一種低成本高矯頑力稀土永磁材料的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁，各組分的重量百分比為：稀土元素20?35％，硼0.8?1.5％，鋅0.02?0.2％，錳0.5?5％，鈦0.1?3％，錫0.02?0.5％，鋯0.02?0.5％，鉻0.02?0.5％，鋁0.5?5％，余量為鐵以及不可避免的雜質。該稀土永磁材料在力學性能和矯頑力方面均得到了較大的改善，并且成本低廉，制造穩定性高、制造方法簡單，容易實現大規模工業化生產。
【專利說明】
一種低成本高矯頑力稀土永磁材料
[0001]
技術領域
[0002] 本發明屬于合金領域，具體而言涉及一種電機用耐熱能力和力學性能都得到極大 提高并且成本低廉的稀土永磁材料。
【背景技術】
[0003] 自從1966年以來，永磁材料中增加了一個新成員，它就是"稀土永磁體"。由于稀 土永磁材料優異的性能，它的出現為應用打開了一扇全新的大門。特別是1983年問世的第 三代稀土永磁材料釹鐵硼，一直是當今世界上磁性最強的永磁材料。
[0004] 釹鐵硼稀土永磁材料是支撐現代社會的重要基礎材料，與人們的生活息息相關。 小到手表、照相機、錄音機、CD機、VCD機、計算機硬盤、光盤驅動器，大到汽車、發電機、懸 浮列車、醫療儀器等，永磁材料無所不在。在低碳生活中充滿了磁性材料，稀土永磁釹鐵硼 材料扮演著非常重要的角色，在風力發電、混合動力/電動汽車、節能家電等方面，都離不 開稀土永磁材料，其中直流永磁式風電機組、混合動力車的稀土永磁同步電機、變頻空調 中的稀土永磁變頻電機等都采用了釹鐵硼稀土永磁材料。
[0005] 釹鐵硼稀土永磁材料的抗拉、抗彎強度均較低，矯頑力也較低，使得磁體在加工過 程中容易開裂，掉渣，這大大降低了磁體的成品率和加工精度，提高了磁體的加工成本，限 制了磁體在高精度電機上的應用。
[0006]

【發明內容】

[0007] 本發明提供一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，該稀土永磁材料在力學性能和矯 頑力方面均得到了較大的改善，并且成本低廉，制造穩定性高、制造方法簡單，容易實現 大規模工業化生產。
[0008] 具體而言，本發明涉及一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、 鋅。
[0009] 在本發明一個具體的實施方式中，所述的一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包 括稀土元素、鐵、硼、鋅、猛、鈦、錫、錯、絡、錯。
[0010] 在本發明一個具體的實施方式中，所述的一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，其 中稀土元素為釹、鋪、鑭和鐠的組合。
[0011] 在本發明一個具體的實施方式中，所述的一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，其 中釹、鈰、鑭和鐠的重量比為20:0.5:2:1.5。
[0012]在本發明一個具體的實施方式中，所述的一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包 括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁，各組分的重量百分比為:稀土元素20-35%， 硼0.8-1.5%，鋅0.02-0.2%，錳0.5-5%，鈦0.1-3%，錫0.02-0.5%，鋯0.02-0.5%，鉻 0.02-0.5%，鋁0.5-5%，余量為鐵以及不可避免的雜質。
[0013]在本發明一個具體的實施方式中，所述的一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包 括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁，各組分的重量百分比為:稀土元素20-35%， 硼0.8-1.5%，鋅0.02-0.2%，錳0.5-5%，鈦0.1-3%，錫0.02-0.5%，鋯0.02-0.5%，鉻 0.02-0.5%，鋁0.5-5%，余量為鐵以及不可避免的雜質，稀土元素為釹、鈰、鑭和鐠的組 合。
[0014]在本發明一個具體的實施方式中，所述的一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，其 中釹、鈰、鑭和鐠的重量比為20:0.5:2:1.5。
[0015]在本發明一個具體的實施方式中，所述的一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包 括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁，各組分的重量百分比為:硼1.0%，鋅0.1%， 錳3%，鈦1.5%，錫0.3%，鋯0.1%，鉻0.2%，鋁3%，釹20%，鈰0.5%，鑭2%，鐠1.5%，余 量為鐵以及不可避免的雜質。
[0016] 在本發明一個具體的實施方式中，述的一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括 稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁，各組分的重量百分比為：硼1.2%，鋅0.14%， 錳2%，鈦2%，錫0.15%，鋯0.3%，鉻0.4%，鋁2%，釹24%，鈰0.6%，鑭2.4%，鐠1.8%，余 量為鐵以及不可避免的雜質。
[0017] 在本發明一個具體的實施方式中，所述的一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包 括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁，各組分的重量百分比為：硼1.4%，鋅 0.06%，錳 1%，鈦2.5%，錫0.45%，鋯0.4%、鉻0· 1%，鋁4.5%，釹28%，鈰0.7%，鑭 2.8%，鐠2.1%，余量為鐵以及不可避免的雜質。
[0018] 本發明的低成本高矯頑力稀土永磁材料可以采用普通的生產設備按照常規的方 法制備。例如，具體步驟可以包括： (1) 原材料準備:將經過表面清除的原材料按重量配比配料； (2) 熔煉:將上述配料置于中頻真空感應熔煉爐中熔煉成鑄錠;再將鑄錠放在真空爐 中均勻化處理，所述處理的溫度為850-950°C，時間為8-10小時； (3) 制粉:將均勻化處理的鑄錠研磨成3-5μπι的磁粉； (4) 磁場成型：將上述磁粉放在1.2Τ-2. OT的磁場中取向，以10MPa-20MPa的壓強壓制 成型； (5) 冷等靜壓:把成型好的磁粉以200MPa-300MPa的壓強進行等靜壓，等靜壓時間10-20分鐘； (6) 燒結:在真空氣淬爐中進行燒結，燒結溫度為1100-1180°C，燒結時間為4-5小時； (7) 時效處理:將燒結好的磁體進行兩次回火熱處理，第一次回火熱處理溫度為900-1000°C，時間為4-5小時，第二次回火熱處理溫度為400-600°C，時間為7-9小時； (8) 充磁，將經過上述步驟制備的磁體再次進行充磁，即得。
[0019] 本發明的稀土永磁材料在力學性能和矯頑力方面均得到了較大的改善，并且成本 低廉，制造穩定性高、制造方法簡單，容易實現大規模工業化生產。
[0020]
【具體實施方式】
[0021] 下面結合【具體實施方式】，對本發明作進一步說明。
[0022] 實施例1: 一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁， 各組分的重量百分比為：硼1.0%，鋅0.1%，錳3%，鈦1.5%，錫0.3%，鋯0.1%，鉻0.2%， 鋁3%，釹20%，鈰0.5%，鑭2%，鐠1.5%，余量為鐵以及不可避免的雜質。
[0023] 實施例2: 一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁， 各組分的重量百分比為：硼1.2%，鋅0.14%，錳2%，鈦2%，錫0.15%，鋯0.3%，鉻0.4%， 鋁2%，釹24%，鈰0.6%，鑭2.4%，鐠1.8%，余量為鐵以及不可避免的雜質。實施例3: 一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁， 各組分的重量百分比為：硼1.4%，鋅0.06%，錳1 %，鈦2.5%，錫0.45%，鋯0.4%、鉻 0.1%，鋁4.5%，釹28%，鈰0.7%，鑭2.8%，鐠2.1%，余量為鐵以及不可避免的雜質。對比 例1: 一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁，各組 分的重量百分比為:硼1.0%，錳3%，鈦1.5%，錫0.3%，鋯0.1%，鉻0.2%，鋁3%，釹20%， 鈰0.5%，鑭2%，鐠1.5%，余量為鐵以及不可避免的雜質。
[0024] 對比例2: 一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、鋯、鉻、鋁，各組 分的重量百分比為:硼1.0%，鋅0.1%，錳3%，鈦1.5%，鋯0.1%，鉻0.2%，鋁3%，釹20%， 鈰0.5%，鑭2%，鐠1.5%，余量為鐵以及不可避免的雜質。
[0025] 對比例3: 一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鋁，各組 分的重量百分比為:硼1.0%，鋅0.1%，錳3%，鈦1.5%，錫0.3%，鋯0.1%，鋁3%，釹20%， 鈰0.5%，鑭2%，鐠1.5%，余量為鐵以及不可避免的雜質。
[0026] 對比例4: 一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁， 各組分的重量百分比為：硼1.0%，鋅0.1%，錳3%，鈦1.5%，錫0.3%，鋯0.1%，鉻0.2%， 鋁3%，釹20%，鑭2.5%，鐠1.5%，余量為鐵以及不可避免的雜質。
[0027] 對比例5: 一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁， 各組分的重量百分比為：硼1.0%，鋅0.1%，錳3%，鈦1.5%，錫0.3%，鋯0.1%，鉻0.2%， 鋁3%，釹20%，鈰0.5%，鑭3.5%，余量為鐵以及不可避免的雜質。
[0028] 對比例6: 一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁， 各組分的重量百分比為：硼1.0%，鋅0.1%，錳3%，鈦1.5%，錫0.3%，鋯0.1%，鉻0.2%， 鋁3%，釹20%，鈰1.5%，鑭2%，鐠0.5%，余量為鐵以及不可避免的雜質。
[0029] 對比例7: 一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁， 各組分的重量百分比為：硼1.0%，鋅0.1%，錳3%，鈦1.5%，錫0.3%，鋯0.1%，鉻0.2%， 鋁3%，釹15%，鈰1.5%，鑭5%，鐠2.5%，余量為鐵以及不可避免的雜質。
[0030] 實施例4:本發明低成本高矯頑力稀土永磁材料的性能檢測 采用中國計量科學研究院的永磁材料不同溫度曲線測量系統Nncooc以及萬能材料試 驗機CMT51505測定將實施例1 -3以及對照例1 -7的磁性能的力學性能。結果見表1。
[0031] 表1本發明材料的性能
[0032] 從表1可以得出，本發明稀土永磁材料具有較高的矯頑力和抗彎強度，以及穩定的 剩磁(Br)和磁能積(BH)max，本發明的各個組分相互協同，缺一不可，對比例1-3分別省略 鋅、錫、鉻后，矯頑力H cg以及抗彎強度都會下降;采用釹、鈰、鑭和鐠的組合的稀土元素，并 且采用特定配比亦能提高矯頑力和抗彎強度，而對比例4-5證明省略了某種稀土元素會使 矯頑力和抗彎強度下降，對比例6-7證明配比的選擇能夠使本發明的稀土永磁材料取得預 料不到的技術效果。
【主權項】
1. 一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁， 所述稀土元素為釹、釤、鈥和鐠的組合，其特征在于，所述釹、釤、鈥和鐠的重量比為20:0.5: 2:1.5〇2. 根據權利要求1所述的一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、 鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁，各組分的重量百分比為：稀土元素20-35%，硼0.8-1.5%，鋅 0.02-0.2%，錳0.5-5%，鈦0.1-3%，錫0.02-0.5%，鋯0.02-0.5%，鉻0.02-0.5%，鋁 0.5- 5%，余量為鐵以及不可避免的雜質。3. 根據權利要求2所述的一種低成本高矯頑力稀土永磁材料，包括稀土元素、鐵、硼、 鋅、錳、鈦、錫、鋯、鉻、鋁，各組分的重量百分比為：硼1.4%，鋅0.06%，錳1 %，鈦2.5%，錫 0.45%，鋯0.4%、鉻0.1%，鋁4.5%，釹28%，釤0.7%，鈥2.8%，鐠2.1%，余量為鐵以及不 可避免的雜質。
【文檔編號】H01F1/057GK105913990SQ201610476777
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月27日
【發明人】徐 明
【申請人】無錫新大力電機有限公司