一种高Ce含量双主相高磁能积磁体及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种高ce含量双主相高磁能积磁体，其特征在于，该磁体采用以下双主相合金法制备：第一原料为一种re
‑
fe
‑
tm
‑
b类的合金e，第二原料为两种各向异性场不同的含ce的主相基元合金a和合金b中的一种，上述各合金的各向异性场为h
a
(e)、h
a
(a)和h
a
(b)，且合金e与主相合金a和b两者间的各向异性场比值h
a
(e)/h
a
(a)或h
a
(e)/h
a
(b)的范围为1.14～2.70，它们两者之间的磁晶各向异性常数k1(e)/k1(a)或k1(e)/k1(b)的比值范围为1.15～2.95；第一原料的含量至少占总合金质量百分比的20％；所述第二原料中，合金a为稀土全部为ce的ce
‑
fe
‑
tm
‑
b合金；合金b为ce部分被其它稀土元素替代的(ce
a1
,re1‑
a1
)
‑
fe
‑
tm
‑
b合金，20％≤a1<100％；该磁体按质量百分比具有以下化学成分：(re1‑
a
ce
a
)
x
fe
bal
b
y
tm
z
，其中re为稀土元素sc，y，la，nd，pr，dy，tb，ho中的一种或几种，tm为ga，co，cu，nb，al，ni，cr中的一种或几种，a为0.2～0.8，x为29～31，y为0.7～1.0，z为0.5～1.0；最终磁体具有以下晶体结构：磁性主相为富re主相和贫ce永磁相，或富re主相和无ce永磁相，所述无ce永磁相选自多fe和/或多co永磁相，晶间相为液相、或富ce晶间相c和富nd晶间相d；调控该磁体中ce的光谱价态大于 3.00、小于 3.12。2.如权利要求1中所述的磁体，其特征在于，该磁体的第一原料为nd
‑
fe
‑
b合金，磁体的化学成分为(nd1‑
a
ce
a
)
x
fe
bal
b
y
tm
z
，其中tm为ga，co，cu，al中的一种或几种，a为0.2～0.8，x为29～31，y为0.7～1.0，z为0.5～1.0。3.如权利要求1中所述的磁体，其特征在于，该磁体的磁晶各向异性场范围为26.0koe～70.0koe。4.如权利要求1中所述的磁体，其特征在于，该磁体的磁能积为24.1～52.2mgoe。5.如权利要求1中所述的磁体，其特征在于，在主相基元合金a或合金b中，具有高ce含量主相基元(ce
x
,re1‑
x
)
‑
fe
‑
tm
‑
b，其中20％≤x≤100％。6.如权利要求1中所述的磁体，其特征在于，由(ce
x
,re1‑
x
)
‑
fe
‑
b永磁主相基元、多fe永磁主相基元和/或多co永磁主相基元制备得到高磁能积磁体，所述(ce
x
,re1‑
x
)
‑
fe
‑
b永磁主相基元占总主相晶粒的质量分数的20％～80％。7.如权利要求1中所述的磁体，其特征在于，该磁体的富nd晶间相和富ce晶间相具有不同微量氧含量。8.如权利要求1中所述的磁体，其特征在于，制备过程中控制富ce晶间相c不含氧或几乎不含氧，或其氧含量相对明显低于低氧的富nd晶间相d，低氧的富nd晶间相d的氧含量为低于100ppm。9.如权利要求中6所述的磁体，其特征在于，在所述(ce
x
,re1‑
x
)
‑
fe
‑
m
‑
b永磁主相基元、多fe永磁主相基元和多co永磁主相基元中，通过调整过渡族元素fe、co含量及比例，使得磁体中多钴主相占比达到3％～60％，其磁晶各向异性常数k1(ce
x
,re1‑
x
)
‑
fe
‑
m
‑
b/k1(多fe永磁主相基元)和k1(ce
x
,re1‑
x
)
‑
fe
‑
m
‑
b/k1(多co永磁主相基元)的比值范围为0.360～15.315，其中不同功能基元的主相分别具有耐腐蚀性，高饱和磁化强度，高居里温度等特性。10.一种如权利要求1
‑
9所述的高ce含量双主相高磁能积磁体的制备方法，通过配料、熔炼、制备速凝片、氢破、混粉、取向成型、压制、烧结和热处理步骤制备，其特征在于，具体各个步骤如下：
配料：按照第一原料和第二原料的成分分别配制金属原料；熔炼：将配制好的金属原料，按照中频感应熔炼速凝炉坩埚的温区将各种金属原料进行选择性的放置，对感应速凝炉进行至少两次真空度至少达到5
×
10
‑2pa以上的高纯氩气洗气，并使洗气之后的感应速凝炉的炉内气压达到8
×
10
‑2至3
×
10
‑2mpa的气氛，之后进行预加热使所有金属熔化，再经电磁搅拌使钢液充分熔化且均匀，然后进行电磁精搅拌；制备速凝片：将钢液浇等量地浇注到线速度为0.5m/s～8m/s的水冷铜棍上，并制成平均厚度为0.1mm～0.9mm的速凝片，且速凝片的枝晶分布均匀且间隔范围为1.1～3.2μm；氢破：将制得的速凝片进行保压的氢破碎处理，待吸氢阶段完成后冷却至室温再对其进行温度为300℃～800℃时长为1h～10h的高温脱氢热处理，将制得的氢破碎磁粉在保护气体下将防氧化剂与粗破碎磁粉按照3ml/kg～7ml/kg的比例分别进行混合，通过气流磨制得磁粉，其粒度范围为在1μm～6μm；混粉：根据不同高ce含量磁体成分设计，将不同ce含量磁粉进行混合，随后将混合完成的磁粉按照3ml/kg～7ml/kg的比例加入润滑剂剂进行二次混合，在混料机中将磁粉低速混合1h～10h；取向成型：在惰性气体保护气氛下，将混合后的磁粉在磁场强度为1.5t～3.0t的磁场中取向成型得到坯体；压制：将上述坯体密封包装后再进行约150mpa～280mpa的冷等静压，压制成生坯；烧结：将压制成型的生坯放入烧结炉中，进行至少两次氩气洗气后，待高真空达到5
×
10
‑3mpa以下后开始烧结，烧结过程中在400℃～950℃保温0.5h～8h致使生坯充分脱氢，待烧结温度达到设定温度960℃～1080℃后保温0.5h～20h，保温结束后立即进行水冷或空冷，直至炉管冷却至室温；热处理：对毛坯进行磁性能，密度等检测后，然后根据需要分别在650℃～960℃和400℃～650℃进行0.5h～10h的回火处理以及针对元素调整所涉及的其他热处理。11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在所述冶炼步骤中，钢液经电磁搅拌充分熔化且均匀，向钢液液面均匀的倾洒排渣剂，对钢液中的杂质进行沉淀、悬浮及排气，适当静置后并对钢液液面的杂质、氧化层进行清理，然后炉腔内放置防氧化剂进行隔氧控氧。12.如权利要求10中所述的制备方法，其特征在于，在所述混粉步骤中，当re为nd时，通过调控nd
‑
fe
‑
b主相和另一主相合金磁粉的比例，经均匀混合后，最终磁体形成均匀分布的nd
‑
fe
‑
b主相 贫ce、无ce或富ce主相的双主相永磁晶粒。13.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在所述熔炼、制备速凝片、氢破、混粉、取向成型、压制步骤中，控制保持低氧环境，使磁体保持低的氧含量，进而控制富nd晶间相d和富ce晶间相c的低氧含量如下：富ce晶间相不含氧或几乎不含氧，或其氧含量明显低于低氧的富nd晶间相。14.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在所述烧结及热处理步骤中，富nd晶间相d和富ce晶间相c的微观结构保持稳定，且稀土元素sc，y，nd，pr，dy，tb，ho，ce通过晶间发生置换或互扩散，调控该双主相磁体中ce的光谱价态大于 3.00、小于 3.12，改善最终磁体性能。

技术总结
本发明涉及一种高Ce含量双主相高磁能积磁体及其制备方法，该磁体采用双主相合金法制备，使用的第一原料为RE


技术研发人员：朱明刚 张乐乐 刘涛 李卫
受保护的技术使用者：钢铁研究总院
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2021/12/11