以钕铁硼磁片制造复合磁体的方法技术

本发明专利技术提供了一种以钕铁硼磁片制造复合磁体的方法，包括下列步骤：将复数个表面粗糙度Ra小于10.0μm磁片组合；并依靠自重和／或加压的方式使磁片互相接触，其中，磁片之间接触面的压强达到0.002kg／cm2～100.0kg／cm2；以600℃～1100℃的温度对组合的磁片进行1.0h～24.0h的热处理。本发明专利技术的方法以磁片作为基本单元，经热压粘结过程将复数个磁片组合成复合磁体。本发明专利技术的方法可实现：1)将基于晶界扩散工艺制造的钕铁硼磁片制成任意厚度的复合磁体；2)生产过程具有很高的生产效率；3)减少重稀土元素的使用量，有效降低成本；4)所制造的复合磁体具有高磁性能或特殊磁性能且满足工业使用的力学性能要求。

Method for producing composite magnet with neodymium iron boron magnetic sheet

The present invention provides a method for manufacturing a composite magnet NdFeB magnet, which comprises the following steps: a plurality of surface roughness Ra is less than 10 m disk combination; and depending on the weight and / or pressure way to make magnetic contact with each other, wherein, the contact surface between the magnetic pressure up to 0.002kg / cm2 ~ 100.0kg / cm2; heat treatment to 600 to 1100 DEG C temperature on the combination of disk 1.0h ~ 24.0h. The method of the invention uses the magnetic sheet as the basic unit and combines the plurality of magnetic sheets into a composite magnet through the hot pressing bonding process. The method of the invention can be achieved: 1) composite magnets of the Nd-Fe-B magnetic grain boundary diffusion process based on manufacturing made of arbitrary thickness; 2) the production process has high production efficiency; 3) reduce the use amount of heavy rare earth elements, effectively reduce the cost; 4) composite magnetic body produced with high magnetic properties or special magnetic properties and mechanical properties meet the requirements for industrial use.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及稀土永磁领域，特别是一种以钕铁硼磁片制造复合磁体的方法。
技术介绍
R-T-B系的稀土类烧结磁体己知是永久磁体中性能最高的磁体，用于硬盘驱动器的音圈电机(VCM)和混合动力(hybrid)车搭载的电动机等电机上。在将R-T-B系的稀土类烧结磁体用于电机时，为适应高温下的使用环境，要求耐热性优良、并且具有高矫顽力特性。作为提高R-T-B系的稀土类烧结磁体的矫顽力的方法，常用方法是熔炼时添加重稀土类元素RH。按照该方法，含有轻稀土类元素RL作为稀土类元素R的R2T14B相的稀土类元素R能够被重稀土类元素RH置换，从而提高R2T14B相的各向异性场(决定矫顽力的本质性物理量)。然而，R2T14B相中的轻稀土类元素RL的磁矩与T的磁矩方向相同，但重稀土类元素RH的磁矩与T的磁矩方向相反，因此，轻稀土类元素RL被重稀土类元素RH置换得越多，剩余磁通密度Br下降得越快。另一方面，重稀土类元素RH为稀缺资源，价格昂贵。为了保留重稀土类元素对于提高矫顽力的作用、改善剩余磁通密度Br下降的情况、减少重稀土类元素的使用量，研究人员开发出晶界扩散工艺。所谓晶界扩散工艺是指在烧结后的磁体结晶晶界中对重稀土元素进行扩散的方法。一般采用以下工艺：1)将重稀土元素化合物的粉末涂覆在烧结磁体的表面，之后通过热处理进行晶界扩散；2)以重稀土元素的金属蒸气对烧结磁体的表面进行蒸镀，之后通过热处理进行晶界扩散。然而，使用晶界扩散工艺制造厚度大的磁体时存在相当的局限性，具体为：1)重稀土元素在晶界中扩散的驱动力是由磁体中重稀土元素的浓度差所提供，因此，磁体的厚度越大，晶界扩散处理的时间越长，而且，二者之间并非呈线性关系，处理时间随厚度增加呈几何级数倍的增长，例如，对2mm厚的磁体进行充分的晶界扩散处理所需的时间需要3小时，而对6mm厚的磁体进行充分的晶界扩散处理所需的时间可能长达27小时，这样，以晶界扩散的工艺处理较厚的磁体对工业生产而言是毫无效率的；2)对于经充分的晶界扩散处理的磁体，重稀土元素从磁体表面到磁体中心部位存在浓度差，若要求磁体中心部位的重稀土元素达到一定浓度，则随着厚度的增加，磁体表面的重稀土元素的浓度也将增加，因此，当磁体厚度超过一定值时，要充分进行晶界扩散处理，必然使重稀土元素在磁体的表面过度富集，这样，不但会降低磁体的矫顽力，还造成重稀土元素的浪费。另一方面，在对上述经晶界扩散处理的高性能磁体的实际应用中，例如，用于混合动力汽车或风力发电的电机中，研究人员发现，磁体在电机中的失磁是不均匀的，对于粘接在磁轭上的磁体，失磁部分总是在靠近感应线圈的磁体的表面部分，而磁体的内部基本不失磁；对于嵌入到硅钢片中的磁体，其失磁的部分则集中到磁体的两个外表面。即，在上述应用中，对于磁体中各个部位的矫顽力(Hcj)的要求是不同的。因此，若以其中最高的矫顽力(Hcj)要求作为标准生产整块磁体，必然会增加重稀土元素的用量，从而极大地增加生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：解决上述技术缺陷，提供一种以钕铁硼磁片制造复合磁体的方法。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术的以钕铁硼磁片制造复合磁体的方法包括下列步骤：将复数个表面粗糙度Ra小于10.0μm的磁片组合；并依靠自重和／或加压的方式固定使磁片互相接触，其中，磁片之间接触面的压强达到0.002kg／cm2～100.0kg／cm2；在真空或低于105Pa的惰性气氛，以600℃～1100℃的温度对组合的磁片进行1.0h～24.0h的热处理。本专利技术的复合磁体是指将两个以上的磁片进行一体化所获得的具有特殊磁性能的大型磁体。磁片的表面粗糙度Ra越小，相邻磁片的表面接触越充分，这有利于相邻磁片之问的热压粘结。若磁片的表面粗糙度Ra超过10.0μm，相邻磁片经热压粘结，其间还存在一些空隙与薄弱部位，这样，所生产的磁体的断裂强度将不适于实际使用的需求。其中，Ra是指表面粗糙度的评定参数中的高度特征参数，即轮廓算术平均偏差。一般，Ra的常规检测方法包括：比较法、光切法、针触法、干涉法等。增加对于磁片之间接触面的压强，有利于相邻磁片表面的富稀土相和主相的相互扩散，并提高最终成品的断裂强度。当压强小于0.002kg/cm2，成品的断裂强度差，不适于工业使用。当压强当压强大于100.0kg／cm2后，对于成品的断裂强度的改善不再显著，但是将使生产设备的成本显著增加，所以压强范围设定为0.002kg／cm2～100.0kg/cm2。其中，若磁片沿水平方向固定，则可以机械装置夹持磁片，以加压的方式使磁片之间的压强达到规定范围；若磁片沿铅垂方向固定，则可依靠磁片的重力或辅以机械装置使磁片之间的压强达到规定范围。在某优选的实施例中，磁片之间的压强为1.0kg/cm2～10.0kg/cm2。热压处理在真空或低于105Pa的惰性气体的气氛环境中进行。特别地，惰性气氛选用氩气或氦气。采用真空或惰性气体的气氛环境进行热处理，可抑制磁片在热处理过程中因被氧化所导致的磁性能下降的不良情况。增加热处理的温度，有利于磁片之间的原子扩散，可减少热处理的时间并提高最终产品的断裂强度，但热处理的温度过高又容易使磁片的剩余磁感应强度降低。当热处理的温度小于600℃，磁片之间难以粘结或成品的断裂强度差。当热处理的温度大于1100℃，成品的剩余磁感应强度将急剧下降，所以热处理的温度和时间设定为600℃～1100℃及1.0h～24.0h。在某优选的实施例中，以900℃～1000℃的温度对组合的磁片进行2h～12h的热处理。在某优选的实施例中，热处理之后以460℃～600℃的温度再进行回火处理。热压处理获得的磁体的矫顽力、热减磁性能会下降，但通过回火处理可以获得不同程度的回复，而且可使磁体获得富钕相均匀分布的显微结构。当回火温度小于460℃，对磁体性能的改善不显著；当回火温度大于600℃，对磁体的矫顽力、热减磁等性能的恢复有限；因此，回火温度设定为460℃～600℃。若磁片的表面粗糙度Ra超过10.0μm，可在磁片组合之前先对磁片进行表面处理。具体地，表面处理包括表面磨削。经表面处理后，磁片的厚度减小量至少为1μm，这样，可保证去除磁片表面的重稀土元素含量过高的表皮，并降低磁片的表面粗糙度。特别地，表面处理在表面磨削之后还可包括下列步骤：对磁片进行除油处理；对磁片进行表面除氧化物处理。通过表面处理降低磁片的表面粗糙度、去除沾污和氧化物层，有利于磁片之间的热压粘结过程，从而缩短热处理时间并提高最终成品的断裂强度。在某优选的实施例中，复本文档来自技高网...

【技术保护点】
以钕铁硼磁片制造复合磁体的方法，该方法包括下列步骤：将复数个表面粗糙度Ra小于10.0μm的磁片组合；并依靠自重和／或加压的方式使磁片互相接触，其中，磁片之间接触面的压强达到0.002kg/cm2～100.0kg/cm2；在真空或低于105Pa的惰性气氛中，以600℃～1100℃的温度对组合的磁片进行1.0h～24.0h的热处理。

【技术特征摘要】
1.以钕铁硼磁片制造复合磁体的方法，该方法包括下列步骤：将复数个表面粗糙度
Ra小于10.0μm的磁片组合；并依靠自重和／或加压的方式使磁片互相接触，其中，磁
片之间接触面的压强达到0.002kg/cm2～100.0kg/cm2；在真空或低于105Pa的惰性气氛
中，以600℃～1100℃的温度对组合的磁片进行1.0h～24.0h的热处理。
2.如权利要求1所述的以钕铁硼磁片制造复合磁体的方法，其特征在于：所述磁片
之间接触面的压强达到1.0kg／cm2～10.0kg/cm2。
3.如权利要求1所述的以钕铁硼磁片制造复合磁体的方法，其特征在于：以800℃～
1000℃的温度对所述组合的磁片进行2h～12h的热处理。
4.如权利要求1所述的以钕铁硼磁片制造复合磁体的方法，其特征在于：所述热处理
之后以460℃～600℃的温度再进行回火处理。
5.如权利要求1所述的以钕铁硼磁片制造复合磁体的方法，其特征在于：在所述磁
片组合之前先对所述磁片进行表面处理。

【专利技术属性】
技术研发人员：张炜，永田浩，
申请(专利权)人：厦门钨业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35