CN112008075A

CN112008075A - 一种稀土永磁体及其制备方法

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Publication number: CN112008075A
Application number: CN201910450450.3A
Authority: CN
Inventors: 邓小霞; 陈波; 郭强
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2039-05-28
Also published as: CN112008075B

Abstract

本发明涉及一种稀土永磁体及其制备方法。该稀土永磁体包括主相和晶界相，所述晶界相隔离和/或包覆所述主相，所述主相具有核壳结构；所述主相的组成为：R1_xR2_yFe_{100‑x‑y‑z‑u}Co_zB_u；所述晶界相的组成为：R3_aR4_bFe_{100‑a‑b‑c‑d‑v}Co_cB_dM_v。本发明所得的稀土永磁体降低了镝和/或铽的含量，降低稀土永磁体的生产成本，提高了稀土永磁体的矫顽力和耐热性。

Description

一种稀土永磁体及其制备方法

技术领域

本发明具体涉及一种稀土永磁体及其制备方法。

背景技术

稀土永磁体是国家重点鼓励和支持的高新技术领域，广泛应用在风力发电、节能电梯、变频空调、新能源汽车、汽车EPS、节能环保、智能机器人等领域以及传统的VCM、手机和其他消费类电子产品。稀土永磁在电机中的使用，代表了行业趋势，因为其具有体积小、重量轻、能量转化效率高、节能效果显著等优点而倍受重视。随着新能源汽车产业发展，高性能低成本钕铁硼磁体的需求也进一步增长。新能源汽车电机磁体一般都是在高温环境下进行使用，所以要求磁体具有较高的矫顽力和优异的耐热性。

目前，采用传统工艺提高矫顽力的方法主要是加入一定量的重稀土元素，但是不可避免的会引起剩磁和磁能积的降低以及成本的增加。对于开发双高磁体或者综合指标(BHm+Hcj)大于75以上的磁体，遇到很大的局限性。改善和调控钕铁硼永磁材料的组织结构，开发新工艺新技术提高其磁性能仍然是人们不断努力的方向。

发明内容

为了改善新能源汽车电机用稀土永磁体的耐热性，尽量减少热效应带来的磁损，以及解决添加一定量的重稀土导致成本增高的问题，本发明提供一种成本低、矫顽力高而且耐热性好的稀土永磁体及其制备方法。

本发明的第一方面是提供一种稀土永磁体，该稀土永磁体包括主相和晶界相，所述晶界相隔离和/或包覆所述主相，所述主相具有核壳结构；

所述主相的组成为：R1_xR2_yFe_100-x-y-z-uCo_zB_u，R1选自Pr和/或Nd，R2选自Dy和/或Tb，其中，x、y、z、u为质量百分比，且26%≤x+y≤32%，0%≤y≤2%，0%≤z≤3%，0.8%≤u≤1.2%；

所述晶界相的组成为：R3_aR4_bFe_{100-a-b-c-d-v}Co_cB_dM_v，R3选自Pr和/或Nd，R4选自Dy和/或Tb，M选自Zr、Ga、Cu、Sn、Al、Zn、Bi、Ta、In、Pb、Cd、Tl、Sb中的一种或几种，其中，a、b、c、d、v为质量百分比，且35%≤a+b≤60%，0%＜b≤3%，0%≤c≤5%，0%≤d≤1.2%，20%≤v≤50%。

本发明的第二方面是提供一种稀土永磁体的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1、将主相合金原料和晶界相合金原料进行混合，经磁场取向压制成型、烧结、第一回火处理，得到稀土永磁体毛坯；

S2、将晶界扩散材料覆在稀土永磁体毛坯的表面，经过扩散工艺处理得到前述第一方面提供的稀土永磁体。

本发明提供的稀土永磁体包括主相和晶界相，所述晶界相隔离和/或包覆所述主相，即晶界相将相邻的主相隔离开，从而避免了相邻主相之间磁交换耦合作用导致的矫顽力下降；而且所述主相具有核壳结构，进一步增强磁隔离效果，还增强了主相和晶界相结合处的各向异性，抑制反磁化畴的生成，从而提高磁体的矫顽力和耐热性。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种稀土永磁体，该稀土永磁体包括主相和晶界相，所述晶界相隔离和/或包覆所述主相，所述主相具有核壳结构；

所述主相的组成为R1_xR2_yFe_100-x-y-z-uCo_zB_u，R1选自Pr和/或Nd，R2选自Dy和/或Tb，其中，x、y、z、u为质量百分比，且26%≤x+y≤32%，0%≤y≤2%，0%≤z≤3%，0.8%≤u≤1.2%；

在本发明中，所述稀土永磁体包括主相和晶界相，所述晶界相隔离和/或包覆所述主相，即晶界相将相邻的主相隔离开，从而避免了相邻主相之间磁交换耦合作用导致的矫顽力下降；而且所述主相具有核壳结构，进一步增强磁隔离效果，还增强了主相和晶界相结合处的各向异性，抑制反磁化畴的生成，从而提高磁体的矫顽力和耐热性。需要说明的是，现有产品中主相和晶界相结合处容易存在结构缺陷，结构缺陷的区域是反磁化畴的形核中心，反磁化畴会降低磁体的矫顽力。

在本发明中，优选地，所述核壳结构包括核层和壳层，所述壳层含有Dy₂Fe₁₄B相和/或Tb₂Fe₁₄B相，能提高主相表面的结晶磁各向异性常数，抑制反磁化畴的生成，降低或消除磁体晶界杂质相易退磁的缺陷，使整个磁体的矫顽力和耐热性都得到有效提高。需要说明的是，在制备稀土永磁体过程中，容易引入如氧化物、碳化物、氮化物等杂质形成晶界杂质相。更优选地，所述壳层中单位体积内R2的含量高于所述核层中单位体积内R2的含量，R2易于与主相的其它元素反应形成Dy2Fe14B相和/或Tb2Fe14B相，进一步提高磁体的矫顽力和耐热性。

在本发明中，为了更有利于在剩磁降低很少的情况下，获得高矫顽力和耐热性的稀土永磁体，所述主相的组成中，x、y、z、u的质量百分比为：27%≤x+y≤31%，0.5%≤y≤1.5%，0.5%≤z≤2.5%，0.9%≤u≤1.1%。所述晶界相的组成中，a、b、c、d、v的质量百分比为：40%≤a+b≤50%，0.5%≤b≤2.5%，0.5%≤c≤4.5%，0.1%≤d≤1%，25%≤v≤40%。以所述主相和晶界相的总质量为基准，所述晶界相的质量含量为3%-20%，进一步优选地，所述晶界相的质量含量为5%-15%。

在本发明中，所述晶界相中含有一种以上的低熔点金属元素即M，通过元素M与所述晶界相中其他元素的结合，有利于降低晶界相熔点，使晶界相在进行后续所述扩散工艺处理时，发生熔融成为Dy和/或Tb的扩散通道。

在本发明中，优选地，所述稀土永磁体的厚度为1-10mm；进一步优选地，所述稀土永磁体的厚度为2-7mm。

在本发明中，优选地，所述稀土永磁体的氧含量为3000ppm以下；进一步优选地，所述稀土永磁体的氧含量为2000ppm以下。

在本发明中，所述稀土永磁体还包括位于稀土永磁体表面的晶界扩散层，所述晶界扩散层的厚度为5-20μm。若晶界扩散层的厚度过厚，会增加磁体成本，而且会降低磁体性能。

在本发明中，所述晶界扩散层的材料选自R5的氧化物、R5的氟化物和R5的扩散合金的一种或多种，R5选自Dy和/或Tb。优选地，以所述晶界扩散层的材料总重量为基准，所述扩散合金的质量含量为0-65%；进一步优选地，所述扩散合金的质量含量为15-55%。

在本发明中，优选地，所述R5的扩散合金的组成为：R6_mR7_nFe_100-m-n-p-wCo_pN_w，R6选自Pr和/或Nd，R7选自Dy和/或Tb，N选自Ga、Cu、Sn、Al、Zn、Bi、Ta、In、Pb、Cd、Tl、Sb中的一种或几种，其中，m、n、p、w为质量百分比，且30%≤m+n≤70%，20%≤n≤50%，0%≤p≤3%，25%≤w≤60%。本发明提供的扩散合金中添加Co元素可提高防腐能力、居里温度和改善耐热性。进一步优选的情况下，所述扩散合金的组成中，m、n、p、w的质量百分比为：35%≤m+n≤60%，25%≤n≤45%，0.5%≤p≤2.5%，35%≤w≤55%。当在上述范围内时，可进一步在低成本情况下获得高矫顽力和耐热性好的稀土永磁体。

本发明还提供了一种稀土永磁体的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1、将主相合金原料和晶界相合金原料进行混合、磁场取向压制成型、烧结、第一回火处理，得到稀土永磁体毛坯；

S2、将晶界扩散材料覆在稀土永磁体毛坯的表面，经过扩散工艺处理得到前述提供的稀土永磁体。

在本发明中，所述稀土永磁体毛坯包括主相和晶界相，所述晶界相隔离和/或包覆所述主相。所述晶界相中含有一种以上的低熔点金属元素即M，通过元素M与所述晶界相中其他元素的结合，有利于降低晶界相熔点，使晶界相在进行所述扩散工艺处理时，发生熔融成为所述晶界扩散材料中的Dy和/或Tb的扩散通道。

在上述制备方法步骤S3中，所述晶界扩散材料包括R5的氧化物、R5的氟化物和R5的扩散合金的一种或多种，R5选自Dy和/或Tb。以晶界扩散材料的总质量为基准，所述扩散合金的质量含量为0-65%；优选的质量含量为15-55%。优选地，所述R5的扩散合金的组成为：R6_mR7_nFe_100-m-n-p-wCo_pN_w，R6选自Pr和/或Nd，R7选自Dy和/或Tb，N选自Ga、Cu、Sn、Al、Zn、Bi、Ta、In、Pb、Cd、Tl、Sb中的一种或几种，其中，m、n、p、w为质量百分比，且30%≤m+n≤70%，20%≤n≤50%，0%≤p≤3%，25%≤w≤60%。

根据本发明所述制备方法的一种实施方式，所述晶界扩散材料中的Dy和/或Tb含量高于稀土永磁体毛坯中的Dy和/或Tb含量，稀土Dy和/或Tb从浓度高的晶界扩散材料向浓度低的稀土永磁体毛坯扩散，进入晶界相，而且，所述晶界扩散材料中的Dy和/或Tb还可以置换主相表面的Pr和/或Nd，在主相表面生成Dy₂Fe₁₄B和/或Tb₂Fe₁₄B（即生成具有核壳结构的主相），能提高主相表面的结晶磁各向异性常数，抑制反磁化畴的生成，降低或消除磁体晶界杂质相易退磁的缺陷，使整个磁体的矫顽力和耐热性都得到有效提高。

本发明提供的扩散合金为低熔点合金，通过添加选定的合金元素调节扩散合金成分，将扩散合金的熔点控制在600-850℃范围内。在相同的扩散温度下，低熔点的扩散合金处于熔融状态，具有更高的过热度，更大的扩散势能，达到更大的扩散深度。另外，低熔点的扩散合金处于熔融状态，能增强其与稀土永磁体毛坯的表面结合力，省去了有机粘结剂的添加，减少抽真空排胶时间，和防止一部分碳残留而造成性能的下降。优选的情况下，所述扩散合金的组成中，m、n、p、w的质量百分比为：35%≤m+n≤60%，25%≤n≤45%，0.5%≤p≤2.5%，35%≤w≤55%。

在本发明中，所述晶界扩散材料既可以是单一的R5的氧化物或R5的氟化物或包含R5的扩散合金，也可以是两种或三种的混合物。其中，混合物的混合的方法本发明没有限制，例如可以采用机械搅拌、球磨等。

在本发明中，所述扩散合金可以采用本领域制备合金材料的常规方法制得，优选情况下，所述扩散合金的制备方法包括：按照本发明的扩散合金进行配料后，将所得原料混合物进行熔炼，并获得铸锭或速凝薄片。所述扩散合金的制备中，优选情况下，所述熔炼的条件包括：熔炼温度为600-1000℃，熔炼时间为30-70min。

在本发明中，优选地，所述晶界扩散材料为粉末状。粉末状的晶界扩散材料的平均粒径为2-20μm，优选为5-15μm。若平均粒径过大，则扩散时粉末与稀土永磁体毛坯熔化附着接合（粘接）效果不好；若平均粒径过小，从实用角度来看则制造费用很高，并且难以控制氧化程度。

在本发明中，对所述晶界扩散材料制成粉末状的方法不受限制，例如，可以采用球磨的方式将晶界扩散材料制成粉末状。

在本发明中，所述将晶界扩散材料覆在稀土永磁体毛坯的表面的形式没有限制，可以选自涂布、喷涂、涂覆、浸渍、悬浮粘附、滚镀电泳等。优选地情况下，可以将晶界扩散材料粉末直接涂布在稀土永磁体毛坯的上下表面，该形式简便，且能降低成本。

在本发明中，优选情况下，所述扩散工艺处理的条件包括：温度为600-1000℃，时间为2-12h，绝对压力为10^-5-10^-2Pa。

在本发明中，优选情况下，该方法还包括对所述扩散工艺处理后的磁体进行第二回火处理，所述第二回火处理的条件包括：加热温度400-600℃，时间2.5-10h，绝对压力为10^-5-10^-2Pa。

根据本发明，为了更有利于所述晶界扩散材料中的Dy和/或Tb向所述稀土永磁体毛坯的晶界扩散，优选情况下，所述稀土永磁体毛坯为片状结构，所述稀土永磁体毛坯的厚度为1-10mm，更优选为2-7mm。

在本发明中，优选情况下，所述稀土永磁体毛坯的氧含量为3000ppm以下，进一步优选为2000ppm以下。如果氧含量高于前述优选范围，所述晶界扩散的效果会严重下降，同时不会形成与所述稀土永磁体毛坯结合强度高的晶界扩散层。

根据本发明，在进行所述扩散工艺处理前，优选先将上述稀土永磁体毛坯主体进行表面处理，所述表面处理例如可以是采用酸洗或者机械抛光，其中，酸洗采用0.3重量%的硝酸水溶液。

所述步骤S1中将主相合金原料和晶界相合金原料进行混合，可以是对主相合金原料和晶界相合金原料分别进行熔炼，得到主相合金原料的铸锭或速凝薄片以及晶界相合金原料的铸锭或速凝薄片，对主相合金原料的铸锭或速凝薄片以及晶界相合金原料的铸锭或速凝薄片进行混合。进一步优选地，所述铸锭或速凝薄片进行混合后，还包括对铸锭或速凝薄片进行破碎和制粉；然后将制得的主相合金原料和晶界相合金原料的微细粉再经磁场取向压制成型、烧结、回火，得到稀土永磁体毛坯。

所述稀土永磁体毛坯的制备中，所述熔炼的方法为本领域中常规的熔炼方法，获得的合金为铸锭或速凝薄片。所述熔炼的条件包括：熔炼温度为800-1400℃，熔炼时间为30-120min。

根据本发明的制备方法，所述破碎的方法可以采用本领域常规的破碎方法，只要能够将所得铸锭或甩带充分破碎即可，优选地，所述破碎采用氢碎的方法。优选情况下，所述氢碎的条件包括：在0.05-1.5MPa氢压下，在常温（20±5℃）下吸氢0.5-3h，并在450-650℃脱氢4-10h。

根据本发明的制备方法，所述制粉的方法可以为本领域中各种常规的制粉方法，只要能将氢碎粉制成目标粒径的微细粉即可，优选采用气流磨方法，并且在进行气流磨之前需要加入抗氧化剂。所述抗氧化剂可以为任意的钕铁硼专用抗氧化剂，例如可以为购自北京钧策丰科技发展有限公司，牌号为KM-01的钕铁硼专用抗氧化剂。在本发明中，优选情况下，以上述过程所得的所述永磁材料主体的氢碎粉的总重量为基准，所述抗氧化剂的添加量为0.03-0.16重量%。另外，优选通过气流磨将氢碎粉制成平均粒径为2.5-4.5μm的微细粉。

根据本发明的制备方法，优选地，在制粉后将所得微细粉中加入润滑剂，本发明对所述润滑剂并没有特别的限定，例如所述润滑剂可以为汽油、油酸、硬脂酸、聚乙二醇、脱水山梨醇和硬脂酸甘油酯中的至少一种。并且，优选情况下，以所述稀土永磁体主体的微细粉的总重量为基准，所述润滑剂的添加量为0.02-0.17重量%。

根据本发明的制备方法，所述磁场取向压制成型的方法可以采用本领域中常规的永磁材料的磁场取向压制成型方法，优选地，磁场取向压制成型的方法包括：在2-3.5T的恒磁场或脉冲磁场中进行取向压制成型，并经过在170-220MPa等静压下保持60-120s。

根据本发明的制备方法，所述烧结和第一回火处理的方法可以为本领域常规的烧结和回火的方法，优选地，所述烧结的条件包括：烧结温度为1035-1090℃，烧结时间为4-6h。优选地，所述第一回火处理的条件包括：先在880-950℃进行一级回火，并保持2-5h，再在480-550℃进行二级回火，并保持3-8h。将得到的烧结回火后的块体机械加工成所需要的形状块体。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

将配方为Nd27Dy1Fe69.5Co1.5B1的原料以1.5m/s的铜辊表面线速度进行甩带处理，将所得甩带片在0.11Mpa氢压下、在23℃下吸氢1.3h，然后在564℃下脱氢5.3h从而得到氢碎粉。然后，将100重量份该氢碎粉与0.05重量份的钕铁硼专用抗氧化剂（购自北京钧策丰科技发展有限公司，牌号KM-01）混合均匀，接着通过气流磨进行研磨，制成平均粒径为3.2μm的微细粉，然后100重量份所得微细粉与0.025重量份的汽油（购自昊天化工公司的YS-06牌号）混合均匀以得到稀土永磁体毛坯的主相合金粉。

将配方为Nd44.2Dy0.8Fe15.7Co3.5B0.8Ga7Sn8Zn5Cu7Al8的原料以1.4m/s的铜辊表面线速度进行甩带处理，作为晶界相合金。将所得甩带片在0.12Mpa氢压下，在23℃下吸氢1.2h，然后在563℃下脱氢5.2h，从而制得氢碎粉。然后，将100重量份该氢碎粉与0.06重量份的钕铁硼专用抗氧化剂（购自北京钧策丰科技发展有限公司，牌号KM-01）混合均匀，接着通过气流磨进行研磨，制成平均粒径为3.0μm的微细粉，然后100重量份所得微细粉与0.03重量份的汽油（购自昊天化工公司的YS-06牌号）混合均匀以得到稀土永磁体毛坯的晶界相合金粉。

将上述主相合金粉和晶界相合金粉均匀混合，相对于100重量份的所述主相合金粉和晶界相合金粉的总用量，所述晶界相合金粉的用量为10重量份。

将上述稀土永磁体毛坯的合金粉在2.4T的恒磁场中成型，再经过205MPa等静压下保持60s；然后在1075℃烧结4.5h；并在910℃进行一级回火，保持2.2h；然后在505℃进行二级回火，保持3.2h，得到的稀土永磁体烧结毛坯的氧含量为1000ppm，将毛坯块体机械加工成长18mm×宽15mm×厚5mm大小的稀土永磁体毛坯。

将配方为Nd20Dy30Fe4Co1Ga12Sn10Cu15Al8的原料在700℃下进行熔炼35min制得铸锭，接着通过球磨进行研磨，制成平均粒径为10μm的微细粉，再和平均粒径为10μm的TbF3粉末均匀混合，以混合后的扩散粉末为基准，扩散合金粉末的质量含量为35%。

将上述稀土永磁体毛坯进行喷砂处理，然后将扩散粉末均匀涂布在基材上下表面，配置在热处理装置中，然后在绝对压力为5×10^-3Pa、扩散温度为820℃下进行晶界扩散8.5h。接着进行回火处理，回火处理的条件包括：加热温度520℃，时间3.5h，绝对压力为2×10^-2Pa，从而得到本发明的稀土永磁体A1。

实施例2

采用实施例1的稀土永磁体的制备方法制备稀土永磁体A2，不同的是，得到的稀土永磁体烧结毛坯的氧含量为2500ppm。

实施例3

采用实施例1的稀土永磁体的制备方法制备稀土永磁体A3，不同的是，将得到的烧结毛坯块体机械加工成长18mm×宽15mm×厚10mm大小的稀土永磁体毛坯。

实施例4

采用实施例1的稀土永磁体的制备方法制备稀土永磁体A4，不同的是，将配方为Nd20Dy30Fe4Co1Ga12Sn10Cu15Al8的扩散合金粉末单独涂布在稀土永磁体毛坯的上下表面，然后进行扩散热处理。

实施例5

采用实施例1的稀土永磁体的制备方法制备稀土永磁体A5，不同的是，扩散粉末采用平均粒径为18μm的Dy2O3粉末单独涂布在稀土永磁体毛坯的上下表面，然后进行扩散热处理。

实施例6

将配方为Pr30.5Tb0.5Fe65.6Co2.5B0.9的原料以1.6m/s的铜辊表面线速度进行甩带处理，将所得甩带片在0.12Mpa氢压下、在23℃下吸氢1.5h，然后在562℃下脱氢5.6h从而得到氢碎粉。然后，将100重量份该氢碎粉与0.055重量份的钕铁硼专用抗氧化剂（购自北京钧策丰科技发展有限公司，牌号KM-01）混合均匀，接着通过气流磨进行研磨，制成平均粒径为3.1μm的微细粉，然后100重量份所得微细粉与0.03重量份的油酸（购自昊天化工公司的YH-06牌号）混合均匀以得到稀土永磁体毛坯的主相合金粉。

将配方为Pr39.5Tb0.5Fe29.5Co4.5B1Zr6Sb7Pb12的原料以1.3m/s的铜辊表面线速度进行甩带处理，作为晶界相合金。将所得甩带片在0.1Mpa氢压下，在23℃下吸氢1.4h，然后在560℃下脱氢5.5h，从而制得氢碎粉。然后，将100重量份该氢碎粉与0.04重量份的钕铁硼专用抗氧化剂（购自北京钧策丰科技发展有限公司，牌号KM-01）混合均匀，接着通过气流磨进行研磨，制成平均粒径为3.3μm的微细粉，然后100重量份所得微细粉与0.035重量份的油酸（购自昊天化工公司的YH-06牌号）混合均匀以得到稀土永磁体毛坯的晶界相合金粉。

将上述主相合金粉和晶界相合金粉均匀混合，相对于100重量份的所述主相合金粉和晶界相合金粉的总用量，所述晶界相合金粉的用量为15重量份。

将上述稀土永磁体毛坯的合金粉在2.2T的恒磁场中成型，再经过195Mpa等静压下保持70s；然后在1073℃烧结4.8h；并在900℃进行一级回火，保持2.3h；然后在503℃进行二级回火，保持3.5h，得到的稀土永磁体烧结毛坯的氧含量为2000ppm，将毛坯块体机械加工成长22mm×宽13mm×厚2mm大小的稀土永磁体毛坯。

将配方为Pr10Tb25Fe7.5Co2.5Ta20Sb15Pb20的原料在720℃下进行熔炼40min制得铸锭，接着通过球磨进行研磨，制成平均粒径为5μm的微细粉，再和平均粒径为5μm的Dy2O3粉末均匀混合，以混合后的扩散粉末为基准，扩散合金粉末的质量含量为55%。

将上述稀土永磁体毛坯进行采用0.3重量%的硝酸水溶液酸洗，然后将扩散粉末均匀涂布在稀土永磁体毛坯的上下表面，配置在热处理装置中，然后在绝对压力为4×10^-3Pa、扩散温度为825℃下进行晶界扩散8.3h。接着进行回火处理，回火处理的条件包括：加热温度515℃，时间3.8h，绝对压力为1.5×10^-2Pa，从而得到本发明的稀土永磁体A6。

实施例7

采用实施例6的稀土永磁体的制备方法制备稀土永磁体A7，不同的是，将上述主相合金粉和晶界相合金粉均匀混合，相对于100重量份的所述主相合金粉和晶界相合金粉的总用量，所述晶界相合金粉的用量为17重量份。

实施例8

将配方为Nd25.5Dy1.5Fe71.4Co0.5B1.1的原料以1.2m/s的铜辊表面线速度进行甩带处理，将所得甩带片在0.13Mpa氢压下、在23℃下吸氢1.6h，然后在565℃下脱氢5.8h从而得到氢碎粉。然后，将100重量份该氢碎粉与0.045重量份的钕铁硼专用抗氧化剂（购自北京钧策丰科技发展有限公司，牌号KM-01）混合均匀，接着通过气流磨进行研磨，制成平均粒径为2.9μm的微细粉，然后100重量份所得微细粉与0.04重量份的油酸（购自昊天化工公司的YH-06牌号）混合均匀以得到稀土永磁体毛坯的主相合金粉。

将配方为Nd47.5Dy2.5Fe9.4Co0.5B0.1Bi8Ta9Cu6Sn8Tl9的原料以1.4m/s的铜辊表面线速度进行甩带处理，作为晶界相合金。将所得甩带片在0.11Mpa氢压下，在23℃下吸氢1.5h，然后在558℃下脱氢5.4h，从而制得氢碎粉。然后，将100重量份该氢碎粉与0.03重量份的钕铁硼专用抗氧化剂（购自北京钧策丰科技发展有限公司，牌号KM-01）混合均匀，接着通过气流磨进行研磨，制成平均粒径为3.4μm的微细粉，然后100重量份所得微细粉与0.045重量份的硬脂酸（购自昊天化工公司的YSH-06牌号）混合均匀以得到稀土永磁体毛坯的晶界相合金粉。

将上述主相合金粉和晶界相合金粉均匀混合，相对于100重量份的所述主相合金粉和晶界相合金粉的总用量，所述晶界相合金粉的用量为5重量份。

将上述稀土永磁体毛坯的合金粉在2.5T的恒磁场中成型，再经过190MPa等静压下保持75s；然后在1072℃烧结5h；并在905℃进行一级回火，保持2.5h；然后在500℃进行二级回火，保持3.8h，得到的稀土永磁体烧结毛坯的氧含量为1200ppm，将毛坯块体机械加工成长25mm×宽15mm×厚7mm大小的稀土永磁体毛坯。

将配方为Nd15Dy45Fe4.5Co0.5Bi15Tl10Cd10的原料在730℃下进行熔炼45min，以1.7m/s的铜辊表面线速度进行甩带处理，作为扩散合金。将所得甩带片通过球磨进行研磨，制成平均粒径为15μm的微细粉，再和平均粒径为15μm的DyF3粉末均匀混合，以混合后的扩散粉末为基准，扩散合金粉末的质量含量为15%。

将上述稀土永磁体毛坯进行采用0.3重量%的硝酸水溶液酸洗，然后将扩散粉末均匀涂布在稀土永磁体毛坯的上下表面，配置在热处理装置中，然后在绝对压力为4.4×10-3Pa、扩散温度为810℃下进行晶界扩散8.8h。接着进行回火处理，回火处理的条件包括：加热温度505℃，时间4h，绝对压力为1.0×10-2Pa，从而得到本发明的稀土永磁体A8。

实施例9

将配方为Nd21Dy2.1Fe76.1Co0B0.8的原料以1.7m/s的铜辊表面线速度进行甩带处理，将所得甩带片在0.14Mpa氢压下、在23℃下吸氢2h，然后在559℃下脱氢5h从而得到氢碎粉。然后，将100重量份该氢碎粉与0.035重量份的钕铁硼专用抗氧化剂（购自北京钧策丰科技发展有限公司，牌号KM-01）混合均匀，接着通过气流磨进行研磨，制成平均粒径为3.5μm的微细粉，然后100重量份所得微细粉与0.05重量份的硬脂酸甘油酯（购自昊天化工公司的YSH-06牌号）混合均匀以得到稀土永磁体毛坯的主相合金粉。

将配方为Pr35Dy0Fe43.8Co0B1.2Cd8Tl7Zr5的原料以1.5m/s的铜辊表面线速度进行甩带处理，作为晶界相合金。将所得甩带片在0.15Mpa氢压下，在23℃下吸氢1.8h，然后在557℃下脱氢6h，从而制得氢碎粉。然后，将100重量份该氢碎粉与0.065重量份的钕铁硼专用抗氧化剂（购自北京钧策丰科技发展有限公司，牌号KM-01）混合均匀，接着通过气流磨进行研磨，制成平均粒径为2.8μm的微细粉，然后100重量份所得微细粉与0.025重量份的硬脂酸甘油酯（购自昊天化工公司的YSH-06牌号）混合均匀以得到稀土永磁体毛坯的晶界相合金粉。

将上述主相合金粉和晶界相合金粉均匀混合，相对于100重量份的所述主相合金粉和晶界相合金粉的总用量，所述晶界相合金粉的用量为4.5重量份。

将上述稀土永磁体毛坯的合金粉在2.3T的恒磁场中成型，再经过200MPa等静压下保持65s；然后在1068℃烧结5.8h；并在902℃进行一级回火，保持3h；然后在495℃进行二级回火，保持4h，得到的稀土永磁体烧结毛坯的氧含量为2700ppm，将毛坯块体机械加工成长21mm×宽18mm×厚8mm大小的稀土永磁体毛坯。

将配方为Pr50Dy20Fe5Co0Zn5In10Sb10的原料在715℃下进行熔炼50min制得铸锭，接着通过球磨进行研磨，制成平均粒径为4μm的微细粉，再和平均粒径为4μm的TbF3粉末均匀混合，以混合后的扩散粉末为基准，扩散合金粉末的质量含量为57%。

将上述稀土永磁体毛坯进行采用0.3重量%的硝酸水溶液酸洗，然后将扩散粉末均匀涂布在稀土永磁体毛坯的上下表面，配置在热处理装置中，然后在绝对压力为4.2×10-3Pa、扩散温度为815℃下进行晶界扩散9h。接着进行回火处理，回火处理的条件包括：加热温度500℃，时间4.5h，绝对压力为9.5×10-3Pa，从而得到本发明的稀土永磁体A9。

实施例10

采用实施例9的稀土永磁体的制备方法制备稀土永磁体A10，不同的是，扩散粉末采用平均粒径为4μm的TbF3粉末单独涂布在基材上下表面，然后进行扩散热处理。

对比例1

将根据实施例1的方法制得的稀土永磁体毛坯作为对比例1的稀土永磁体CA1。

对比例2

根据实施例1所述的方法，所不同的是，所述稀土永磁体毛坯采用单合金法制备，其组成为Nd28.72Dy0.98Fe64.12Co1.7B0.98Ga0.7Sn0.8Zn0.5Cu0.7Al0.8，从而得到稀土永磁体CA2。

对比例3

根据实施例1所述的方法，所不同的是，将配方为Pr9.6Nd29.3Dy10Fe15.5Co16.5B0.96Al5.5Cu3.2Zr2.4Ga7的原料以1.4m/s的铜辊表面线速度进行甩带处理，作为晶界相合金，从而得到稀土永磁体CA3。

性能测试

按照GB/T 3217-1992测试标准，采用中国科学计量院NIM-10000H在22℃下测试稀土永磁体A1-A10及CA1-CA3的剩磁（Br）、矫顽力（Hcj），以及在180℃保温10h，保温结束冷却到常温22℃，采用磁通计测试磁通不可逆失h_irr，所得结果见表1：

表1

	Br(kGs)	Hcj(kOe)	h<sub>irr</sub>（180℃，10h）
				A1	12.71	28.55	2.8
CA1	12.88	20.75	11.7
				CA2	12.79	26.08	6.9
CA3	12.62	24.38	10.1
				A2	12.74	27.64	3.7
A3	12.72	28.01	4.0
				A4	12.77	27.56	3.8
A5	12.69	27.77	4.2
				A6	12.75	29.65	3.2
A7	12.72	28.41	4.1
				A8	12.78	30.14	3.0
A9	12.80	27.36	3.9
				A10	12.83	26.94	4.5

根据表1的测试结果，通过对比A1-A10和CA1-CA3可以看出，采用本发明的方法进行晶界扩散后所得的稀土永磁体能够获得更高的矫顽力和更好的耐热性。另外，尽管与对比例1提供的不进行晶界扩散处理的稀土永磁体相比，实施例1-10提供的稀土永磁体的剩磁下降最大为1.48%，但是本发明的矫顽力提高最大为45.25%，磁通不可逆损失改善最大为76.07%。

还有，采用本发明提供的稀土永磁体（实施例1）与采用单合金法技术提供的稀土永磁体（对比例2）相比，经过晶界扩散工艺制备的稀土永磁体的矫顽力提升了9.47%，磁通不可逆损失改善了59.42%。

与CN105529123A所得的永磁材料相比，虽然本发明与CN102024544A在同等条件下获得相近的性能（包括矫顽力和不可逆损失），但是本发明的稀土永磁体比采用CN105529123A的单合金法制得的稀土永磁体的镝和/或铽的含量低。特别是，采用本发明的实施例1提供的稀土永磁体与CN105529123A的实施例1提供的性能相近的稀土永磁体相比，本发明将重稀土金属元素含量全部折合成有效镝含量，则镝含量相对下降了60.8重量%。由此证实，本发明提供的稀土永磁体在保证较高的剩磁的同时具有较高的矫顽力，和较低的不可逆损失，还明显降低了重稀土金属元素镝和/或铽的含量，降低了稀土永磁体的生产成本。

更进一步地，在采用晶界扩散的方法的情况下，本发明所得的稀土永磁体具有的特性包括：剩磁优选为12.71-12.78kGs，矫顽力优选为28.55-30.14kOe，180℃保温10h的磁通不可逆损失优选为2.8-3.2%。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种稀土永磁体，其特征在于，该稀土永磁体包括主相和晶界相，所述晶界相隔离和/或包覆所述主相，所述主相具有核壳结构；

2.根据权利要求1所述的稀土永磁体，其特征在于，所述核壳结构包括核层和壳层，所述壳层含有Dy₂Fe₁₄B相和/或Tb₂Fe₁₄B相。

3.根据权利要求2所述的稀土永磁体，其特征在于，所述壳层中单位体积内R2的含量高于所述核层中单位体积内R2的含量。

4.根据权利要求1所述的稀土永磁体，其特征在于，所述主相的组成中，x、y、z、u的质量百分比为：27%≤x+y≤31%，0.5%≤y≤1.5%，0.5%≤z≤2.5%，0.9%≤u≤1.1%。

5.根据权利要求1所述的稀土永磁体，其特征在于，所述晶界相的组成中，a、b、c、d、v的质量百分比为：40%≤a+b≤50%，0.5%≤b≤2.5%，0.5%≤c≤4.5%，0.1%≤d≤1%，25%≤v≤40%。

6.根据权利要求1所述的稀土永磁体，其特征在于，以所述主相和晶界相的总质量为基准，所述晶界相的质量含量为3%-20%；

优选地，所述晶界相的质量含量为5%-15%。

7.根据权利要求1所述的稀土永磁体，其特征在于，所述稀土永磁体的厚度为1-10mm；

优选地，所述稀土永磁体的厚度为2-7mm。

8.根据权利要求1所述的稀土永磁体，其特征在于，所述稀土永磁体的氧含量为3000ppm以下；

优选地，所述稀土永磁体的氧含量为2000ppm以下。

9.根据权利要求1所述的稀土永磁体，其特征在于，所述稀土永磁体还包括位于稀土永磁体表面的晶界扩散层，

所述晶界扩散层的厚度为5-20μm。

10.根据权利要求9所述的稀土永磁体，其特征在于，所述晶界扩散层的材料选自R5的氧化物、R5的氟化物和R5的扩散合金的一种或多种，R5选自Dy和/或Tb。

11.根据权利要求10所述的稀土永磁体，其特征在于，所述R5的扩散合金的组成为：R6_mR7_nFe_100-m-n-p-wCo_pN_w，R6选自Pr和/或Nd，R7选自Dy和/或Tb，N选自Ga、Cu、Sn、Al、Zn、Bi、Ta、In、Pb、Cd、Tl、Sb中的一种或几种，其中，m、n、p、w为质量百分比，且30%≤m+n≤70%，20%≤n≤50%，0%≤p≤3%，25%≤w≤60%。

12.根据权利要求11所述的稀土永磁体，其特征在于，所述R5的扩散合金的组成中，m、n、p、w的质量百分比为：35%≤m+n≤60%，25%≤n≤45%，0.5%≤p≤2.5%，35%≤w≤55%。

13.根据权利要求10所述的稀土永磁体，其特征在于，以所述晶界扩散层的材料总重量为基准，所述R5的扩散合金的质量含量为0-65%。

14.一种稀土永磁体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S2、将晶界扩散材料覆在稀土永磁体毛坯的表面，经过扩散工艺处理得到如权利要求1-13任意一项所述的稀土永磁体。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述稀土永磁体毛坯的厚度为1-10mm；

优选地，所述稀土永磁体毛坯的厚度为2-7mm。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述稀土永磁体毛坯的氧含量为3000ppm以下；

优选地，所述稀土永磁体毛坯的氧含量为2000ppm以下。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述晶界扩散材料的平均粒径为2-20μm；

优选地，所述晶界扩散材料的平均粒径为5-15μm。

18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述扩散工艺处理的条件包括：温度为600-1000℃，时间为2-12h，绝对压力为10^-5-10^-2Pa。

19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括对所述稀土永磁体进行第二回火处理，所述第二回火处理的条件包括：加热温度为400-600℃，时间为2.5-10h，绝对压力为10^-5-10^-2Pa。