一种永磁材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种永磁材料的制备方法，该方法包括涂覆工序和渗透工序，其中，将含有稀土元素的物质涂覆在永磁体的表面，所述磁体至少在一个方向上的厚度为10mm以下，然后将该磁体放置于容器内抽真空至气压压强低于10Pa，封闭通道，然后将该密封装置进行热处理。采用本发明专利技术方法可使稀土元素渗透均匀且渗透率高。此外，本发明专利技术方法成本较低，且使永磁材料的矫顽力大幅度提高，但剩磁降低很少。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁材料的制备方法
本专利技术涉及一种永磁材料的制备方法，尤其是一种以低成本方式获得矫顽力大幅度提高、剩磁降低很少的钕铁硼永磁材料的制备方法。
技术介绍
随着世界对降低能源消耗的日益重视，节能减排已经成为各个国家关注的重点。与非永磁电机相比，永磁电机可以提高能效比，为了降低能耗，在空调压缩机，电动汽车混合动力汽车等领域都采用钕铁硼(Nd-Fe-B)永磁材料来制作电机。由于这些电机工作温度较高，所以都要求磁体具有较高的内禀矫顽力，并且，为了增加电机的磁通密度，还要求磁体具有较高的磁能积。采用传统的钕铁硼制造工艺很难满足高磁能积和高内禀矫顽力的要求，即使达到这样的要求，也需要使用大量的稀土Dy和Tb。由于世界上镝(Dy)和铽(Tb)的储量有限，大量的使用Dy和Tb会造成磁体的价格上涨和稀土资源的加速枯竭。为了提高永磁材料性能并减少稀土的用量，业界做了很多的工作。例如，CN101404195A公开了一种用于制备稀土永磁体的方法，包括：提供由12-17原子％的稀土、3-15原子％的B、0.01-11原子％的金属元素、0.1-4原子％的O、0.05-3原子％的C、0.01-1原子％的N和余量的Fe组成的烧结磁体本体，在磁体本体的表面上布置包含另一种稀土的氧化物、氟化物和/或氟氧化物的粉末，以及在真空中或在惰性气氛中在烧结温度以下的温度下热处理该粉末覆盖的磁体本体，以使得其他稀土被吸收在磁体本体中。该方法的特点是使通过表面布置重稀土的氧化物或氟化物和/或氟氧化物加热的方法实现渗透的目的，该方法的缺点是引入了O和F等对磁体有害的物质。更重要的是，渗透完成的磁体表面会有较多的类似于氧化皮的物质，需要进行磨加工，造成磁材的浪费。又如，CN101506919A公开了一种永磁铁的制造方法，其不会使Nd-Fe-B系的烧结磁铁表面恶化，可通过使Dy高效扩散到晶界相中，有效提高磁化及顽磁力，不需要后续工序。首先，在处理室内把Nd-Fe-B系的烧结磁铁和Dy隔一定距离配置。接着，在减压下把处理室加热，使烧结磁铁升温到规定温度的同时使Dy蒸发，把蒸发的Dy原子提供到烧结磁铁表面并使之附着。此时，通过控制Dy原子对烧结磁铁的供给量，在烧结磁铁表面上形成Dy层之前，使Dy均匀地扩散到烧结磁铁的晶界相之中。该方法特点是加热含有重稀土的物质形成蒸汽，缺点是设备造价昂贵，蒸发效率低，实际对比的结果显示，该方法不如前述方法增加内禀矫顽力(Hcj)的效果明显。CN101615459A公开了一种速凝片晶界扩散重稀土化合物提高烧结钕铁硼永磁性能的方法，该方法是在烧结之前进行渗透处理，其缺点是当渗透后的磁体在高温烧结的过程中，本来富集到晶间相的重稀土会扩散到主相内部，造成重稀土的平均化，效果差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种永磁材料的制备方法，该方法能够显著提高稀土元素的渗透均匀度和渗透效率。本专利技术的进一步的目的在于提供一种永磁材料的制备方法，其可以使永磁材料的矫顽力大大提高，但剩磁降低很少。本专利技术提供一种永磁材料的制备方法，包括如下工序：S2)涂覆工序：将含稀土元素的物质涂覆在磁体的表面，其中，所述磁体至少在一个方向上的厚度为10mm以下；和S3)渗透工序，包括如下步骤：S3-1)将由涂覆工序S2)得到的磁体置于容器内，所述容器具有能够进行抽真空操作的通道；S3-2)通过所述通道对所述容器进行抽真空操作，直至所述容器的气压压强低于10Pa；S3-3)在继续抽真空的过程中将所述通道封闭；S3-4)对封闭在所述容器内的磁体进行热处理。根据本专利技术的制备方法，优选地，在涂覆工序S2)中，所述含稀土元素的物质选自：a1)稀土元素的单质；a2)含稀土元素的合金；a3)含稀土元素的化合物；或a4)以上物质的混合物。根据本专利技术的制备方法，优选地，在涂覆工序S2)中，所述稀土元素选自镨、钕、钇、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的至少一种。根据本专利技术的制备方法，优选地，在涂覆工序S2)中，所述磁体至少在一个方向上的厚度为5mm以下。根据本专利技术的制备方法，优选地，在渗透工序S3)中，所述容器和所述通道均为石英材料，所述通道的内径为3～15mm。根据本专利技术的制备方法，优选地，在步骤S3-1)中，将至少两个由涂覆工序S2)得到的磁体排列整齐，并以各自面积最大的表面为接触面，在压力作用下相互紧密接触，然后置于所述容器内。根据本专利技术的制备方法，优选地，在步骤S3-1)中，所述压力作用的压力为至少5MPa。根据本专利技术的制备方法，优选地，在步骤S3-2)中，通过所述通道对所述容器进行抽真空操作直至所述容器的气压压强低于对容器抽真空至气压压强低于5Pa；和在步骤S3-4)中，热处理温度为600～1200℃；热处理时间为0.5～10小时。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述制造方法还包括：S1)磁体制造工序：制造磁体；和S4)时效处理工序：对磁体进行时效处理。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述的磁体制造工序S1)包括如下工序：S1-1)熔炼工序：对钕铁硼磁体原料进行熔炼，使熔炼后的钕铁硼磁体原料形成母合金，所述母合金的厚度为0.01～5mm；S1-2)制粉工序：将由熔炼工序S1-1)得到的母合金破碎成磁粉，所述磁粉的平均粒度D50为20μm以下；S1-3)成型工序：在取向磁场的作用下，将由制粉工序S1-2)得到的磁粉压制成烧结坯体，所述坯体的密度为3.0g/cm3～5g/cm3；和S1-4)烧结工序：将由成型工序S1-3)得到的烧结坯体烧结定型，形成磁体；烧结温度为900～1300℃，烧结时间为0.5～10小时；磁体密度为6.0g/cm3～9.0g/cm3。本专利技术通过在具有特定厚度的磁体的表面涂覆有含稀土元素的物质，并将涂覆后的磁体采用特定的真空处理后，再经热处理和时效处理后制造钕铁硼永磁材料。采用本专利技术的制造方法可以使稀土元素渗透均匀且渗透效率高。根据本专利技术优选的技术方案，本专利技术所述的制造方法能够实现稀土元素在磁体中的均匀渗透，从而大幅提高磁体的矫顽力，但剩磁降低很少。根据本专利技术进一步优选的技术方案，由于在磁体的制备工序中不进行时效处理，从而节约了制造成本。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。本专利技术所述的“剩磁”，是指饱和磁滞回线上磁场强度为零处所对应的磁通密度的数值，通常记作Br或Mr，单位为特斯拉(T)或高斯(Gs)。本专利技术所述的“内禀矫顽力”，是指从磁体的饱和磁化状态，把磁场单调地减小到零并反向增加，使其磁化强度沿饱和磁滞回线减小到零时的磁场强度，通常记作Hcj或MHc，单位为奥斯特(Oe)。本专利技术所述的“磁能积”，是指退磁曲线上任何一点的磁通密度(B)与相应的磁场强度(H)的乘积，通常记作BH。BH的最大值称为“最大磁能积”，通常记作(BH)max，单位为高斯·奥斯特(GOe)。本专利技术所述的稀土元素包括但不限于镨、钕或“重稀土元素”；优选为“重稀土元素”。本专利技术所述的“重稀土元素”，又称为“钇族元素”，包括钇(Y)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)等九种元素。本专利技术所述的“惰性气氛”，是指不与钕铁硼磁体发生反应，并且不影响其磁性的气氛。在本专利技术中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁材料的制备方法，其特征在于，包括如下工序：S2)涂覆工序：将含稀土元素的物质涂覆在磁体的表面，其中，所述磁体至少在一个方向上的厚度为10mm以下；和S3)渗透工序，包括如下步骤：S3‑1)将由涂覆工序S2)得到的磁体置于容器内，所述容器具有能够进行抽真空操作的通道；S3‑2)通过所述通道对所述容器进行抽真空操作，直至所述容器的气压压强低于10Pa；S3‑3)在继续抽真空的过程中将所述通道封闭；S3‑4)对封闭在所述容器内的磁体进行热处理。

【技术特征摘要】
1.一种永磁材料的制备方法，其特征在于，包括如下工序：S2）涂覆工序：将含稀土元素的物质涂覆在烧结钕铁硼磁体的表面，其中，所述烧结钕铁硼磁体至少在一个方向上的厚度为10mm以下；和S3）渗透工序，包括如下步骤：S3-1）将由涂覆工序S2）得到的烧结钕铁硼磁体置于容器内，所述容器具有能够进行抽真空操作的通道；所述容器和所述通道均为石英材料，所述通道的内径为3～15mm；其中，将至少两个由涂覆工序S2）得到的烧结钕铁硼磁体排列整齐，并以各自面积最大的表面为接触面，在压力作用下相互紧密接触，然后置于所述容器内；所述压力作用的压力为至少5MPa；S3-2）通过所述通道对所述容器进行抽真空操作，直至所述容器的气压压强低于10Pa；S3-3）在继续抽真空的过程中将所述通道封闭；S3-4）对封闭在所述容器内的烧结钕铁硼磁体进行热处理；S4）时效处理工序：对由渗透工序S3）得到的烧结钕铁硼磁体进行时效处理。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在涂覆工序S2）中，所述含稀土元素的物质选自：a1）稀土元素的单质；a2）含稀土元素的合金；a3）含稀土元素的化合物；或a4）以上物质的混合物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在涂覆工序S2）中，所述稀土元素选自镨、钕、钇、钆、铽、镝、钬、铒、...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊海波，董义，刁树林，袁易，吴树杰，武志敏，孙彩玲，苗聚昌，陈雅，袁文杰，
申请(专利权)人：包头天和磁材技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15