一种稀土烧结磁体及其制备方法与流程

本发明涉及稀土永磁体材料，特别涉及一种稀土烧结磁体及其制备方法。

背景技术：

1、稀土永磁材料，特别是nd-fe-b系烧结磁体，凭借优异的磁性能，广泛应用于风力发电、电动汽车等领域，其主相为r2fe14b晶体结构，但重稀土资源稀缺且价格高昂，行业倾向于用轻稀土部分替代nd以降低成本，同时，为提升高温稳定性，常需引入重稀土元素，但面临性能与成本的平衡难题。

2、目前现有技术主要通过两种路径优化磁体性能：一是高温烧结诱导主相形成核壳结构，使壳部富集稀土元素；二是采用晶界扩散工艺，将重稀土元素（dy、tb）或轻稀土-铜合金渗透至磁体内部，改善晶界分布，部分方案通过调控晶界相成分，试图在降低重稀土用量的同时维持矫顽力，然而，重稀土扩散虽提升矫顽力，但会导致剩磁下降，且扩散深度受限时性能增益有限；轻稀土替代易引发磁体稳定性问题，部分工艺复杂，增加生产成本，且难以同时实现高剩磁与高矫顽力，制约了磁体综合性能的提升。

技术实现思路

1、为了克服上述不足，本发明的目的是提供了一种稀土烧结磁体，其通过引入富铜相和pr浓度梯度，有效降低了晶界扩散的活化能，提高了重稀土扩散深度和利用率，同时优化了晶界相，在不显著降低剩磁的前提下，大幅提升了磁体的矫顽力和耐温性；还同时提供了一种稀土烧结磁体的制备方法。

2、本发明解决其技术问题的技术方案是：

3、一种稀土烧结磁体，其特征在于，包括r-fe-b-m，其中，

4、r包括pr，还包括稀土元素nd、tb、dy、gd、la、ho、ce中任意一种或几种；

5、m包括cu，还包括ti、v、cr、co、ga、mn、si、al、zr、nb、mo中的任意一种或几种；fe为铁元素；b为硼元素；

6、其微观结构为核壳结构，核壳层中pr呈浓度梯度分布，c1(pr) > c2(pr) > c3(pr)，其中，c3(pr)为晶界扩散后测晶粒核部的pr浓度，c2(pr)为晶界扩散后测壳层的pr浓度，c1(pr)为晶界扩散后测晶界处中的pr浓度；

7、在主相与晶界相内，cu呈浓度梯度分布，c1(cu) > c2(cu)，其中，c2(cu) 为晶界扩散后测的晶粒核部cu浓度，c1(cu) 为晶界扩散后测晶界处的cu浓度。

8、作为本发明的一种改进，r含量为26wt%~33wt%，m含量为0~4wt%，b含量为0.8wt%~1.2wt%，其余为fe。

9、作为本发明的进一步改进，pr含量为0~10wt%，且其不为0。

10、作为本发明的更进一步改进，cu含量为0.4wt%~1.0wt%。

11、一种稀土烧结磁体的制备方法，其中，包括如下步骤：

12、s1、按重量百分比配制合金原料r-fe-b-m，r包括pr且还包括稀土元素nd、tb、dy、gd、la、ho、ce中任意一种或几种；m包括cu且还包括ti、v、cr、co、ga、mn、si、al、zr、nb、mo中的任意一种或几种；fe为铁元素；b为硼元素；

13、s2、将上述原料进行熔炼制成速凝薄片，再进行氢碎、气流磨，制备成磁粉；

14、s3、将磁粉在磁场中取向压制成型，然后进行烧结和时效处理，获得磁体毛坯；

15、s4、将磁体毛坯机加工成所需规格，制成扩散基材；

16、s5、在扩散基材表面附着扩散源，然后进行晶界扩散热处理；

17、s6、表面处理与表面加工、性能测试后，得到磁体。

18、作为本发明的一种改进，在步骤s1内，r含量为26wt%~33wt%，m含量为0~4wt%，b含量为0.8wt%~1.2wt%，其余为fe。

19、作为本发明的进一步改进，在步骤s2内，速凝薄片处理的温度为1400℃~1500℃，速凝薄片的厚度为0.1mm~0.6mm。

20、作为本发明的更进一步改进，在步骤s3内，取向压制成型的磁场强度为1.2t~3t，烧结温度为1000℃~1200℃，烧结时间5h~15h，其真空度≤0.02pa，从而形成5nm~300nm厚度壳层。

21、作为本发明的更进一步改进，在步骤s5内，扩散源的成分通式为r2x-my，其中，r2为选自dy、tb和pr中的至少一种元素，m包括cu且包括al、zn、sn、ga、ge、nb、ti、ni、zr中的至少一种，其中，60wt%≤x≤99.9wt%，0 < y≤30wt%，且x+y=100wt%。

22、作为本发明的更进一步改进，在步骤s2内，对速凝薄片进行精炼保温10min~12min。

23、在本发明内，通过引入cu和pr浓度梯度，有效降低了晶界扩散的活化能，提高了重稀土扩散深度和利用率，同时优化了晶界相，在不显著降低剩磁的前提下，大幅提升了磁体的矫顽力和耐温性；而且，pr浓度梯度化分布使晶界区域各向异性场最大化，同时保持主相心部高饱和磁化强度，解决现有技术中矫顽力与剩磁难以兼顾的矛盾。

1.一种稀土烧结磁体，其特征在于，包括r-fe-b-m，其中，

2.根据权利要求1所述的一种稀土烧结磁体，其特征在于，r含量为26wt%~33wt%，m含量为0~4wt%，b含量为0.8wt%~1.2wt%，其余为fe。

3.根据权利要求2所述的一种稀土烧结磁体，其特征在于，pr含量为0~10wt%，且其不为0。

4.根据权利要求3所述的一种稀土烧结磁体，其特征在于，cu含量为0.4wt%~1.0wt%。

5.一种稀土烧结磁体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种稀土烧结磁体的制备方法，其特征在于，在步骤s1内，r含量为26wt%~33wt%，m含量为0~4wt%，b含量为0.8wt%~1.2wt%，其余为fe。

7.根据权利要求5所述的一种稀土烧结磁体的制备方法，其特征在于，在步骤s2内，速凝薄片处理的温度为1400℃~1500℃，速凝薄片的厚度为0.1mm~0.6mm。

8.根据权利要求5所述的一种稀土烧结磁体的制备方法，其特征在于，在步骤s3内，取向压制成型的磁场强度为1.2t~3t，烧结温度为1000℃~1200℃，烧结时间5h~15h，其真空度≤0.02pa，从而形成5nm~300nm厚度壳层。

9.根据权利要求5所述的一种稀土烧结磁体的制备方法，其特征在于，在步骤s5内，扩散源的成分通式为r2x-my，其中，r2为选自dy、tb和pr中的至少一种元素，m包括cu且包括al、zn、sn、ga、ge、nb、ti、ni、zr中的至少一种，其中，60wt%≤x≤99.9wt%，0 < y≤30wt%，且x+y=100wt%。

10.根据权利要求7所述的一种稀土烧结磁体的制备方法，其特征在于，在步骤s2内，对速凝薄片进行精炼保温10min~12min。