CN116386974A - 一种辅合金、稀土永磁材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明特别涉及一种辅合金、稀土永磁材料及其制备方法与应用，属于磁体材料技术领域，辅合金的化学成分包括：R2、T2和M2，各化学成分的质量关系满足：R2:T2:M2＝a2:(100‑a2‑c2):c2，其中，R2包括R21和R22，R21包括Pr和/或Nd，R22包括Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种，T2包括Fe和/或Co，M2包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种；该辅合金能够与磁本体粉末形成低温共烧结，抑制晶粒长大，同时贴合后续的时效处理温度，进一步优化晶界相的分布，一定程度上解决目前RE‑TM‑B磁粉混合烧结难以实现强化稀土资源的均衡使用的问题。

Description

一种辅合金、稀土永磁材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于磁体材料技术领域，特别涉及一种辅合金、稀土永磁材料及其制备方法与应用。
背景技术
烧结钕铁硼磁体作为目前综合磁性能最好的稀土永磁材料，广泛应用于新能源、新能源汽车、节能家电等低碳经济领域。
为增强钕铁硼磁体的性能，目前的方式是通过制备两组不同稀土种类和含量的RE-TM-B磁粉进行混合，随后进行烧结和时效处理得到磁体，其磁性能相比通过同类RE-TM-B型化学成分制备出的磁体性能有一定的优势。但其难以实现强化稀土元素，造成稀土资源有效利用率低，成本增加。
发明内容
本申请旨在至少能够在一定程度上解决目前RE-TM-B磁粉混合烧结难以实现强化稀土元素的问题，为此，本申请提供了一种辅合金、稀土永磁材料及其制备方法与应用。
本申请实施例第一方面提供了一种稀土永磁材料的辅合金，所述辅合金的化学成分包括：R2、T2和M2，R2、T2和M2的质量关系满足：R2:T2:M2＝a2:(100-a2-c2):c2，
其中，R2包括R21和R22，R21包括Pr和/或Nd，R22包括Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种，T2包括Fe和/或Co，M2包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种。
含有上述化学成分的辅合金可以理解为RE-T-M磁粉，能够与磁本体粉末协同作用达到低温共烧结，抑制晶粒长大，同时贴合后续的时效处理，进一步优化晶界相的分布。R2选自Pr、Nd、Gd、Ho、Dy和Tb等稀土元素，能与稀土永磁材料有较好的界面相容性。T2选自Fe和/或Co，一方面可作为晶籽促进共析反应，另一方面能与上述稀土元素的3d电子云存在一定交互作用，达到调整合金的自旋磁矩的作用。M2选自Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca等低熔点金属，一方面可调整合金的相变温度，改善添加剂的相容性，另一方面可调整晶体的晶格常数，降低界面的错配度。通过上述低温共烧结、晶粒粒径的限制和晶界相的分布优化，达到解决目前RE-TM-B磁粉混合烧结难以实现强化稀土元素的问题。
另外，根据本发明上述实施例的稀土永磁材料的辅合金，还可以具有如下附加的技术特征：
在一些实施方式中，a2的取值为60-95，c2的取值为5-40。
控制a2的取值为60-95，可避免在铸片过程中溶液粘度过大，造成难以连续生产；避免产生的过量的α相不稳定，造成在后续处理过程中易转变为其它杂项；同时避免β相的体积占比增多，造成对于T1相的错配度显著增大，不利于磁体的相容性。
控制c2的取值为5-40，可避免材料在冷却过程共析出RM相，造成合金的界面润湿性不足，同时可避免溶液粘度太大，造成不易批量化生产。
在一些实施方式中，所述辅合金的粒径为1μm-20μm。
控制平均粒径为1μm-20μm，避免辅合金粉末被氧化，造成使得晶界流动性变差；同时避免造成脱溶，产生熔池，进而影响磁性能。
本申请实施例第二方面提供了一种稀土永磁材料，所述稀土永磁材料的原料包括磁本体粉末和第一方面所述的辅合金粉末。
通过上述的辅合金和磁本体粉末进行混合烧结得到的产物，通过添加辅合金，与磁本体粉末形成低温共烧结，抑制晶粒长大，同时贴合后续的时效处理温度，进一步优化晶界相的分布，有效的减少了磁本体粉末中稀土元素的用量。
在一些实施方式中，所述磁本体粉末的化学成分为R1、T1、B和M1，R1、T1、B和M1的质量关系满足：R1:T1:B:M1＝a1:(100-a1-b1-c1):b1:c1，
其中，R1包括Y、La、Ce、Pr和Nd中的至少一种，T1包括Fe和/或Co，B为硼元素，M1包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg、Ca、Si、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta和Mo中的至少一种。
Y、La、Ce、Pr、Nd等轻稀土元素能够与Fe、Co等过渡族金属呈现铁磁性耦合；Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca属于低熔点温度的掺杂类元素，在T1相中存在一定的溶解度，对于磁体晶界相润湿性有一定的改善；Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta和Mo属于高熔点温度的掺杂类元素，在T1相中的溶解度较低，能抑制晶粒的长大。
在一些实施方式中，a1的取值为25-29，b1的取值为0.8-1.2，c1的取值为0.01-5。
通过控制a1的取值为25-29，能避免磁体的T1主相体积比降低，造成磁体的剩余磁化强度急剧降低，同时避免在高温冷却过程中，溶液先结晶出初次晶Fe相，随后通过包晶反应生成T1相，造成磁体中残留部分初次晶Fe，使得磁体的矫顽力在低场下显著降低。
在一些实施方式中，所述磁本体粉末的平均粒径为2.5μm-3.5μm。
控制磁本体粉末的平均粒径为2.5μm-3.5μm，避免氧化产生高熔点杂相，造成稀土元素损耗；同时避免杂散场增大，造成影响磁体的矫顽力。
在一些实施方式中，所述辅合金粉末的质量为所述磁本体粉末和辅合金粉末的混合物的1％-20％。
通过控制毛坯磁体中所述辅合金粉末的质量占比为1％-20％，可以在较少的重稀土元素的使用下保证烧结产物中有较多的晶界相，避免导致烧结产物的基体相产生较多的团聚现象；同时避免重稀土元素的使用量较多，导致重稀土元素对烧结钕铁硼磁体矫顽力的提升效率较低。
本申请实施例的第三方面提供了一种稀土永磁材料的制备方法，所述方法包括：
将磁本体粉末和第一方面所述的辅合金粉末进行混合和成型，获得毛坯磁体；
将所述毛坯磁体进行烧结，获得生坯磁片；
将所述生坯磁片进行时效热处理，获得磁体初品；
将磁体初品进行表面处理，获得稀土永磁材料。
通过将上述辅合金与磁本体粉末进行混合烧结，有效降低磁本体粉末的稀土元素的用量。
在一些实施方式中，所述毛坯磁体的密度为4.0g/cm3-4.5g/cm3。
通过磁场取向及冷等静压处理过后的毛坯磁体的相对密度一般为理论密度的50％-60％，根据理论密度可推算毛坯磁体的密度为4.0g/cm3-4.5g/cm3。
在一些实施方式中，所述烧结的温度为850℃-1050℃，所述烧结的时间为1h-20h，所述生坯磁片的密度为7.3g/cm3-7.9g/cm3。
常用的烧结温度基本控制在1060℃-1080℃区间。而由于辅合金的加入，得以在850℃-1050℃完成烧结，实现了在保证磁体致密度的条件下，尽可能的降低烧结温度，有效的抑制基体相晶粒长大，提高磁体的矫顽力。
在一些实施方式中，所述时效热处理的温度为400℃-600℃，所述时效热处理的时间为1h-5h。
在一些实施方式中，所述表面处理包括酸洗、超声和涂膜处理。
其中，所述涂膜处理包括磷化、镀锌和镀镍中的至少一种。
本申请实施例的第四方面提供了一种壳体，所述壳体由第二方面所述的稀土永磁材料制成。
该壳体由以上提供的稀土永磁材料制备而成，将该壳体包覆于生坯磁片，能够在较低稀土元素使用量的前提下，提高整个磁体的矫顽力，使得磁体具备良好的温度稳定性，进而提升磁体的磁性能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本申请实施例提供的方法的流程图；
图2是本申请实施例7提供的磁体背散射电子扫描显微镜图；
图3是本申请对比例1提供的磁体背散射电子扫描显微镜图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1
本实施例提供了一种稀土永磁材料的辅合金，所述辅合金的化学成分包括：R2、T2和M2，以质量计，R2:T2:M2＝a2:(100-a2-c2):c2，
R2包括R21和R22，R21可以选自Pr和/或Nd，R22可以选自Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种；
实际应用时，R21可以选自Pr、Nd元素中的一个，或是Pr、Nd元素的组合，R22可以选自上述元素中的1个，或是上述元素中的多个进行组合，例如两两组合、3种元素组合、4种元素组合等；
T2可以选自Fe和/或Co；
实际应用时，T2可以选自Fe、Co元素中的一个，或是Fe、Co元素的组合；
M2包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种；
M2可以选自上述元素中的1个，或是上述元素中的多个进行组合，例如两两组合、3种元素组合、4种元素组合等。
由于物质的磁性主要来自于原子磁性，原子的固有磁矩和相互左右差异会直接导致宏观物质的磁矩间的相互作用产生显著变化。顺磁性物质的原子磁矩在特定条件下呈混乱排列，在空间内各方向上的向量值均为零。因此，在通常情况下很难受到外加磁场的影响，适合改善永磁材料局部的退磁场和杂散场影响，从而提高磁体的综合磁性能。
根据海森堡交换和晶场模型，R-Fe/Co-B化合物体系在2-14-1区间范围内属于四方结构，由于局域3d-4f电子的相互作用，在室温条件下表现出很强的铁磁性。
关于R2，选择稀土元素，和稀土永磁材料有较好的界面相容性，由于晶场相互作用造成的轨道淬灭，3d电子几乎没有轨道磁矩，在不考虑平面各向异性和低温自旋重取向的条件下，R-R的相互作用在R-TM相互作用前几乎可以忽略不计，而稀土离子的晶场哈密顿量与晶体结构的对称性密切相关。因此，结合4f电子云图，本实施例优选Gd、Tb、Dy、Ho等重稀土元素。
关于T2，选择Fe或Co，一方面作为晶籽促进共析反应，另一方面3d电子云存在一定交互作用，调整合金的自旋磁矩。
关于M2，为低熔点金属，一方面调整合金的相变温度，改善添加剂的相容性，另一方面调整晶体的晶格常数，降低界面的错配度。Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca属于低熔点温度的掺杂类元素，在T1相中存在一定的溶解度，对于磁体晶界相润湿性有一定的改善，但当含量过高时，会稀释T1相的体积分数，造成磁体剩余磁化强度降低，而当含量过低时，会弱化晶界相的流动性，造成后续热处理过程中界面的缺陷密度增加，导致磁体的矫顽力降低。
具体的，所述辅合金的化学成分包括：R2、T2和M2，以质量计，R2:T2:M2＝a2:(100-a2-c2):c2，
其中，a2的取值可以为60-95，a2的取值包括但不限于60、65、70、75、80、85、90和95，c2的取值可以为5-40，c2的取值包括但不限于5、10、15、20、25、30、35和40。一般而言，T2的量的取值可以为1-20，包括但不限于1、5、10、15和20。
申请人在研发过程中发现：金属的自扩散激活能与熔点呈现一定线性关系，当R2a2>95，过量的R2元素不仅使得共晶温度显著升高，在速凝铸片过程中一方面溶液粘度太大，不易连续生产，且共析出来的R相十分容易氧化，在后续处理过程中易转变为其它杂项，导致后续处理过程中原子的迁移能力显著降低。而当R2a2<60时，不仅使得共晶温度显著升高，且共析出来的R-M相也将发生转变，使得后续处理过程中的二元共晶和三元共晶反应受到抑制。T2的量的取值>20时，在速凝铸片过程中容易产生软磁相，对于永磁材料的矫顽力有不利影响。T2的量的取值<1时，添加剂在后续使用过程中的会抑制共晶反应，不利于添加效果的增强。当M2c2>40时，材料在冷却过程共析出RM相，合金的界面润湿性不足，不利于添加效果。当M2c2<5时，如前所述，溶液粘度太大，不易批量化生产，此外生产的过量α相容易转变为其它杂项。
具体的，辅合金的平均粒径可以为1μm-20μm，辅合金的平均粒径包括但不限于1μm、5μm、10μm、15μm和20μm。
实际操作中，对于粒径的控制通过气流磨的分选轮转速调控实现粒径的控制。
在实际操作中，辅合金通过感应加热的方式进行熔炼，熔炼温度可以为400℃～980℃之间，熔炼温度取值包括但不限于400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃和980℃，熔炼时间可以为10分钟-30分钟，熔炼时间的取值包括但不限于10分钟、15分钟、20分钟、25分钟和30分钟，随后将溶液浇铸在冷却铜棍上，铜棍转速可以为1m/s-3m/s，铜棍转速取值包括但不限于1m/s、2m/s和3m/s。辅合金的破碎方式包括：通过氢破碎的方式进行粗破碎，脱氢温度可以为300℃-600℃，脱氢温度的取值包括但不限于300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃和600℃。然后将上述粗粉通过气流磨或者机械球磨的方式进行细破碎，气流磨分选轮转速可以为2500rpm-3500rpm，气流磨分选轮转速的取值包括但不限于2500rpm、3000rpm和3500rpm，球磨转速可以为100rpm-300rpm，球磨转速的取值包括但不限于100rpm、150rpm、200rpm、250rpm和300rpm，细粉的粒度可以为1μm-20μm，细粉的粒度的取值包括但不限于1μm、5μm、10μm、15μm和20μm。
该辅合金的用途包括：1、和磁本体粉末混合烧结制备稀土永磁材料，2、和粘接剂、溶剂混合制备成扩散物浆料，用以涂覆在生坯磁片上，后进行渗透处理，制备稀土永磁材料。
实施例2
本申请实施例提供了一种稀土永磁材料，所述稀土永磁材料的原料包括磁本体粉末和辅合金粉末；
所述辅合金粉末的化学成分包括：R2、T2和M2，以质量计，R2:T2:M2＝a2:(100-a2-c2):c2，
R2包括R21和R22，R21可以选自Pr和/或Nd，R22可以选自Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种；
实际应用时，R21可以选自Pr、Nd元素中的一个，或是Pr、Nd元素的组合，R22可以选自上述元素中的1个，或是上述元素中的多个进行组合，例如两两组合、3种元素组合、4种元素组合等；
T2可以选自Fe和/或Co；
实际应用时，T2可以选自Fe、Co元素中的一个，或是Fe、Co元素的组合；
M2包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种；
M2可以选自上述元素中的1个，或是上述元素中的多个进行组合，例如两两组合、3种元素组合、4种元素组合等。
具体的，以质量份数计，所述磁本体粉末的化学成分为R1a1T1(100-a1-b1-c1)Bb1M1c1，其中，R1可以选自Y、La、Ce、Pr和Nd中的至少一种，a1的取值可以为25-29，a1的取值包括但不限于25、26、27、28和29，T1可以选自Fe和/或Co，B为硼元素，b1的取值可以为0.8-1.2，b1的取值包括但不限于0.8、0.9、1.0、1.1和1.2，M1可以选自Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg、Ca、Si、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta和Mo中的至少一种，c1的取值可以为0.01-5，c1的取值包括但不限于0.01、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5和5。
关于R1，轻稀土离子中4f电子的总角动量与其总自旋角动量反平行排列，使得4f电子的总磁矩也反平行总自旋磁矩，结合R14f电子与过渡族金属Fe/Co的3d自旋磁矩耦合，可以推断出随着外层电子数的增加，R1总磁矩与过渡族金属的总磁矩呈现出铁磁性耦合向亚铁磁性耦合的方式转变，这样导致化合物的饱和磁化强度呈现递减的趋势。为此，在磁本体选择过程中，本申请实施例优选与过渡族金属呈现铁磁性耦合的轻稀土元素(Y、La、Ce、Pr、Nd)，从而保障磁体的室温磁化强度。
申请人在研发过程中发现：对于磁本体而言，当R1a1>29时，磁体的T1主相体积比将会明显降低，导致磁体的剩余磁化强度急剧降低；而当R1a1<25时，高温冷却过程中，溶液将首先会结晶出初次晶Fe相，随后通过包晶反应生成T1相，由于R1a1的不足，包晶反应不充分将导致磁体中残留部分初次晶Fe，使得磁体的矫顽力在低场下显著降低。因此本发明专利的R1a1含量控制在25～29之间，才能在保障昂贵稀土总量较低的同时，获得高的剩磁和矫顽力。
关于T1和M1，Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca属于低熔点温度的掺杂类元素，在T1相中存在一定的溶解度，对于磁体晶界相润湿性有一定的改善，但当含量过高时，会稀释T1相的体积分数，造成磁体剩余磁化强度降低，而当含量过低时，会弱化晶界相的流动性，造成后续热处理过程中界面的缺陷密度增加，导致磁体的矫顽力降低；Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta和Mo属于高熔点温度的掺杂类元素，在T1相中的溶解度较低，能抑制晶粒的长大。但当含量过高时，会稀释T1相的体积分数，造成磁体剩余磁化强度降低，而当含量过低时，晶粒长大的效果明显减弱，造成后续烧结过程中晶粒出现异常长大，导致磁体的矫顽力降低。
具体的，所述磁本体粉末的平均粒径为2.5μm-3.5μm，磁本体粉末的平均粒径包括但不限于2.5μm、3μm、3.5μm。
在具体操作中，对于粒径的控制通过气流磨的分选轮转速调控实现粒径的控制。
实施例3
本申请实施例提供了一种稀土永磁材料的制备方法，所述方法包括：
S13.得到磁本体粉末和辅合金粉末，其中，所述辅合金粉末的化学成分为R2、T2和M2，以质量计，R2:T2:M2＝a2:(100-a2-c2):c2，
其中，R2包括R21和R22，R21包括Pr和/或Nd，R22包括Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种，T2包括Fe和/或Co，M2包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种。
S23.将所述磁本体粉末和所述辅合金粉末进行混合和成型，获得毛坯磁体；
S33.将所述毛坯磁体进行烧结，获得生坯磁片；
S43.将所述生坯磁片进行时效热处理，获得磁体初品；
S53.将磁体初品进行表面处理，获得稀土永磁材料。
实际操作时，辅合金粉末的制备方法包括按照合金质量百分比化学成分R2a2T2(100-a2-c2)M2C2分别准备原材料，其中R1可以选自Pr、Nd、Gd、Ho、Dy、Tb中的一种或多种，60＜a2＜95，a2的取值包括但不限于60、65、70、75、80、85、90和95；T2可以选自Fe、Co中的一种或多种，M2可以选自Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg中的一种或多种，5＜c2＜40，c2的取值包括但不限于5、10、15、20、25、30、35和40。上述合金材料按照传统粉末冶金的手段制备为本体粉末，主要流程包括熔炼、甩带和破碎。
实际操作时，磁本体粉末制备包括按照合金质量百分比化学成分R1a1T1(100-a1-b1-c1)B1b1M1c1分别准备原材料，其中R1可以选自Y、La、Ce、Pr、Nd中的一种或多种，25＜a1＜29，a1的取值包括但不限于25、26、27、28和29；T1可以选自Fe、Co中的一种或多种，B1为B，0.8＜b1＜1.2，b1的取值包括但不限于0.8、0.9、1.0、1.1和1.2；M2可以选自Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg、Ca、Si、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta、Mo中的一种或多种，0.01＜c1＜5，c1的取值包括但不限于0.01、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5。上述合金材料按照传统粉末冶金的手段制备为本体粉末，主要流程包括熔炼、甩带和破碎。
磁本体粉末和辅合金粉末的制备过程中的熔炼采用速凝铸片的方式，速凝铸片是将各种不同的原材料通过感应加热的手段使之熔化，变成熔融的液体并均匀化，随后通过冷却形成合金。制备过程中的破碎采用氢破和气流磨两道工序所完成，由于基体相Nd2Fe14B和晶界相在吸氢过程中的膨胀系数存在显著差异。因此，速凝片在氢气气氛条件下，晶界富Nd相会首先氢化，引起晶界沿晶断裂产生大量的单晶磁粉颗粒。随后将氢破得到粗粉进行气流磨处理。气流磨制粉是利用高速气流(N2气)将粉末加速到超声速，使其相互对撞而破碎，随后通过调整分级轮转速获得粒度分布合适的磁粉。本实施例中，破碎的参数可以设置为喷嘴冲击气压0.6MPa，分选轮转速为2700r/min，在其他的实施例中，具体参数可以根据实际需要进行调整。
关于成型，为了获得具有高剩磁和高磁能积的磁体，需要将磁粉在外磁场的作用下沿易磁化(c轴)方向定向排列。本实施例中采用2T磁场取向压机结合冷等静压(200Mpa)的方式获得生坯的高取向度和致密度，在其他的实施例中，本领域技术人员可以根据实际需要调整具体工艺参数。
具体的，毛坯磁体中所述辅合金粉末的质量占比为1％-20％，毛坯磁体中所述辅合金粉末的质量占比包括但不限于1％、5％、10％、15％和20％。
具体的，毛坯磁体的密度为4.0g/cm3-4.5g/cm3，毛坯磁体的密度取值包括但不限于4.0g/cm3、4.1g/cm3、4.2g/cm3、4.3g/cm3、4.4g/cm3和4.5g/cm3。
关于烧结，由于磁粉颗粒是通过外加压力进行致密化处理，其结合方式为机械接触，导致磁粉的结合强度较低。为了进一步改进磁粉之间的接触效果，提高磁体的致密度和机械强度，通常还需要将磁体生坯进行烧结处理。
具体的，烧结的温度可以为850℃-1050℃，烧结的温度包括但不限于850℃、900℃、950℃、1000℃和1050℃，所述烧结的时间可以为1h-20h，烧结的时间包括但不限于1h、5h、10h、15h和20h；所述生坯磁片的密度为7.3g/cm3-7.9g/cm3，生坯磁片的密度包括但不限于7.3g/cm3、7.4g/cm3、7.5g/cm3、7.6g/cm3、7.7g/cm3、7.9g/cm3和7.9g/cm3。
具体的，所述时效热处理的温度为400℃-600℃，时效热处理的温度取值包括但不限于400℃、450℃、500℃、550℃和600℃，所述时效热处理的时间为1h-5h，时效热处理的时间取值包括但不限于1h、2h、3h、4h和5h。
具体的，表面处理包括酸洗、超声和涂膜处理，所述涂膜处理包括磷化、镀锌和镀镍中的至少一种。
实施例4
本申请实施例提出了一种稀土永磁材料的应用，所述应用包括将所述稀土永磁材料用于家电和新能源汽车的制备，所述稀土永磁材料的原料包括磁本体粉末和辅合金粉末；
所述辅合金粉末的化学成分为R2、T2和M2，以质量计，R2:T2:M2＝a2:(100-a2-c2):c2，
其中，R2包括R21和R22，R21包括Pr和/或Nd，R22包括Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种，T2包括Fe和/或Co，M2包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种。
实施例5
本实施例将辅合金和粘接剂、溶剂混合制备成扩散物浆料使用，本申请实施例提出一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，所述方法包括：
S15.将磁本体粉末和辅合金粉末混合并进行成型处理，获得毛坯磁体；
S25.将所述毛坯磁体进行烧结处理，获得生坯磁片；
S35.得到扩散物浆料；
S45.将所述扩散物浆料涂覆于所述生坯磁片表面，并进行渗透处理，得到烧结稀土永磁材料；
本实施例还提供了一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，方法包括:
S151.得到磁本体粉末、辅合金粉末和扩散物粉末；
S251.将所述磁本体粉末和所述辅合金粉末进行混合和成型，获得毛坯磁体；
S351.将所述毛坯磁体进行烧结，后进行机械加工，获得生坯磁片；
S451.将所述扩散物粉末、附着剂和溶剂进行混合，得到浆料；
S551.将所述浆料涂覆于所述生坯磁片表面，得到待渗透磁体；
S651.将所述待渗透磁体进行渗透处理，获得磁体初品；
S751.将磁体初品进行涂膜处理，获得稀土永磁材料；
具体的，以质量份数计，所述磁本体粉末的化学成分为R1a1T1(100-a1-b1-c1)Bb1M1c1，其中，R1包括Y、La、Ce、Pr和Nd中的至少一种，a1的取值为25-29，a1的取值包括但不限于25、26、27、28和29，T1包括Fe和/或Co，B为硼元素，b1的取值为0.8-1.2，b1的取值包括但不限于0.8、0.9、1.0、1.1和1.2，M1包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg、Ca、Si、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta和Mo中的至少一种，c1的取值为0.01-5，c1的取值包括但不限于0.01、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5。
关于R1，轻稀土离子中4f电子的总角动量与其总自旋角动量反平行排列，使得4f电子的总磁矩也反平行总自旋磁矩，结合R14f电子与过渡族金属Fe/Co的3d自旋磁矩耦合，可以推断出随着外层电子数的增加，R1总磁矩与过渡族金属的总磁矩呈现出铁磁性耦合向亚铁磁性耦合的方式转变，这样导致化合物的饱和磁化强度呈现递减的趋势。为此，在磁本体选择过程中，本申请实施例优选与过渡族金属呈现铁磁性耦合的轻稀土元素(Y、La、Ce、Pr、Nd)，从而保障磁体的室温磁化强度。
申请人在研发过程中发现：对于磁本体而言，当R1a1>29时，磁体的T1主相体积比将会明显降低，导致磁体的剩余磁化强度急剧降低；而当R1a1<25时，高温冷却过程中，溶液将首先会结晶出初次晶Fe相，随后通过包晶反应生成T1相，由于R1a1的不足，包晶反应不充分将导致磁体中残留部分初次晶Fe，使得磁体的矫顽力在低场下显著降低。因此本发明专利的R1a1含量控制在25～29之间，才能在保障昂贵稀土总量较低的同时，获得高的剩磁和矫顽力。
关于T1和M1，Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca属于低熔点温度的掺杂类元素，在T1相中存在一定的溶解度，对于磁体晶界相润湿性有一定的改善，但当含量过高时，会稀释T1相的体积分数，造成磁体剩余磁化强度降低，而当含量过低时，会弱化晶界相的流动性，造成后续热处理过程中界面的缺陷密度增加，导致磁体的矫顽力降低；Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta和Mo属于高熔点温度的掺杂类元素，在T1相中的溶解度较低，能抑制晶粒的长大。但当含量过高时，会稀释T1相的体积分数，造成磁体剩余磁化强度降低，而当含量过低时，晶粒长大的效果明显减弱，造成后续烧结过程中晶粒出现异常长大，导致磁体的矫顽力降低。
具体的，所述磁本体粉末的平均粒径为2.5μm-3.5μm，磁本体粉末的平均粒径取值包括但不限于2.5μm、3.0μm和3.5μm。
控制平均粒径为2.5μm-3.5μm，避免被氧化产生高熔点杂相，造成一定稀土元素损耗；避免杂散场增大，影响磁体的矫顽力，对于粒径的控制通过气流磨的分选轮转速调控实现粒径的控制。
在实际操作中，磁本体粉末制备包括按照合金质量百分比化学成分R1a1T1(100-a1-b1-c1)B1b1M1c1分别准备原材料，其中R1为Y、La、Ce、Pr、Nd中的一种或多种，25＜a1＜29，a1的取值包括但不限于25、26、27、28和29；T1为Fe、Co中的一种或多种，B1为B，0.8＜b1＜1.2，b1的取值包括但不限于0.8、0.9、1.0、1.1和1.2；M1为Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg、Ca、Si、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta、Mo中的一种或多种，0.01＜c1＜5，c1的取值包括但不限于0.01、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5。上述合金材料按照传统粉末冶金的手段制备为本体粉末，主要流程包括熔炼、甩带和破碎。
具体的，以质量份数计，所述辅合金粉末的化学成分为R2a2T2(100-a2-c2)M2C2，其中，R2包括R21和R22，R21包括Pr和/或Nd，R22包括Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种，a2的取值为60-95，a2的取值包括但不限于60、65、70、75、80、85、90和95，T2包括Fe和/或Co，M2包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种，c2的取值为5-40，c2的取值包括但不限于5、10、15、20、25、30、35和40。
根据海森堡交换和晶场模型，R-Fe/Co-B化合物体系在2-14-1区间范围内属于四方结构，由于局域3d-4f电子的相互作用，在室温条件下表现出很强的铁磁性。
关于R2，由于晶场相互作用造成的轨道淬灭，3d电子几乎没有轨道磁矩，在不考虑平面各向异性和低温自旋重取向的条件下，R-R的相互作用在R-TM相互作用前几乎可以忽略不计，而稀土离子的晶场哈密顿量与晶体结构的对称性密切相关。因此，结合4f电子云图，本实施例优选Gd、Tb、Dy、Ho等重稀土元素。
申请人在研发过程中发现：对于辅合金而言，金属的自扩散激活能与熔点呈现一定线性关系，控制a2的取值为60-95，能够控制共晶温度，避免共析出来的R相被氧化，避免导致后续处理过程中原子的迁移能力降低，同时避免共析出来的R-M相发生转变，避免后续处理过程中的二元共晶和三元共晶反应受到抑制。
关于M2，Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca属于低熔点温度的掺杂类元素，在T1相中存在一定的溶解度，对于磁体晶界相润湿性有一定的改善，避免稀释T1相的体积分数，造成磁体剩余磁化强度降低，同时避免弱化晶界相的流动性，造成后续热处理过程中界面的缺陷密度增加，导致磁体的矫顽力降低。
具体的，辅合金粉末的平均粒径为1μm-20μm，辅合金粉末的取值包括但不限于1μm、5μm、10μm、15μm和20μm。
控制辅合金粉末的平均粒径为1μm-20μm，避免辅合金粉末被氧化，导致晶界流动性变差的问题，同时避免造成脱溶，产生熔池，进而对磁性能造成影响，对于粒径的控制通过气流磨的分选轮转速调控实现粒径的控制。
在实际操作中，辅合金粉末的制备方法包括按照合金质量百分比化学成分R2a2T2(100-a2-c2)M2C2分别准备原材料，其中R1为Pr、Nd、Gd、Ho、Dy、Tb中的一种或多种，60＜a2＜95，a2的取值包括但不限于60、65、70、75、80、85、90和95；T2为Fe、Co中的一种或多种，M2为Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg中的一种或多种，5＜c2＜40，c2的取值包括但不限于5、10、15、20、25、30、35和40。上述合金材料按照传统粉末冶金的手段制备为本体粉末，主要流程包括熔炼、甩带和破碎。
一般而言，磁本体粉末和辅合金粉末的制备过程中的熔炼采用速凝铸片的方式，速凝铸片是将各种不同的原材料通过感应加热的手段使之熔化，变成熔融的液体并均匀化，随后通过冷却形成合金。制备过程中的破碎采用氢破和气流磨两道工序所完成，由于基体相Nd2Fe14B和晶界相在吸氢过程中的膨胀系数存在显著差异。因此，速凝片在氢气气氛条件下，晶界富Nd相会首先氢化，引起晶界沿晶断裂产生大量的单晶磁粉颗粒。随后将氢破得到粗粉进行气流磨处理。气流磨制粉是利用高速气流(N2气)将粉末加速到超声速，使其相互对撞而破碎，随后通过调整分级轮转速获得粒度分布合适的磁粉。本实施例中，破碎的参数可以设置为喷嘴冲击气压0.6MPa，分选轮转速为2700r/min，在其他的实施例中，具体参数可以根据实际需要进行调整。
具体的，以质量份数计，所述扩散物粉末的化学成分为R3a3T3(100-a3-c3)M3C3，其中，R3包括R31和R32，R31包括Pr和/或Nd，R32包括Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种，a3的取值为60-95，a3的取值包括但不限于60、65、70、75、80、85、90和95，T3包括Fe和/或Co，M3包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种，c3的取值为5-40，c3的取值包括但不限于5、10、15、20、25、30、35和40。
具体的，扩散物粉末的平均粒径为1μm-20μm，扩散物粉末的平均粒径取值包括但不限于1μm、5μm、10μm、15μm和20μm。
扩散物粉末的化学成分、配比和制备方法的设计机理与辅合金粉末的设计机理具有相似性，具体可参见上述内容，在此不一一赘述。
关于成型，为了获得具有高剩磁和高磁能积的磁体，需要将磁粉在外磁场的作用下沿易磁化(c轴)方向定向排列。本实施例中采用2T磁场取向压机结合冷等静压(200Mpa)的方式获得生坯的高取向度和致密度，在其他的实施例中，本领域技术人员可以根据实际需要调整具体工艺参数。
具体的，毛坯磁体中所述辅合金粉末的质量占比为1％-20％，辅合金粉末的质量占比包括但不限于1％、5％、10％、15％和20％。
控制毛坯磁体中所述辅合金粉末的质量占比为1％-20％，在较少的重稀土元素的使用下保证烧结产物中有较多的晶界相，避免导致烧结产物的基体相产生较多的团聚现象，避免导致重稀土元素的使用量较多，导致重稀土元素对烧结稀土永磁材料矫顽力的提升效率较低。
具体的，毛坯磁体的密度为4.0g/cm3-4.5g/cm3，毛坯磁体的密度取值包括但不限于4.0g/cm3、4.1g/cm3、4.2g/cm3、4.3g/cm3、4.4g/cm3和4.5g/cm3。
通过磁场取向及冷等静压处理过后的毛坯磁体的相对密度一般为理论密度的50％-60％。
由于磁粉颗粒是通过外加压力进行致密化处理，其结合方式为机械接触，导致磁粉的结合强度较低。为了进一步改进磁粉之间的接触效果，提高磁体的致密度和机械强度，通常还需要将磁体生坯进行烧结处理。
关于烧结，烧结的温度为850℃-1050℃，烧结的温度包括但不限于850℃、900℃、950℃、1000℃和1050℃，所述烧结的时间为1h-20h，烧结的时间包括但不限于1h、5h、10h、15h和20h，所述生坯磁片的密度为7.3g/cm3-7.9g/cm3，生坯磁片的密度包括但不限于7.3g/cm3、7.4g/cm3、7.5g/cm3、7.6g/cm3、7.7g/cm3、7.9g/cm3和7.9g/cm3。
目前，常用的烧结温度基本控制在1060℃-1080℃区间。而本申请由于辅合金的加入，得以在850℃-1050℃完成烧结，实现了在保证磁体致密度的条件下，尽可能的降低烧结温度，有效的抑制基体相晶粒长大，提高磁体的矫顽力。
关于扩散物浆料，传统烧结钕铁硼合金化过程中添加重稀土元素，虽然能提高基体相的各向异性场，达到矫顽力增强的目的，但是由于这些元素在主相和晶界相中均匀分布，导致了重稀土元素的浪费；根据反磁化的形核理论而言，反向磁畴通常会优先在晶界缺陷处形核，主相晶界和晶粒表面是反磁化过程中的薄弱部位而晶界扩散的优势则在于重稀土元素仅仅富集在主相的外延层，不会大量进入晶粒内，在保证矫顽力增强的同时，降低了重稀土元素的使用量，并且避免了剩磁的大幅度降低；故本申请通过低熔点扩散物粉末表面渗透扩散处理的方式对烧结态磁体进行晶界扩散处理。
具体的，扩散物粉末、附着剂和溶剂的质量比为100:(0.5-2):100，扩散物粉末、附着剂和溶剂的质量比的取值包括但不限于100:0.5:100、100:1:100，100:1.5:100和100:2:100。
控制扩散物粉末、附着剂和溶剂的质量比为100:(0.5-2):100，通过附着剂和溶剂的合理配比，一方面利用溶剂的流动延展性使得粉末分布相对均匀，另一方面利用附着剂的粘结性使得粉末和基体有一定的结合力，不容易洒落，避免浆料的流动性会受到的影响，不利于自动化生产；或在基体表面流挂。
本实施例中，附着剂可以选自聚乙烯吡咯烷酮、乙酸乙酯、聚乙二醇和海藻酸钠中的至少一种；溶剂可以选自苯类、醇类和酮类中的至少一种，具体而言，苯类溶剂可以选自苯、甲苯和二甲苯等常见的溶剂，醇类溶剂可以选自乙醇、苯甲醇和乙二醇等常见的溶剂，酮类溶剂可以选自丙酮、甲基异丁基酮和环己酮等常见的溶剂。
具体的，将所述浆料涂覆于所述生坯磁片表面中，所述浆料的涂覆质量为所述生坯磁片质量的0.5％-5％，浆料的涂覆质量的占比包括但不限于0.5％、1％、1.5％、2.5％、3.5％、4.5％和5％。具体的，浆料涂覆在磁体c轴表面。
根据生坯磁片的渗透效率来判定涂覆浆料的总量，通常控制浆料的涂覆质量为所述生坯磁片质量的0.5％-5％，避免造成渗透过后磁片上的扩散物残余量偏多，使得原材料浪费，同时避免造成扩散物在磁片内部的渗透量不足，使得磁性能不达标。
关于渗透处理，渗透处理包括渗透热处理和时效热处理，所述渗透热处理的温度为600℃-900℃，渗透处理的温度的取值包括但不限于600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃和900℃，所述渗透热处理的时间为1h-10h，渗透热处理的时间的取值包括但不限于1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h和10h，所述时效热处理的温度为400℃-600℃，时效热处理的温度取值包括但不限于400℃、450℃、500℃、550℃和600℃，所述时效热处理的时间为1h-5h，时效热处理的时间取值包括但不限于1h、2h、3h、4h和5h。
具体的，涂膜处理包括酸洗、超声和涂膜处理，所述涂膜处理包括磷化、镀锌和镀镍中的至少一种。
实施例6
本申请实施例提供了一种烧结钕铁硼磁体材料(烧结钕铁硼磁体材料属于稀土永磁材料，下同)；所述烧结钕铁硼磁体材料含有渗透层，所述渗透层设置于所述烧结钕铁硼磁体材料的表面，且从表入里渗透有稀土元素，所述渗透层的微观组织包括基体相和晶界相，所述基体相的晶粒为含有内核主相和壳层硬磁相的核壳结构，所述壳层硬磁相的面积沿稀土元素的渗透方向呈梯度递减；其中，所述壳层硬磁相为RE2(Fe,Co,M)14B，
RE包括但不限于Nd、Y、La、Ce、Pr、Gd、Tb、Dy和Ho中的至少一种；
实际应用时，RE可以为上述元素中的1个，或是上述元素中的多个进行组合，例如两两组合、3种元素组合、4种元素组合等。
M包括但不限于润湿型元素和/或粒径抑制型元素，润湿型元素包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种，粒径抑制型元素包括Zr、Nb、Hf、Ti、V、Ta和Co中的至少一种；
实际应用时，M可以为润湿型元素，也可以为粒径抑制型元素，或者润湿型元素和粒径抑制型元素的组合。
基体相的晶粒粒径为2μm-6μm；
实际应用时，基体相的晶粒粒径可以为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm，但不限于上述粒径，后同。
需要说明的是，渗透层中渗透深度越深，其核壳结构越明显，烧结钕铁硼磁体材料的磁性能越好。
采用以上提供的方法制备的钕铁硼磁体形成了核壳梯度结构，即主相外延层富集渗透稀土元素(即重稀土元素)，而主相内部的化学成分特征基本保持不变。由于矫顽力主要取决于主相晶粒外延层的各向异性场这一固有特性，因此，若将渗透稀土元素富集在主相外延层，即提高了主相晶粒外延层的各向异性场，进而提高了烧结钕铁硼磁体材料的矫顽力，又显著降低了渗透稀土元素的使用量，解决了目前重稀土元素对烧结钕铁硼磁体材料矫顽力的提升效率较低的问题。
一般而言，内核主相为R`2(Fe,Co)14B，R`选自Pr、Gd、Ce、La和Y中的至少一种。
具体的，稀土元素的渗透深度至少达到800μm。
采用以上提供的方法制备的钕铁硼磁体在800μm处仍然可以检测到渗透稀土元素的存在，可见扩散效率和深度有了显著的提高。
具体的，所述渗透层由外向内包括第一渗透区和第二渗透区，所述第一渗透区的渗透稀土元素的浓度下降速率大于所述第二渗透区的渗透稀土元素的浓度下降速率，所述第一渗透区对应的磁体基体相的壳层厚度为所述磁体基体相半径的20％-40％。
采用以上提供的方法制备的钕铁硼磁体越外层的核壳结构越明显。
实施例7
一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，方法包括：
S17磁本体、辅合金材料制备
按照合金质量百分比化学成分(Nd0.75Pr0.25)25FebalCo2Cu0.2Al1.2Ga0.1Zr0.5Nb0.5B0.8、(Nd0.75Pr0.25)40Gd20FebalCo0.5Cu5分别对磁本体和辅合金进行配料，随后通过常规速凝铸片炉进行合金化制备，随后将合金片通过常规氢碎得到此本体和辅合金的粗粉，最后将这些粗粉通过气流磨的方式制备出平均粒径分别为3.1μm、3μm的细粉。
S27磁粉混合及成型
将S17工序获得的磁本体粉末和辅合金粉末按照质量百分比为99:1的比例投入双锥混料机中混料1小时。随后将上述混合均匀的粉末分别在2T、12MPa磁场取向压机和200MPa等静压机中进行取向成型处理得到密度为4.2g/cm3的毛坯磁体。
S37烧结及机加工
将S27工序得到的毛坯磁体放置在真空烧结炉中，在850℃条件下保温20小时进行烧结处理，得到的磁体密度为7.6g/cm3。随后将烧结处理过后的磁体通过线切割的方式加工成Φ10×2mm3的圆柱体。
S47热处理
将S37制备得到的磁体置于真空热处理炉中以5℃/min的升温速率加热至900℃保温1小时后进行风冷。随后再以5℃/min的升温速率加热至500℃保温1小时后进行风冷。
S57涂膜处理
将S47制备得到的磁体进行常规磷化处理得到最终的磁体。
实施例8
一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，方法包括：
S18磁本体、辅合金材料制备
按照合金质量百分比化学成分(Nd0.75Pr0.25)29FebalCo1Cu0.2Al0.8Zr0.2Hf0.5B1、(Nd0.75Pr0.25)40Ho40FebalCo0.5Cu5分别对磁本体和辅合金进行配料，随后通过常规速凝铸片炉进行合金化制备，随后将合金片通过常规氢碎得到此本体、辅合金及扩散物的粗粉，最后将这些粗粉通过气流磨的方式制备出平均粒径分别为3μm、10μm的细粉。
S28磁粉混合及成型
将S18工序获得的磁本体粉末和辅合金粉末按照质量百分比为99:1的比例投入双锥混料机中混料1小时。随后将上述混合均匀的粉末分别在2T、12MPa磁场取向压机和200MPa等静压机中进行取向成型处理得到密度为4.3g/cm3的毛坯磁体。
S38烧结及机加工
将S28工序得到的毛坯磁体放置在真空烧结炉中，在870℃条件下保温15小时进行烧结处理，得到的磁体密度为7.6g/cm3。随后将烧结处理过后的磁体通过线切割的方式加工成Φ10×2mm3的圆柱体。
S48热处理
将S38制备得到的磁体置于真空热处理炉中以5℃/min的升温速率加热至850℃保温1小时后进行风冷。随后再以5℃/min的升温速率加热至530℃保温1小时后进行风冷。
S58涂膜处理
将S48制备得到的磁体进行常规磷化处理得到最终的磁体。
实施例9
一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，方法包括：
S19磁本体、辅合金材料制备
按照合金质量百分比化学成分(Ce0.20Nd0.8)28FebalCo1Cu0.2Al0.2Si0.1Ta0.2B0.94、(Nd0.75Pr0.25)60Dy40FebalCo0.2Ga5分别对磁本体和辅合金进行配料，随后通过常规速凝铸片炉进行合金化制备，随后将合金片通过常规氢碎得到此本体、辅合金及扩散物的粗粉，最后将这些粗粉通过气流磨的方式制备出平均粒径分别为3μm、5μm的细粉。
S29磁粉混合及成型
将S19工序获得的磁本体粉末和辅合金粉末按照质量百分比为99:1的比例投入双锥混料机中混料1小时。随后将上述混合均匀的粉末分别在2T、12MPa磁场取向压机和200MPa等静压机中进行取向成型处理得到密度为4.5g/cm3的毛坯磁体。
S39烧结及机加工
将S29工序得到的毛坯磁体放置在真空烧结炉中，在1050℃条件下保温10小时进行烧结处理，得到的磁体密度为7.3g/cm3。随后将烧结处理过后的磁体通过线切割的方式加工成Φ10×2mm3的圆柱体。
S49热处理
将S3制备得到的磁体置于真空热处理炉中以5℃/min的升温速率加热至880℃保温1小时后进行风冷。随后再以5℃/min的升温速率加热至550℃保温1小时后进行风冷。
S59涂膜处理
将S49制备得到的磁体进行常规磷化处理得到最终的磁体。
对比例1
一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，方法包括：
S11.按照合金质量百分比成分(Nd0.75Pr0.25)25FebalCo2Cu0.2Al1.2Ga0.1Zr0.5Nb0.5B0.8进行配料，随后通过常规速凝铸片炉进行合金化制备，随后将合金片通过常规氢碎得到此本体的粗粉，最后将这些粗粉通过气流磨的方式制备出细粉。
S12.上述混粉末在2T、12MPa磁场取向压机和200MPa等静压机中进行取向成型处理得到毛坯磁体。
S13.将S12工序得到的毛坯磁体放置在真空烧结炉中，在850℃条件下保温20小时进行烧结处理。随后将烧结处理过后的磁体通过线切割的方式加工成Φ10×2mm3的圆柱体。
S14.将S13制备得到的磁体置于真空热处理炉中以5℃/min的升温速率加热至900℃保温1小时后进行风冷。随后再以5℃/min的升温速率加热至500℃保温1小时后进行风冷。
S15.将S14制备得到的磁体进行常规磷化处理得到最终的磁体。
对比例2
S21.按照合金质量百分比成分(Nd0.75Pr0.25)25FebalCo2Cu0.2Al1.2Ga0.1Zr0.5Nb0.5B0.8、(Nd0.75Ce0.25)30.5Fe68.6B0.9分别对磁本体、辅合金进行配料，随后通过常规速凝铸片炉进行合金化制备，随后将合金片通过常规氢碎得到此本体、辅合金及扩散物的粗粉，最后将这些粗粉通过气流磨的方式制备出细粉。
S22.将S21工序获得的磁本体粉末和辅合金粉末按照质量百分比为99：1的比例投入双锥混料机中混料1小时。随后将上述混合均匀的粉末分别在2T、12MPa磁场取向压机和200MPa等静压机中进行取向成型处理得到毛坯磁体。
S23.将S22工序得到的毛坯磁体放置在真空烧结炉中，在850℃条件下保温20小时进行烧结处理。随后将烧结处理过后的磁体通过线切割的方式加工成Φ10×2mm3的圆柱体。
S24将S23制备得到的磁体置于真空热处理炉中以5℃/min的升温速率加热至900℃保温1小时后进行风冷。随后再以5℃/min的升温速率加热至500℃保温1小时后进行风冷。
S25.将S24制备得到的磁体进行常规磷化处理得到最终的磁体。
对比例3
一种烧结钕铁硼磁体材料的制备方法，方法包括：
S31.按照合金质量百分比成分(Nd0.75Pr0.25)31FebalCo2Cu0.2Al1.2Ga0.1Zr0.5Nb0.5B1.3、(Nd0.75Pr0.25)40Gd10FebalCu5分别对磁本体、辅合金及扩散物进行配料，随后通过常规速凝铸片炉进行合金化制备，随后将合金片通过常规氢碎得到此本体、辅合金及扩散物的粗粉，最后将这些粗粉通过气流磨的方式制备出平均粒径分别为3.1μm和3μm的细粉。
S32.将S31工序获得的磁本体粉末和辅合金粉末按照质量百分比为99：1的比例投入双锥混料机中混料1小时。随后将上述混合均匀的粉末分别在2T、12MPa磁场取向压机和200MPa等静压机中进行取向成型处理得到毛坯磁体。
S33.将S32工序得到的毛坯磁体放置在真空烧结炉中，在850℃条件下保温20小时进行烧结处理。随后将烧结处理过后的磁体通过线切割的方式加工成Φ10×2mm3的圆柱体。
S34.将S33制备得到的磁体置于真空热处理炉中以5℃/min的升温速率加热至900℃保温1小时后进行风冷。随后再以5℃/min的升温速率加热至500℃保温1小时后进行风冷。
S35.将S34制备得到的磁体进行常规磷化处理得到最终的磁体。
实验例
将实施例7-9和对比例1-3制得的钕铁硼磁体进行性能检测，结果如下表所示。
Figure BDA0003427610420000201
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由表中数据可得，采用本实施例提供的方法制得的永磁稀土材料，可有效地降低磁本体粉末稀土用量，同时能较好的控制晶粒的大小，提升磁体的高温稳定性，通过对比例和实施例的数据比较可得，当某项参数不在本申请实施例提供的范围内时，会出现磁体耐温性能的提升性价比明显降低。
由图2和图3可知，采用本申请提供的辅合金进行混合烧结磁体的晶界相分布更加均匀，基体相被晶界相较好的分隔开。
本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本申请实施例提供的方法通过将辅合金和磁本体粉末进行混合烧结，实现磁本体材料的稀土总量较低(25％-29％)，可以减少稀土使用量，降低产品成本；
(2)本申请实施例提供的方法通过设计辅合金粉末的化学化学成分组成一方面可以降低烧结温度，抑制晶粒长大，提高磁性能；另一方面改善磁体晶界相的结构和分布，提高表面渗透的效率；
(3)本申请实施例提供的稀土永磁材料可应用于节能家电、新能源汽车、电梯及机器人等领域的永磁电机，磁体的工作温度为100℃-200℃。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种稀土永磁材料的辅合金，其特征在于，所述辅合金的化学成分包括：R2、T2和M2，R2、T2和M2的质量关系满足：R2:T2:M2＝a2:(100-a2-c2):c2，
其中，R2包括R21和R22，R21包括Pr和/或Nd，R22包括Gd、Ho、Dy和Tb中的至少一种，T2包括Fe和/或Co，M2包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg和Ca中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的稀土永磁材料的辅合金，其特征在于，a2的取值为60-95，c2的取值为5-40。
3.根据权利要求1所述的稀土永磁材料的辅合金，其特征在于，所述辅合金的粒径为1μm-20μm。
4.一种稀土永磁材料，其特征在于，所述稀土永磁材料的原料包括磁本体粉末和权利要求1-3任一项所述的辅合金粉末。
5.根据权利要求4所述的稀土永磁材料，其特征在于，所述磁本体粉末的化学成分为R1、T1、B和M1，R1、T1、B和M1的质量关系满足：R1:T1:B:M1＝a1:(100-a1-b1-c1):b1:c1，
其中，R1包括Y、La、Ce、Pr和Nd中的至少一种，T1包括Fe和/或Co，B为硼元素，M1包括Cu、Al、Zn、Ag、Ga、Mg、Ca、Si、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Ta和Mo中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的稀土永磁材料，其特征在于，所述磁本体粉末的化学成分为R1、T1、B和M1，R1、T1、B和M1的质量关系满足：R1:T1:B:M1＝a1:(100-a1-b1-c1):b1:c1，
其中，a1的取值为25-29，b1的取值为0.8-1.2，c1的取值为0.01-5。
7.根据权利要求4所述的稀土永磁材料，其特征在于，所述磁本体粉末的平均粒径为2.5μm-3.5μm。
8.根据权利要求4所述的稀土永磁材料，其特征在于，所述辅合金粉末的质量为所述磁本体粉末和辅合金粉末的混合物的1％-20％。
9.一种稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括:
将磁本体粉末和权利要求1-3任一项所述的辅合金粉末进行混合和成型，获得毛坯磁体；
将所述毛坯磁体进行烧结，获得生坯磁片；
将所述生坯磁片进行时效热处理，获得磁体初品；
将磁体初品进行表面处理，获得稀土永磁材料。
10.根据权利要求9所述的稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，所述毛坯磁体的密度为4.0g/cm3-4.5g/cm3。
11.根据权利要求9所述的稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为850℃-1050℃，所述烧结的时间为1h-20h，所述生坯磁片的密度为7.3g/cm3-7.9g/cm3。
12.根据权利要求9所述的稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，所述时效热处理的温度为400℃-600℃，所述时效热处理的时间为1h-5h。
13.根据权利要求9所述的稀土永磁材料的制备方法，其特征在于，所述表面处理包括酸洗、超声和涂膜处理。
14.一种壳体，其特征在于，所述壳体由权利要求4-8任意一项所述的稀土永磁材料制成。
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