一种R‑Fe‑B系烧结磁体的制备方法技术

本发明专利技术属于稀土永磁材料领域，涉及一种高矫顽力R‑Fe‑B系烧结磁体及其制备方法。本发明专利技术中的制造方法为采用常规方法制备厚度为1～15mm的R‑Fe‑B系烧结磁体，之后使用平均粉末粒度SMD为1～2.5μm的超细铽粉，有机溶剂，及防氧化剂制成的混合浆料均匀覆盖于磁体表面，并进行热处理。本发明专利技术的方法可提高磁体的矫顽力＞10kOe，且剩磁降低小于0.2kGs。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种R-Fe-B系烧结磁体的制备方法，属于稀土永磁材料领域。
技术介绍
稀土永磁材料凭借其优良的耐温性、高能效比等特性，在空调压缩机、风力发电、汽车等领域得到广泛应用。随着节能减排形势的日益紧迫，提高电机的效率成为了各领域在设计和使用电机时关注的焦点。这就要求磁体不仅能够满足使用温度，做到不失磁，又要求减小磁体用量的同时增加电机的磁通密度，因此对磁体的矫顽力、磁能积提出了更高了要求。为了提高磁体的矫顽力和降低磁体的重稀土使用量，行业内现在普遍认可的方法是晶界扩散技术。近些年来，钕铁硼永磁体生产企业也一直致力于研究该技术，以期实现批量生产。专利文献JP-A2004-304543、JP-A2004-377379、JP-A2005-0842131公开了将Tb或者Dy的氧化物、氟化物及氟氧化物做成浆料涂覆于烧结磁体表面，烘干后高温烧结扩散的方法。专利文献JP-A2006-058555公开了蒸镀重稀土材料同时扩散进烧结磁体内部的方法，专利文献JP-A2006-344779公开了蒸镀Tb或者Dy的氟化物同时扩散进烧结磁体内部的方法。使用本专利方法的优势在于，较使用金属的蒸汽，该法更加稳定，对设备的要求更低；此外，使用本专利方法处理磁体效率高，扩散后磁体的磁性能增加更明显。但上述技术方案存在的缺陷是:高温烧结处理后的磁体表面覆盖高氧、高氟层，为得到高性能的磁体，需要通过机械加工和打磨处理，不仅增加了生产成本，而且对重稀土材料造成了新的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供另一种R-Fe-B系烧结磁体的制备方法，使用该方法处理后的磁体外观好，不需要机加工打磨烧结磁体表面，节省了材料，同时可使永磁材料的矫顽力得到更大幅度地提升。实现本专利技术目的所采取的技术方案如下：一种R-Fe-B系烧结磁体的制备方法，其特征在于，包括：1)采用本领域技术人员公知的方法制备R1-Fe-B-M烧结磁体；其中，R1选自Nd、Pr、Dy、Tb、Ho、Gd中的一种或者几种，其总量为26wt％～33wt％；M选自Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Ga、Ca、Cu、Zn、Si、Al、Mg、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Mo中的一种或几种，其总量为0～5wt％；B总量为0.5wt％～2wt％；其余为Fe；2)将步骤1)得到的烧结磁体进行除油、酸洗、活化及去离子水清洗处理；3)将超细铽粉，有机溶剂，以及抗氧化剂制备成均匀浆料，覆盖于步骤2)处理后的烧结磁体表面；4)将步骤3)中的磁体进行烧结、时效处理，处理后的磁体满足以下要求：Hcj(4)-Hcj(1)＞10kOe；Br(1)-Br(4)＜0.2kGs；其中，Hcj(4)表示经过步骤4)之后烧结磁体的矫顽力，Hcj(1)表示仅经过步骤1)的烧结磁体的矫顽力，kOe是矫顽力的单位；Br(4)表示经过步骤4)之后烧结磁体的剩磁，Br(1)表示仅经过步骤1)的烧结磁体的剩磁，kGs是矫顽力的单位。进一步地，步骤3)中的超细铽粉通过如下步骤制备：将纯铽铸锭加工至尺寸最小方向为1mm-10mm的铸块或者将纯铽铸锭破碎至尺寸最小方向为小于2mm-10mm的颗粒，然后经过气流磨处理，制成平均粉末粒度为0.5～3μm的铽粉；在铽粉的制备过程中，严格控制铽粉的氧含量和碳含量，使制备的铽粉的氧含量＜1500ppm，碳含量＜900ppm。进一步地，步骤3)中，浆料中铽粉的质量百分比为50～80％，抗氧化剂的质量百分比为1～10％；抗氧化剂可选用1,3,5-三氯甲苯，二丁基羟基甲苯，4-已基间苯二酚中的一种或几种。进一步地，步骤3)中，所述烧结磁体至少在一个方向上的厚度＜15mm；所述烧结磁体表面覆盖的超细铽粉层的厚度为10～100μm。进一步地，步骤4)中，真空烧结炉内温度为850～970℃，热处理时间为5～72h，真空烧结炉内真空度为10-3～10-4Pa；所述时效处理温度为470～550℃，处理时间为2～5h。更进一步地，制成平均粉末粒度为1～2.5μm的铽粉；使制备的铽粉的氧含量＜1000ppm，碳含量＜700ppm。与现有技术相比，本专利方法的优势在于，由于不使用氟化物和氟氧化物，扩散完成后磁体内氟和氧含量不会升高，而过高的氟和氧含量会降低磁体磁性能；且扩散后磁体外观洁净度好，不需要机加工磨掉表面的高氧、高氟层，节省了加工成本，简化了工艺。本专利技术在钕铁硼烧结磁体表面布置一层平均粉末粒度为1～2.5μm的铽粉进行扩散，相比较使用氟化物、氧化物和氟氧化物处理后，磁体外观好，同样不必机加工。相比较蒸汽扩散法，该方法对磁体矫顽力的提升＞10kOe，剩磁降低小于0.2kGs，磁体性能远远优于使用蒸汽扩散法处理的磁体。使用该方法处理后的磁体性能优越，使用在电动机中能够缩减电动机中磁钢的使用量；且大幅降低重稀土的使用量，降低了成本。具体实施方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术所使用的受处理烧结磁体可采用以下方法制备得到：首先，烧结毛坯合金通过在真空或惰性气体，典型地在氩气气氛中熔化金属或合金原料，在1300～1600℃温度开始浇注，更优为1400～1500℃；并且将熔体浇注到急冷辊上形成鳞片，急冷辊转速为20～60r/min，更优为30～50r/min，急冷辊内通冷却水；其次，鳞片经过HD制粉，气流磨，制成粒度为1～10μm的粉末，更优为2～5μm；再其次，在15KOe的磁场中取向压制成型；再其次，生坯被放入Ar气氛下的烧结炉中，在900～1300℃下烧结1～100h，更优为在1000～1100℃烧结2～50h；再其次，在450～650℃温度下时效处理(时效处理是指合金工件经固溶处理、冷塑性变形或铸造、锻造后，在较高的温度放置或室温保持其性能、形状、尺寸随时间而变化的热处理工艺)2～50h，更优为在450～500℃下时效4～20h，得到烧结毛坯；再其次，将烧结毛坯加工成沿着最大边长尺寸为100mm、沿各向异性方向尺寸最大为15mm的烧结磁体。之后，依次对烧结磁体进行超声除油30s，稀硝酸中两次酸洗15s，稀硫酸中活化处理15s，和去离子水清洗即可备用，作为受处理烧结磁体。本专利技术所使用的铽粉可采用以下方法制备得到：将纯铽铸锭加工至尺寸最小方向小于10mm的铸块，更优为小于5mm，最优为小于1mm；或者将纯铽铸锭破碎至尺寸最小方向小于10mm的颗粒，更优为小于5mm，最优为小于2mm；其次，经过气流磨处理，制成粒度0.5～3μm的铽粉，更优为1～2.5μm。若制成的铽粉平均粉末粒度大于3μm，则当将磁体覆盖于烧结磁体表面时，和磁体表面的有效接触面积小，不利于在高温处理时烧结磁体表面晶界相和铽粉有效接触，扩散效果不明显，最终磁体的矫顽力提升不明显；若制成的铽粉平均粉末粒度小于0.5μm，则由于粉末粒度太低导致粉末活性提高，导致铽粉极易氧化，明显降低了可操作性，大大提高了使用成本。在铽粉的制备过程中，要严格控制铽粉的氧含量和碳含量，使制备的铽粉的氧含量＜1500ppm，碳含量＜900ppm，更优选为氧含量＜1000ppm，碳含量＜700ppm。当制备的铽粉的氧含量＞1500ppm时，铽粉当中粉末粒度较小的颗粒被氧化，在高温下不与烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种R‑Fe‑B系烧结磁体的制备方法，其特征在于，包括：1）采用本领域技术人员公知的方法制备R1‑Fe‑B‑M烧结磁体；其中，R1选自Nd、Pr、Dy、Tb、Ho、Gd中的一种或者几种，其总量为26wt%～33wt%；M选自Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Ga、Ca、Cu、Zn、Si、Al、Mg、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Mo中的一种或几种，其总量为0～5wt%；B总量为0.5wt%～2wt%；其余为Fe；2）将步骤1）得到的烧结磁体进行除油、酸洗、活化及去离子水清洗处理；3）将超细铽粉，有机溶剂，以及抗氧化剂制备成均匀浆料，覆盖于步骤2）处理后的烧结磁体表面；4）将步骤3）中的磁体进行烧结、时效处理，处理后的磁体满足以下要求：Hcj（4）‑Hcj（1）＞10kOe；Br（1）‑Br（4）＜0.2kGs；其中，Hcj（4）表示经过步骤4）之后烧结磁体的矫顽力，Hcj（1）表示仅经过步骤1）的烧结磁体的矫顽力，kOe是矫顽力的单位；Br（4）表示经过步骤4）之后烧结磁体的剩磁，Br（1）表示仅经过步骤1）的烧结磁体的剩磁，kGs是剩磁的单位。

【技术特征摘要】
1.一种R-Fe-B系烧结磁体的制备方法，其特征在于，包括：1）采用本领域技术人员公知的方法制备R1-Fe-B-M烧结磁体；其中，R1选自Nd、Pr、Dy、Tb、Ho、Gd中的一种或者几种，其总量为26wt%～33wt%；M选自Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Ga、Ca、Cu、Zn、Si、Al、Mg、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Mo中的一种或几种，其总量为0～5wt%；B总量为0.5wt%～2wt%；其余为Fe；2）将步骤1）得到的烧结磁体进行除油、酸洗、活化及去离子水清洗处理；3）将超细铽粉，有机溶剂，以及抗氧化剂制备成均匀浆料，覆盖于步骤2）处理后的烧结磁体表面；4）将步骤3）中的磁体进行烧结、时效处理，处理后的磁体满足以下要求：Hcj（4）-Hcj（1）＞10kOe；Br（1）-Br（4）＜0.2kGs；其中，Hcj（4）表示经过步骤4）之后烧结磁体的矫顽力，Hcj（1）表示仅经过步骤1）的烧结磁体的矫顽力，kOe是矫顽力的单位；Br（4）表示经过步骤4）之后烧结磁体的剩磁，Br（1）表示仅经过步骤1）的烧结磁体的剩磁，kGs是剩磁的单位。2.根据权利要求1所述的一种R-Fe-B系烧结磁体的制备方法，其特征在于，步骤3）中的超细铽粉通过如下步骤制备：将纯铽铸锭加工至尺寸最小方向为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：于永江，孙秀彦，赵南，田晓东，
申请(专利权)人：烟台正海磁性材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37