一种稀土永磁体的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土永磁体的制造方法，首先将稀土永磁原料采用压制成型工艺制备为厚度尺寸为1～15mm的稀土永磁体生坯，然后在稀土永磁体生坯表面包覆含有重稀土元素的包覆层，最后将具有包覆层的稀土永磁体生坯依次进行烧结处理和时效处理；该方法的优点是不需要进行机械加工和表面预处理，热处理工艺仅进行了一次，工序简单，明显提高了生产效率，降低了生产工序成本，易于批量生产，并且稀土永磁体一次烧结成型，产品一致性较高；在烧结过程中，稀土永磁体生坯表面包覆层中含有的重稀土元素扩散到稀土永磁体的晶界相和主相晶粒外延层，在保持剩磁几乎不降低的前提下更大限度的提高矫顽力，且重稀土使用量少，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种稀土永磁体的制造技术，尤其是涉及一种稀土永磁体的制造方 法。
技术介绍
在当前人类社会生产及生活中，随着科学技术的不断进步，稀土永磁体（即烧结钕 铁硼磁体）已经深入工业、民用设施、办公自动化及科学研究的众多领域，而一些高科技含 量领域，例如机器人、精密机床、高精度仪表、汽车电机及各类永磁电机行业对高性能稀土 永磁体的需求量也迅速扩大。在传统制备高性能稀土永磁体生产工艺中，需要在稀土永磁 体内加入大量重稀土元素，这种工艺虽然能提高稀土永磁体的矫顽力，却使其剩磁有较大 幅度的损失。目前的研究显示，改善这一缺陷最有效的方法就是采用晶界扩散技术对稀土 永磁体进行处理，该技术不但可以修复稀土永磁体的磁性能损失，还可以在几乎不损失剩 磁的同时大幅度提高稀土永磁体的矫顽力。 现有的应用晶界扩散技术来制造稀土永磁体的方法主要有三类。第一类制造方法 在公开号为CN101506919A的中国专利中公开;该方法具体包括以下步骤:将稀土永磁原料 通过取向压制成型工艺制成大块稀土永磁体生坯;将大块稀土永磁体生坯进行烧结处理制 得大块稀土永磁体毛坯;将大块稀土永磁体毛坯采用机械加工方式切割为符合设计尺寸要 求的稀土永磁体;对该稀土永磁体进行表面预处理;采用晶界扩散技术对稀土永磁体进行 表面处理得到最终的稀土永磁体:将表面预处理后的稀土永磁体和Dy等重稀土金属隔一定 距离配置放于一处置室内，接着在减压下加热该处置室，Dy等重稀土金属元素蒸发附着到 稀土永磁体表面，在加热条件下，附着到稀土永磁体表面的Dy等重稀土金属元素均匀的扩 散到稀土永磁磁体的晶界相中去。第一类制造方法制造的稀土永磁体虽然可以获得较高的 矫顽力，并且剩磁降低不明显，但是该方法中为了保证处置室内的稀土永磁体表面可以与 Dy等重稀土金属元素充分接触，稀土永磁体不能层叠放置，且需要使用特定的工装来放置 稀土永磁体，每次生产过程的产量较小，产能较低，不利于批量生产，并且整个过程需要对 该稀土永磁体进行表面预处理和两次热处理(烧结处理和晶界扩散处理），工序比较繁多， 生产成本较高。 第二类在公开号为CN103258634A的中国专利中公开;该方法具体包括以下步骤： 将重稀土粉末添加入稀土永磁原料中通过取向压制成型工艺制成大块稀土永磁体生坯;大 块稀土永磁体生坯进行烧结制成大块稀土永磁体毛坯;将大块稀土永磁体毛坯采用机械加 工方式切割为符合设计尺寸要求的稀土永磁体。第二类方法虽然可以提高稀土永磁体的矫 顽力并且相对于第一类方法只需进行一次热处理，但是由于将重稀土元素直接添加入磁粉 原料中，会造成重稀土元素在晶界扩散过程中直接扩散进稀土永磁体主相造成的剩磁大量 下降的情况。 第三类方法在公开号为CN103903823A的中国专利中公开;该方法具体包括以下步 骤:将稀土永磁原料通过取向压制成型工艺制成稀土永磁体毛坯;将重稀土元素化合物与 Cu粉的一定比例混合物包覆在稀土永磁体生坯表面形成包覆层;将具有包覆层的稀土永磁 体生坯再次压制或将多个稀土永磁体生坯叠加在一起再次压制后，进行烧结处理制成大块 稀土永磁体毛坯;将大块稀土永磁体毛坯采用机械加工方式切割为符合设计尺寸要求的稀 土永磁体。第三类方法相对于第一类方法将晶界扩散处理和烧结处理合并为一个步骤，省 略了一次热处理工序，但对需要两次压制工序，并且包覆层中包含Cu粉，压制过程中容易因 Cu粉的不均匀分布造成磁体性能不一致的现象，从而不能保证产品性能的一致性，因而无 法进行批量生产。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该制造方法工序 简单，成本较低，易于批量生产，该制造方法制备的稀土永磁体在矫顽力大幅度提高的同 时，剩磁降低较少。 本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：，首 先将稀土永磁原料采用压制成型工艺制备为厚度尺寸为1~15mm的稀土永磁体生坯，然后 在稀土永磁体生还表面包覆含有重稀土元素且密度为2~5g/cm 3的包覆层，最后将具有包 覆层的稀土永磁体生坯进行烧结和时效处理。 所述的包覆层的成分为重稀土氧化物、重稀土氟化物、重稀土氢化物、重稀土氮化 物、重稀土氮氧化物和重稀土氟氧化物中至少一种。 所述的重稀土元素为Tb、Dy和Ho中至少一种。该方法中，含有重稀土元素Tb、Dy和 H〇中至少一种的包覆层在后续热处理阶段重稀土元素扩散入稀土永磁体后，可以使矫顽力 获得大幅提高，但极大限度的保留剩磁。所述的稀土永磁体生坯的密度为3.8~5. Og/cm3,具有该密度的稀土永磁体生坯 在后续热处理阶段更容易使重稀土元素扩散进入磁体内部，保证重稀土元素扩散的均匀 性。 所述的烧结处理的温度为1000°C-1100°C，所述的烧结处理的时间为lh-6h。该方 法保证重稀土元素在稀土永磁体内部进行有效扩散，分布在稀土永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。 所述的时效处理的温度为400~950°C，所述的时效处理的时间为lh-20h。该方法 保证重稀土元素在稀土永磁体内部进行有效扩散，分布在稀土永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。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于首先将稀土永磁原料采用压制成型工艺制备 为厚度尺寸为1~15mm的稀土永磁体生坯，不需要进行机械加工和表面预处理，只需在稀土 永磁体生坯表面包覆含有重稀土元素的包覆层后，直接将具有包覆层的稀土永磁体生坯进 行烧结和时效处理，热处理工艺仅进行了一次，工序简单，明显提高了生产效率，降低了生 产工序成本，易于批量生产，并且稀土永磁体一次烧结成型，产品一致性较高;在烧结过程 中，稀土永磁体生坯表面包覆层中含有的重稀土元素扩散到稀土永磁体的晶界相和主相晶 粒外延层，这样可以在保持剩磁几乎不降低的前提下更大限度的提高矫顽力，且重稀土使 用量少，成本低。【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：，首先将稀土永磁原料采用压制成型工艺 制备为稀土永磁体生坯，然后在稀土永磁体生坯表面包覆含有重稀土元素的包覆层，最后 将具有包覆层的稀土永磁体生坯依次进行烧结处理和时效处理。本实施例中，稀土永磁原料采用钕铁硼加工领域中速凝铸片、氢碎和气流磨等工 艺制备所得。稀土永磁原料包含以下各组分：质量百分比为24.5%的Nd、质量百分比为 0.2%的Dy、质量百分比为4.8%的Pr、质量百分比为1.0%的B，余量为Fe及其他微量元素。 本实施例中，压制成型工艺具体为:将稀土永磁原料装入成型模具中进行取向压 制处理得到稀土永磁体生还;稀土永磁体生还的厚度为1.8mm，密度为3.8g/cm 3。 本实施例中，包覆层的成分为TbH3粉料，TbH3粉料的粒径为2μπι左右，包覆层的厚度 约为〇· 1mm，包覆层密度为4. lg/cm3〇 本实施例中，在真空或惰性气体中对具有包覆层的稀土永磁体生坯依次进行烧结 处理和时效处理，其中，烧结处理过程中的烧结温度为1080°c，烧结时间为240min;时效处 理分两段进行，第一段在温度为900°C条件下保温600min，第二段在温度为500°C条件下保 温300min。 本实施例中，将本实施例的方法制备的稀土永磁体作为实样1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土永磁体的制造方法，其特征在于将稀土永磁原料采用压制成型工艺制备为厚度尺寸为1～15mm的稀土永磁体生坯，然后在稀土永磁体生坯表面包覆一层含有重稀土元素且密度为2～5g/cm3的包覆层，最后将具有包覆层的稀土永磁体生坯进行烧结和时效处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆忠，程春茂，丁勇，张民，吕向科，刘志敏，
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