一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法，首先将包含R、H和X元素的原料包覆在烧结钕铁硼磁体的表面形成包覆层，然后在真空或惰性气体环境下对具有包覆层的烧结钕铁硼磁体进行扩散处理和时效处理；其中R为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu元素中的至少一种，H为氢元素，X为C、O、N、S、B、Cl、Si元素中的至少一种；优点是由于R、H和X元素三者的相互作用，包覆层活性较低，暴露于空气中不易氧化，不会产生因原料氧化而引起的产品一致性问题，产品一致性较高且安全性较高，可应用于批量化生产；同时原料稳定性好，便于回收重复利用，因此稀土元素利用率较高，节约了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法
本专利技术涉及一种烧结钕铁硼磁体处理技术，尤其是涉及一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法。
技术介绍
烧结钕铁硼永磁材料因具有优异的磁性能而广泛应用于航空、航天、军事和民用等领域。近些年，随着国家大力提倡节能环保，节能电梯、变频空调、混合动力汽车和电动汽车等节能产品应运而生，这些产品为钕铁硼产品带来了巨大的市场需求。经过近30年的发展，烧结钕铁硼永磁材料磁性能得到了很大的提升，剩磁Br实验值1.555T已经达到了理论值1.6T的97％，所以提高烧结钕铁硼永磁材料的剩磁已经很困难，而矫顽力实验值0.82T仅达到理论值6.7T的12％，还有很大的提高空间。因此，探究怎样保持高剩磁同时提高矫顽力成为当下研究的难点与热点。研究发现，用Dy/Tb等重稀土元素置换磁体中部分的Nd，生成各向异性场比主相大的新相(Nd,Dy/Tb)2Fe14B，可以明显提高磁体的矫顽力，但是这会引起磁体剩磁的大幅降低；同时，采用现有常规工艺制备高矫顽力磁体所需的重稀土元素含量高，生产成本高。晶界扩散技术是近年来发展起来的制备高矫顽力磁体的一种方法，采用晶界扩散技术往磁体内部添加重稀土元素的方法是通过热处理工艺使磁体表面涂层中含有的重稀土元素沿着磁体晶界扩散进入磁体内部，使得重稀土元素主要分布在晶界相和主相晶粒外延层，这样可以在保持剩磁几乎不降低的前提下明显提高矫顽力，且重稀土使用量少，成本低。晶界扩散技术中烧结钕铁硼磁体的表面包覆层通常由单质稀土、稀土氧化物、稀土氟化物或稀土氢化物等微米级及纳米级粉末作为原料包覆在烧结钕铁硼磁体表面形成。单质稀土抗氧化能力差，给生产增加了难度。稀土氧化物、稀土氟化物虽然抗氧化能力强但在扩散过程中不易分解出单质稀土，另一方面稀土氧化物、稀土氟化物中所含有的氧原子和氟原子对磁体性能具有一定的损伤。稀土氢化物相较于单质稀土具有更好的抗氧化能力，而且在一定温度下能够发生脱氢反应生成单质金属和氢气，因而成为一种比较理想的晶界扩散化合物。目前，采用重稀土氢化物作为包覆层原料，利用晶界扩散技术提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方法主要有三种。第一种方法是专利号为CN201010241737.4的中国专利中公开的采用蒸发冷凝的方法获得粒度为10-100nm的重稀土氢化物，将此重稀土氢化物包覆在磁体表面，再经过热处理，使得重稀土元素扩散进入磁体内部的方法。第二种方法是专利号为CN201210177327.7的中国专利和专利号为CN200880000267.3的中国专利中公布的采用吸氢破碎的方法获得重稀土氢化物粉末后使该重稀土氢化物粉末包覆于磁体表面，经过热处理使得重稀土元素进入磁体内部的方法。第三种方法是专利号为CN200780047391.0的中国专利中公开的采用DyH2或TbH2进行蒸镀的方法，经热处理使得重稀土元素进入磁体内部。以上三种方法中，第一种方法和第二种方法使用的纳米级或微米级重稀土氢化物粉末活性极高，极易导致氧化燃烧甚至爆炸，批量化生产中难以满足该粉末的防护要求，而且一旦粉末氧化，对烧结钕铁硼磁体的矫顽力提升幅度就会大幅降低，引起产品的一致性差的问题，同时也存在极大的安全隐患；另外，由于纳米级或微米级重稀土氢化物粉末极易氧化，因此难以回收利用，重稀土元素利用率低，生产成本高。第三种方法安全性较高，但是在蒸镀的过程中，稀土氢化物在设备内部随机分布，附着在烧结钕铁硼磁体表面的比例少，重稀土元素的利用率低，另外蒸镀设备昂贵，蒸镀效率低，增加生产成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法，该方法易于进行批量化生产，效率高，产品一致性高，重稀土元素的利用率高，生产成本低，而且安全性高。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法，首先将包含R、H和X元素的原料包覆在烧结钕铁硼磁体的表面形成包覆层，然后在真空或惰性气体环境下对具有包覆层的烧结钕铁硼磁体进行扩散处理和时效处理；其中R为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu元素中的至少一种，H为氢元素，X为C、O、N、S、B、Cl、Si元素中的至少一种。所述的包含R、H和X元素的原料中，所述的H元素的含量按质量百分比为0.01％-2％。该方法中，将原料中H元素的含量控制在0.01％-2％范围内，可提高原料的稳定性。所述的包含R、H和X元素的原料中，所述的X元素的含量按质量百分比为0.01％-10％。该方法中，将原料中X元素的含量控制在0.01％-10％范围内，可提高原料的稳定性，同时，本方法得到的烧结钕铁硼磁体的性能提升显著。所述的包含R、H和X元素的原料中还包含有能与所述的R元素发生化学反应形成合金或金属间化合物的其他元素。所述的原料中含有的R、H和X元素通过R、H和X元素三者混合发生化学反应后得到的产物存在于所述的原料中。该方法中，稀土元素R与H元素、X元素同时发生反应，生成包含R、H、X元素的化合物，采用该化合物制备的原料可以使包覆层具有较高的稳定性。所述的原料中含有的R、H和X元素通过X元素与R元素的氢化物发生化学反应后得到的产物存在于所述的原料中。该方法中，通过X元素来有效改善稀土氢化物的稳定性，便于批量化生产，提高产品一致性和原料的回收利用。所述的R元素为Pr、Nd、Gd、Dy、Tb和Ho元素中的至少一种。该方法可显著提高磁体的矫顽力。所述的烧结钕铁硼磁体的厚度小于15mm。该方法中，稀土元素在磁体内部扩散均匀，矫顽力提升明显，退磁曲线具有较好的方形度。所述的具有包覆层的烧结钕铁硼磁体在进行扩散处理前，先进行脱氢处理，所述的脱氢处理的温度为200℃-900℃，保温时间为0.1h-30h。该方法中，通过脱氢处理可有效控制包覆层中的氢含量，从而避免后续扩散处理时氢含量过高对磁体性能的破坏。所述的具有包覆层的烧结钕铁硼薄片磁体在进行脱氢处理后，其包覆层中氢元素的质量百分比含量小于0.2％。该方法中有效控制包覆层的氢含量，从而避免后续扩散处理时氢对磁体性能的损伤，保证磁体性能达到最优。所述的扩散处理为在温度700℃-1000℃条件下保温1h-30h。该方法保证稀土元素在烧结钕铁硼磁体内部进行有效扩散，分布在烧结钕铁硼磁体的晶界相和主相晶粒外延层，在剩磁几乎不降低的前提下明显提高矫顽力。所述的时效处理为在温度400℃-600℃条件下保温1h-10h。与现有技术相比，本专利技术的优点在于通过将包含R、H和X元素的原料包覆在烧结钕铁硼磁体的表面形成包覆层，R为17种稀土元素中的至少一种，H为氢元素、X为C、O、N、S、B、Cl和Si元素中的至少一种，形成包覆层的包含R、H和X元素的原料由于R、H和X元素三者的相互作用，其活性较低，暴露于空气中不易氧化，不会产生因原料氧化而引起的产品一致性问题，产品一致性较高且安全性较高，可应用于批量化生产；同时由于包含R、H和X元素的原料稳定性好，便于回收重复利用，因此稀土元素利用率高，节约了生产成本。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例一：一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法，包括以下步骤：①将金属铽在氧含量为1％的氢氧混合气中进行处理，得到氢含量为9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法，其特征在于首先将包含R、H和X元素的原料包覆在烧结钕铁硼磁体的表面形成包覆层，然后在真空或惰性气体环境下对具有包覆层的烧结钕铁硼磁体进行扩散处理和时效处理；其中R为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu元素中的至少一种，H为氢元素，X为C、O、N、S、B、Cl、Si元素中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法，其特征在于首先将包含R、H和X元素的原料包覆在烧结钕铁硼磁体的表面形成包覆层，然后在真空或惰性气体环境下对具有包覆层的烧结钕铁硼磁体进行扩散处理和时效处理；其中R为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu元素中的至少一种，H为氢元素，X为C、O、N、S、B、Cl、Si元素中的至少一种；所述的包含R、H和X元素的原料中，所述的H元素的含量按质量百分比为0.01％-2％。2.根据权利要求1所述的一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法，其特征在于所述的包含R、H和X元素的原料中，所述的X元素的含量按质量百分比为0.01％-10％。3.根据权利要求1所述的一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法，其特征在于所述的包含R、H和X元素的原料中还包含有能与所述的R元素发生化学反应形成合金或金属间化合物的其他元素。4.根据权利要求1所述的一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法，其特征在于所述的原料中含有的R、H和X元素通过R、H和X元素三者混合发生化学反应后得到的产物存在于所述的原料中。5.根据权利要求1所述的一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法，其特征在于所述的原料中含有的R、H和X元素通过X元...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕向科，王春国，张民，丁勇，杨庆忠，胡依群，汪江峰，
申请(专利权)人：宁波韵升股份有限公司，宁波韵升磁体元件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33