2Nd8，其他元素均以中间合金化合物形式添加，余量bal为Fe；
步骤S2、熔炼：将步骤S1称重的配置物料中的主体合金Pr2Nd8元素物料投入真空熔炼炉，将真空熔炼炉内的真空度抽至4.5Pa时开始加热，加热温度为1600℃，等待金属Nd、Pr熔化时，停止抽真空和加热，当温度稳定在1520℃时，投入Dy元素组分继续熔炼，向真空熔炼炉内充入氩气至炉内压力达到0.04MPa，加入AlGaGe元素物料，继续加热，最后依次加入纯Fe、B-Fe合金，熔炼使其达到均匀；
步骤S3、冷却铸片：当步骤S1中的全部元素的组分物料均熔化后，清除熔渣，继续熔炼10min，开始甩带工序，熔炼过程中熔液温度控制在1430℃，铜辊线速度达到4m/s，以制备成合金速凝铸片，得到成分均匀，取向一致的合金组织；
步骤S4、氢碎、气流磨制粉：将步骤S3获取的合金速凝铸片进行氢碎处理，得到合金粉末，合金粉末的平均粒度D50＝350μm，将经脱氢后的合金粉末投入气流磨机内，与润滑剂混合均匀，然后进行气流磨制备成尺寸均匀的合金精细粉，合金精细粉粒度控制在平均粒度D50＝4μm；
步骤S5、磁场取向成型、等静压：将步骤S4制得的合金精细粉填充至模具腔内，在取向磁场压机中取向成型制得钕铁硼生坯，钕铁硼生坯的密度为3g/cm3，进一步地将生坯装入等静压机处理得到等静压坯料，钕铁硼生坯在等静压过程中，等静压机控制压力为50MPa、保持10s，然后缓慢释压，释压时间控制为2min，以使经等静压后的等静压坯料密度提高至 4.2g/cm3；
步骤S6、烧结：将步骤S5制备的等静压坯料装入等距阵列料盘，再将料盘装入真空烧结炉中，抽真空后加热烧结，先在真空度为0.001Pa，900℃的条件下保温2.5h；再升温到1050℃，保温3h；然后降温至880℃，保温2.5h回火后；随后继续在500℃的温度下保温 2h；最后冷却至室温，得到钕铁硼合金产品，记作B2。
对比实施例3
步骤S1、配置原料：检查各组分原料外观，按(Pr2Nd8)30Dy1.2La0.5FebalB0.9(AlGaGe)5合金的重量比称重配置物料，稀土主体合金选取Pr2Nd8，其他元素均以中间合金化合物形式添加，余量bal为Fe；
步骤S2、熔炼：将步骤S1称重的配置物料中的主体合金Pr2Nd8元素物料投入真空熔炼炉，将真空熔炼炉内的真空度抽至4.5Pa时开始加热，加热温度为1600℃，等待金属Nd、Pr熔化时，停止抽真空和加热，当温度稳定在1520℃时，投入Dy元素组分继续熔炼，向真空熔炼炉内充入氩气至炉内压力达到0.04MPa，加入AlGaGe元素物料，继续加热，最后依次加入纯Fe、B-Fe合金，熔炼使其达到均匀；
步骤S3、冷却铸片：当步骤S1中的全部元素的组分物料均熔化后，清除熔渣，继续熔炼10min，开始甩带工序，熔炼过程中熔液温度控制在1430℃，铜辊线速度达到4m/s，以制备成合金速凝铸片，得到成分均匀，取向一致的合金组织；
步骤S4、氢碎、气流磨制粉：将步骤S3获取的合金速凝铸片进行氢碎处理，得到合金粉末，合金粉末的平均粒度D50＝350μm，将经脱氢后的合金粉末投入气流磨机内，与润滑剂混合均匀，然后进行气流磨制备成尺寸均匀的合金精细粉，合金精细粉粒度控制在平均粒度D50＝4μm；
步骤S5、磁场取向成型、等静压：将步骤S4制得的合金精细粉填充至模具腔内，在取向磁场压机中取向成型制得钕铁硼生坯，钕铁硼生坯的密度为3g/cm3，进一步地将生坯装入等静压机处理得到等静压坯料，钕铁硼生坯在等静压过程中，等静压机控制压力为50MPa、保持10s，然后缓慢释压，释压时间控制为2min，以使经等静压后的等静压坯料密度提高至 4.2g/cm3；
步骤S6、烧结：将步骤S5制备的等静压坯料装入等距阵列料盘，再将料盘装入真空烧结炉中，抽真空后加热烧结，先在真空度为0.001Pa，900℃的条件下保温2.5h；再升温到1050℃，保温3h；然后降温至880℃，保温2.5h回火后；随后继续在500℃的温度下保温 2h；最后冷却至室温，得到钕铁硼合金产品，记作B3。
测试实施例
将发明实施例1-4制备的钕铁硼合金材料A1-A4和对比实施例1-3制备的钕铁硼合金材料B1-B3按照以下标准进行以下性能测试，测试结果置于下表1中。
性能测试在AMT-4型磁化特性自动测量仪上进行，测试试样尺寸为25cm*宽20cm*厚1cm，测试得到剩磁和矫顽力指标数据。
表1性能测试结果
由上表可以看出：
A1和B1对比，在引入稀土强化Dy元素和低熔点元素(AlGaGe)后，合金的矫顽力得到显著提升，其原因是低熔点元素在合金中生成低熔点相构成的晶界扩散通道，进而促使稀土强化元素在低熔点元素形成的晶界通道内充分扩散直入主相的表层从而形成扩散层，使得矫顽力得到提升；
A2和B1对比，由于稀土强化元素在低熔点元素形成的晶界通道内充分扩散直入主相的表层从而形成扩散层，可提高合金的矫顽力，同时又以镧系低成本稀土元素对主体稀土元素进行替代，结合工艺的优化，有效降低材料的应用成本，因此A2相比较于B1，在保证合金矫顽力的同时亦可降低整体制备成本；
A2和A1对比，A2相比较于A1，合金矫顽力略低，二者差别不大，因此可表明以较高重量占比的镧系低成本稀土元素对主体稀土元素进行替代，结合工艺的优化，也可在有效降低材料成本的同时，保持合金的较高矫顽力。
A3和A1、B1对比，A3相比较于B1，合金矫顽力明显提升，A3相比较于A1，合金矫顽力略低，A3相比较于A1重稀土强化元素重量占比高，低熔点元素重量占比低，合金A3中的重稀土强化元素在沿低熔点相构成的晶界均匀扩散效果不如A1，但是由于A3在等静压过程中制备的等静压坯料密度大于A1，且在烧结过程中，其前期保温温度、升温的最高温度和回火温度均大于A1，因而虽然A3相比较于A1合金矫顽力略低，但二者差别并不大；所以本发明的制备方法通过合理调控磁场取向成型、等静压、烧结过程中的各个工艺参数，进而针对不同重量配比的合金的制备进行适应性调节，改善不同重量配比钕铁硼合金的矫顽力，以获得高矫顽力的钕铁硼合金。
A4和A1对比，A4的矫顽力大于A1，因此选取三种低熔点元素掺入合金起到的提升矫顽力的效果优于只选取一种低熔点元素掺入合金所能起到的效果；
A1和B2对比，仅引入稀土强化Dy元素的合金B2与同时引入重稀土强化元素Dy和轻稀土掺入元素的合金A1相比，B2合金的矫顽力低于A1合金的矫顽力，因此表明在额外添加轻稀土掺入元素配合稀土强化元素加入合金中，可略微提高合金的矫顽力。
A1和B3对比，A1相比较于B3，合金矫顽力明显更高，这是由于B3中引入的重稀土强化元素Dy的重量比大于轻稀土掺入元素的重量比，进而导致在合金烧结过程中，重稀土强化元素无法全部沿低熔点相构成的晶界均匀扩散直入主相的表层中，使得部分重稀土强化元素的扩散效果变差，无法达到合金A1所能达到的矫顽力性能。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种低成本高矫顽力钕铁硼合金，其特征在于，所述钕铁硼合金的成分通式为RIxRIIyRIIIzFe(100-x-y-z-u-v)BuMv，RI为稀土主体元素Pr、Nd组合形成的合金Pr2Nd8，RII为稀土强化元素Tb、Dy、Ho、Gd中的一种或几种组合，RIII为元素La、Ce中的一种或两种组合；M为Ga、Al、Cu、Ge、Sn中的一种或几种组合，其中，x、y、z、u、v为重量百分比，所述钕铁硼合金按重量占比22.5≤x≤31.5，0.1≤y≤1.2，0.5≤z≤11.5，0.8≤u≤1.05，0.1≤v≤6.5搭配，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的低成本高矫顽力钕铁硼合金，其特征在于，其中，所述稀土掺入元素RIII的添加重量占比z为0.5～5。
3.根据权利要求1所述的低成本高矫顽力钕铁硼合金，其特征在于，其中，M的添加重量占比v为4.5～5.5，M为Ga、Al、Cu、Ge、Sn中的至少3种元素的组合。
4.根据权利要求1所述的低成本高矫顽力钕铁硼合金，其特征在于，其中，所述稀土掺入元素RIII的重量占比大于所述稀土强化元素RII的重量占比。
5.根据权利要求1所述的低成本高矫顽力钕铁硼合金，其特征在于，所述钕铁硼合金粉末通过依次添加所述稀土主体元素RI、稀土掺入元素RIII、稀土强化元素RII、元素M进行熔炼，经甩带速凝成合金铸片，再通过氢碎、气流磨制备形成。
6.一种制备权利要求1-5任一项低成本高矫顽力钕铁硼合金的方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
步骤S1、配置原料：按RIxRIIyRIIIzFe(100-x-y-z-u-v)BuMv合金的重量比称重配置物料，RI为稀土主体元素Pr、Nd组合形成的合金Pr2Nd8，RII为稀土强化元素Tb、Dy、Ho、Gd中的一种或几种组合，RIII为元素镧La、铈Ce中的一种或两种组合，M为Ga、Al、Cu、锗Ge、Sn中的一种或几种组合，配置物料中的各元素组分物料的配比如下：RI元素物料、RII元素物料、RIII元素物料、B元素物料、M元素物料的重量比分别为22.5≤x≤31.5，0.1≤y≤1.2，0.5≤z≤11.5，0.8≤u≤1.05，0.1≤v≤6.5，余量为Fe；
步骤S2、熔炼：将步骤S1称重的配置物料中的RI元素物料、RIII元素物料投入真空熔炼炉，将所述真空熔炼炉内的真空度抽至4～4.5Pa时开始加热，加热温度为1540℃～1620℃，等待金属Nd、Pr熔化时，停止抽真空和加热，当温度稳定在1500～1540℃时，投入配置物料中的RII元素物料继续熔炼，向真空熔炼炉内充入保护气氛至炉内压力达到0.03MPa～0.04MPa，加入M元素物料，继续加热，最后依次加入纯Fe、B-Fe合金，熔炼使其达到均匀；
步骤S3、冷却铸片：当步骤S1中的全部元素的组分物料均熔化后，清除熔渣，继续熔炼5～10min，开始甩带工序，熔炼过程中熔液温度控制在1400-1450℃，铜辊线速度达到3.5-4.5m/s，以制备成合金速凝铸片，得到成分均匀，取向一致的合金组织；
步骤S4、氢碎、气流磨制粉：将步骤S3获取的合金速凝铸片进行氢碎处理，得到合金粉末，将经脱氢后的合金粉末投入气流磨机内，与润滑剂混合均匀，然后进行气流磨制备成尺寸均匀的合金精细粉；
步骤S5、磁场取向成型、等静压：将步骤S4制得的合金精细粉填充至模具腔内，在取向磁场压机中取向成型制得钕铁硼生坯，然后将钕铁硼生坯装入等静压机处理得到等静压坯料；
步骤S6、烧结：将步骤S5制备的等静压坯料装入等距阵列料盘，再将料盘装入真空烧结炉中，抽真空后加热烧结，经冷却后得到钕铁硼合金产品。
7.根据权利要求6所述的制备低成本高矫顽力钕铁硼合金的方法，其特征在于，所述步骤S4中氢碎处理后得到合金粉末粒度为325～425μm，经气流磨后获取的合金精细粉粒度为3～5μm。
8.根据权利要求6所述的制备低成本高矫顽力钕铁硼合金的方法，其特征在于，所述步骤S5制备的钕铁硼生坯密度为2.8-3.7g/cm3，钕铁硼生坯在等静压过程中，等静压机控制压力在20～100MPa范围内、保持5～10s，然后缓慢释压，释压时间为1～2min，以使经等静压后的等静压坯料密度提高至4.0～4.6g/cm3。
9.根据权利要求6所述的制备低成本高矫顽力钕铁硼合金的方法，其特征在于，所述步骤S6的加热烧结过程如下：先在真空度为0.001Pa～0.02Pa，850℃-950℃的条件下保温2-3h；再升温到1035-1100℃，保温2～3h；然后降温至840～920℃，保温2～3h回火后；继续在420～650℃的温度范围内保温1～2h；最后冷却至室温。
10.根据权利要求6所述的制备低成本高矫顽力钕铁硼合金的方法，其特征在于，所述步骤S2中的保护气氛为氩气。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210593017.7A CN114823028A (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 一种低成本高矫顽力钕铁硼合金及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210593017.7A CN114823028A (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 一种低成本高矫顽力钕铁硼合金及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114823028A true CN114823028A (zh) | 2022-07-29 |
Family
ID=82520013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210593017.7A Pending CN114823028A (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 一种低成本高矫顽力钕铁硼合金及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114823028A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104575920A (zh) * | 2013-10-16 | 2015-04-29 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 稀土永磁体及其制备方法 |
| CN106128675A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-11-16 | 广西南宁胜祺安科技开发有限公司 | 一种含镨钐元素的磁性材料及其制备方法 |
| CN106486227A (zh) * | 2015-09-01 | 2017-03-08 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种镧铈铁基永磁粉及其制备方法 |
| CN112509775A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-03-16 | 烟台首钢磁性材料股份有限公司 | 一种低量添加重稀土的钕铁硼磁体及其制备方法 |
| US20210233689A1 (en) * | 2018-07-18 | 2021-07-29 | Central Iron And Steel Research Institute | Ce-containing sintered rare-earth permanent magnet with having high toughness and high coercivity, and preparation method therefor |
| CN113838622A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-24 | 太原理工大学 | 一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法 |
| CN114334416A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-12 | 北京工业大学 | 一种固液相分离扩散工艺制备高性能钕铁硼磁体的方法 |
-
2022
- 2022-05-27 CN CN202210593017.7A patent/CN114823028A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104575920A (zh) * | 2013-10-16 | 2015-04-29 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 稀土永磁体及其制备方法 |
| CN106486227A (zh) * | 2015-09-01 | 2017-03-08 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种镧铈铁基永磁粉及其制备方法 |
| CN106128675A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-11-16 | 广西南宁胜祺安科技开发有限公司 | 一种含镨钐元素的磁性材料及其制备方法 |
| US20210233689A1 (en) * | 2018-07-18 | 2021-07-29 | Central Iron And Steel Research Institute | Ce-containing sintered rare-earth permanent magnet with having high toughness and high coercivity, and preparation method therefor |
| CN112509775A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-03-16 | 烟台首钢磁性材料股份有限公司 | 一种低量添加重稀土的钕铁硼磁体及其制备方法 |
| CN113838622A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-24 | 太原理工大学 | 一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法 |
| CN114334416A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-12 | 北京工业大学 | 一种固液相分离扩散工艺制备高性能钕铁硼磁体的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106920617B (zh) | 高性能钕铁硼稀土永磁材料及其制备方法 | |
| US11742120B2 (en) | Two-step diffusion method for preparing high-performance dual-main-phase sintered mischmetal-iron-boron magnet | |
| WO2021169887A1 (zh) | 一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用 | |
| CN111223627B (zh) | 钕铁硼磁体材料、原料组合物、制备方法、应用 | |
| CN111223624B (zh) | 一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用 | |
| WO2021169893A1 (zh) | 一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用 | |
| CN104575905A (zh) | 一种添加纳米铝粉制备烧结钕铁硼的方法 | |
| CN104575901A (zh) | 一种添加铽粉的钕铁硼磁体及其制备方法 | |
| CN1687470A (zh) | 一种利用废料制备钕铁硼合金的方法 | |
| CN103646742A (zh) | 一种钕铁硼磁体及其制备方法 | |
| WO2021169889A1 (zh) | 钕铁硼磁体材料、原料组合物、制备方法、应用 | |
| WO2021169890A1 (zh) | 钕铁硼磁体材料、原料组合物、制备方法、应用 | |
| WO2022258070A1 (zh) | 一种低成本高矫顽力富LaCe钕铁硼永磁体及其制备方法和应用 | |
| CN111223625A (zh) | 钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用 | |
| CN108987016B (zh) | 一种纳米晶钕铁硼磁体的制备工艺 | |
| CN102290180A (zh) | 稀土永磁材料及其制备方法 | |
| CN102982935B (zh) | 一种无重稀土永磁材料及其热压制备方法 | |
| CN110853857B (zh) | 含Ho和/或Gd的合金、稀土永磁体、原料、制备方法、用途 | |
| CN109550945B (zh) | 一种利用白云鄂博共伴生原矿混合稀土制备的永磁材料及其制备方法 | |
| CN108335897B (zh) | 一种NdCeFeB各向同性致密永磁体及其制备方法 | |
| CN110993235A (zh) | 一种高铁低铜型钐钴永磁材料及其制备方法 | |
| CN114823028A (zh) | 一种低成本高矫顽力钕铁硼合金及其制备方法 | |
| CN111554499A (zh) | 一种降低烧结钕铁硼永磁体氧含量的方法 | |
| CN108133797B (zh) | 一种抑制CeFe2相的混合稀土铁硼磁体的制备方法 | |
| CN113724956B (zh) | 一种双主相稀土永磁材料及其制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220729 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |