一种基于混合稀土制备的永磁合金及其制备方法与流程

技术特征：

1.一种基于混合稀土制备的永磁合金，其特征在于：

所述永磁合金的成分按质量百分比的表达式为：LaaCebPrcNddYeRfMgFehBiOHj，其中R代表Gd、Tb、Dy、Ho等稀土金属中的一种或几种组合，M代表Al、Ti、V、Cr、Cu、Co、Ga、Nb、Zr、Mo、W、Mn、Ni等金属中的一种或几种组合，OH代表O或O与H的组合；其中，a,b,c,d,e,f,g,h,i,j为上述各组分的质量百分比，且满足0.3≤a≤8.5，0.6≤b≤17，0.9≤a+b≤25，0.1≤c≤8，3≤d≤31，0≤e≤10，0≤f≤8，0.1≤g≤8,56≤h≤70,0.8≤i≤1.1,0.02≤j≤0.6；

所述永磁合金是由两种或以上中间合金在制粉阶段进行复合制备的，其中第一中间合金A直接使用含有共伴生富镧铈混合稀土合金和/或富钇混合稀土合金为原料。

2.根据权利要求1所述的基于混合稀土制备的永磁合金，其特征在于：所述中间合金包括：

第一中间合金A按质量百分比的配料公式为(mREuR21-u)x1My1Fe100-x1-y1-z1Bz1，其中mRE代表以高丰度稀土元素为主要成分的富镧铈混合稀土合金和/或富钇混合稀土合金，R2选自La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho等稀土元素中的一种元素或多种元素的组合；M代表Al、Ti、V、Cr、Cu、Co、Ga、Nb、Zr、Mo、W、Mn、Ni等金属中的一种或几种组合，u、x1、y1、z1为上述各组分的质量百分比，0.05≤u≤1，28≤x1≤32，0.1≤y1≤8，0.9≤z1≤1.2；

第二中间合金B按质量百分比的配料公式为：(mREu'R21-u')x1'My1'Fe100-x1'-y1'-z1'Bz1'，u'、x1'、y1'、z1'为上述各组分的质量百分比，28≤x1'≤32，0.1≤y1'≤8，0.9≤z1'≤1.2，0≤u'≤1；

第三中间合金C按质量百分比的配料公式为：R2”x2M”y2Fe100-x2-y2-z2Bz2，其中，R2”选自La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho等稀土元素中的一种元素或多种元素的组合；M”代表Al、Ti、V、Cr、Cu、Co、Ga、Nb、Zr、Mo、W、Mn、Ni等金属中的一种或几种组合，x2、y2、z2为上述各组分的质量百分比，35≤x2≤60，0≤y2≤5，0.5≤z2≤1.1。

3.根据权利要求2所述的基于混合稀土制备的永磁合金，其特征在于：

第一中间合金A与一种或多种第二中间合金B复合，或第一中间合金A与一种或多种第三中间合金C复合，或第一中间合金A与一种或多种第二中间合金B及一种或多种第三中间合金C复合。

4.根据权利要求2所述的基于混合稀土制备的永磁合金，其特征在于：第一中间合金A中的原料混合稀土合金选自：

a.未经分离的镧铈镨钕混合稀土合金，各元素按质量百分比占混合稀土合金的比例为：La：20-30％，Pr：4-10％，Nd：12-30％，其他不可避免的杂质≤2％，其余为Ce；

b.白云鄂博矿经粗分提炼的镧铈镨钕混合稀土合金，各元素按质量百分比占混合稀土合金的比例为：La：22-28％，Pr：5-8％，Nd：15-25％，其他不可避免的杂质≤1.5％，其余为Ce；

c.以南方富钇矿为代表的富钇混合稀土合金，其中主要稀土元素按质量百分比占混合稀土合金的比例为：La：0-15％，Ce：0-5％，Pr：1-8％，Nd：3-24％，Gd：4-40％，Dy：0-15％，其他不可避免的杂质≤1.5％，其余为Y。

5.根据权利要求1所述的混合稀土永磁材料，其特征在于：

该永磁体的磁性为：剩磁Br：6-14.5kGs，内禀矫顽力Hcj：4-30kOe，最大磁能积(BH)m：8-52MGOe。

6.一种如权利要求1所述的基于混合稀土制备的永磁合金的制备方法，其特征在于：

所述永磁合金是由两种或以上中间合金复合制备的，复合制备的主要步骤包括：

(1)配料：按照各个中间合金的成分分别对不同元素进行称重配料，其中第一中间合金A的原料含有共伴生富镧铈混合稀土合金和/或富钇混合稀土合金；

(2)合金化：对不同的中间合金分别合金化，可以通过熔炼-速凝工艺制备成速凝薄片合金或通过熔炼-浇铸工艺制备成铸锭合金；

(3)复合制备合金粉末：将不同的中间合金经氢破碎和气流磨分级破碎、混匀后，得到平均粒度为2-5微米的复合合金粉末；

上述气流磨过程中，使磨室气氛中包含一定的氧，使得最终的粉料成分中，氧的含量在0.01％-0.2％之间；

(4)成型：将破碎混合后的复合合金粉末，放入模具中，在1.5T以上磁场中压制成型，并通过冷等静压进一步致密化，制备成密度为3-5g/cm³的压坯；

(5)烧结：将压坯放入金属或石墨料盒中，然后置于烧结炉中在一定烧结条件下进行烧结，制备成高密度的烧结毛坯；

(6)回火：对烧结毛坯进行一次或二次回火，制备成微观组织优化后的混合稀土永磁材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

步骤(3)中，当永磁合金是由两种中间合金A和B或A和C复合制备时，采用以下方法之一：

1)将不同中间合金的速凝薄片或粗破碎后的铸锭按照所需质量比直接进行混合，然后利用旋转氢破炉进行氢破，再进行气流磨制粉，制备平均粒度为2-5μm的复合合金粉末；

2)将不同中间合金分别进行氢破，然后将氢破后的粗粉，按照所需质量比均匀混合，再利用气流磨制粉，制备平均粒度为2-5μm的复合合金粉末；

3)将不同中间合金分别进行氢破及气流磨制粉，获得平均粒度为2-5微米的单种中间合金细粉，然后按照所需质量比将不同中间合金粉末均匀混合，获得平均粒度为2-5μm的复合合金粉末。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

当永磁合金是由三种或三种以上中间合金复合制备时，任一种中间合金可以按照权利要求7所描述的复合制备方法，在速凝薄片、粗粉或细粉状态时与其他一种或多种中间合金均匀混合。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

步骤(3)中，所述气流磨过程，采用氧含量按一定比例可调可控的氮气做工作介质，优选氧含量比例为20-150ppm，气流磨后制备的粉末平均粒度为2-5μm，优选平均粒度为2.5-3.5μm。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

步骤(3)中，第三中间合金C，气流磨后粉末平均粒度小于第一中间合金A及第二中间合金B的粉末平均粒度，第三中间合金C粉末优选的平均粒度为2-3μm。

11.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

步骤(5)中，烧结温度：1020-1200度，烧结时间：2-5小时，且在达到烧结温度前，有分段升温、保温过程。

12.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

步骤(6)中，一级回火温度为850-930度，二级回火温度为400-620度。

13.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

步骤(6)中，所述回火工艺，可以只进行一次回火，优选温度为400-650度。