一种高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法技术

本发明专利技术公开的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法，该方法至少包括如下步骤：在经过烧结得到的磁体表面附着重稀土化合物，并经过加热、在高温下施加压应力，得到磁体。通过提高磁体扩散深度，克服了传统工艺中对磁体规格尺寸限制和重稀土扩散不一致性的问题，增强了扩散效果，磁体获得较佳的磁性能，且设备投入简单，成本较低，适于大规模推广。

【技术实现步骤摘要】
一种高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法
本专利技术涉及一种提高稀土钕铁硼磁性材料性能的方法，特别是提高磁体矫顽力的方法，尤其是一种高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法。
技术介绍
自上世纪八十年代钕铁硼磁体专利技术以来，由于其超高性能的特性在电子、新能源、航空航天、医疗、信息领域等有着广泛的用途。随着技术的发展，高牌号磁体的市场需求越来越广泛，以无压烧结、晶粒细化、重稀土扩散等为代表的新技术正成为各研究单位和钕铁硼企业的研发重点。由于近年来稀土价格不稳定，因此发展低重稀土高矫顽力磁体已是共识，并为各企业大力推动。目前提高钕铁硼矫顽力的方法主要有以下两种：晶粒细化和晶界扩散。钕铁硼晶粒细化可降低磁体反向形核场，采用低温烧结，可抑制磁体晶粒长大。日本研究者利用氦气气流磨细化晶粒，将磁粉粒度控制于1μm左右，开发出了矫顽力为20kOe的无镝磁体。国内也有企业通过晶粒细化将无镝磁体矫顽力提高至21kOe。此外，TDK采用细化晶粒与优化结构相结合的方法，制备出无重稀土48SH磁体。晶界扩散主要采用稀土尤其是重稀土单质及其氧化物、氟化物、氢化物等与磁体接触，时效过程中重稀土通过磁体内液相进入晶界及晶粒表层，由于烧结钕铁硼磁体反磁化形核发生于晶粒表面，而重稀土的进入可提高该区域的各向异性场，从而提高磁体的矫顽力。同时，由于重稀土主要存在于晶界而未进入主相，因此主相的饱和磁化强度基本不发生变化，磁体剩磁也不会发生明显降低。另一种非接触式扩散过程为蒸镀时效，将重稀土单质加热至一定温度，使得该重稀土原子蒸发出来并扩散至磁体内部进入晶界，同样起到提高磁体矫顽力的目的。我们知道，磁体的晶界扩散中重稀土由表面进入磁体内部，因此利用晶界扩散提高磁体矫顽力受限于磁体厚度，也即当磁体较薄时提高磁体矫顽力效果较为明显，而对于较厚磁体，重稀土原子浓度从表面到中心呈梯度分布，最中心处位置矫顽力提升效果非常有限，从而导致磁体整体矫顽力并不明显，方形度较差。此外，现有工艺渗镝/铽效率低，磁体表面不均匀，自动化程度低，不利于批量生产。现有技术中，采用重稀土粉末(如纳米级的或者微米级的较小粒径的粉末)与磁体合金粉末混合的形式来实现磁体中重稀土元素的添加和扩散，这种方案受制于比重不同、颗粒大小不同等因数在混合过程中难以实现实现完全的混合均匀，并且在烧结过程中，粉末形态的颗粒因熔点的不同而使熔点低的易发生流动集聚，从而会极大地影响磁体中稀土元素分散的均匀性。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法，提供了一种能够提高磁体扩散深度及适于量产的方法，克服了传统稀土永磁体加工工艺面临的磁体规格尺寸限制的难题，并解决了磁体中重稀土元素的扩散一致性问题，增强了扩散效果，磁体获得较佳的磁性能，且设备投入简单，成本较低，适于大规模推广。本专利技术公开的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法，该方法至少包括如下步骤：在经过烧结得到的磁体表面附着重稀土化合物，并经过加热、在高温下施加压应力，得到磁体。本专利技术方案通过在致密化的成型磁体上，在合适的温度下以应力渗透的方式实现了对磁体中重稀土元素的晶界添加，从而实现了对重稀土元素在磁体中分布的可控性，实现了磁体中重稀土元素的均匀分布，提升磁体的磁性能，特别是提升磁体的矫顽力，并且还降低了重稀土元素的用量。本专利技术公开的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法的一种改进，该方法中：磁体表面附着重稀土化合物时和/或加热时和/或在高温下施加压应力时，在保护气氛围下进行。优选的保护气氛围为在氮气、氦气、氩气等的一种或者多种的氛围。本专利技术公开的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法的一种改进，该方法中，磁体表面附着重稀土化合物为通过硬质合金辊将重稀土化合物辊压附着到磁体表面。本方案通过高温辊压的形式，以硬质合金的挤压作用，促进重稀土原子在高温压力作用下在磁体晶界结构中输送，同时压应力起到推动作用，而避免重稀土原子因自由活动的扩散(特别是长时间的自由扩散情况下)进入到主相结构，既改善磁体内重稀土元素分布，提升均匀性，提高了磁体质量并且有利于提高生产效率。本专利技术公开的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法的一种改进，该方法中，磁体表面附着重稀土化合物时，硬质合金辊为不加热合金辊，重稀土溶液通过硬质合金辊表面辊压附着到磁体表面。本方案通过采用不加热合金辊而对磁体压制的整体的压制环境进行温度控制，从而降低了辊的结构难度和生产应用的成本，使得整体的温度环境具有良好的可控性和稳定性，可以极大地降低温度波动，从而使得磁体产品具有良好的批量质量稳定性。本专利技术公开的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法的一种改进，该方法中，磁体表面附着重稀土化合物时，表面附着有重稀土的磁体加热至750℃～950℃。本方案控制控制磁体的温度，使磁体的微观结构上特别在晶界处出现输送结构——如晶界出现液化现象等，从而既利于促进重稀土原子的渗入作用，提高向磁体内部的渗透效率，并且具有良好的受压恢复性能，避免出现形变，实现重稀土原子在各种尺寸磁体中均匀渗透，同时又避免温度过高出现过渡的液化而使得磁体变形或者使得重稀土元素受压进入主相结构，而过低则毫无疑问则会阻碍渗入活性，而且受限于磁体的脆性易于发生脆性损伤。本专利技术公开的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法的一种改进，该方法中，磁体表面附着重稀土化合物时，表面附着有重稀土的磁体在高温下的压应力为50～150kPa。本方案通过合适的压力大小，既避免出现应力过大而致使出现应力损伤(如破损、裂纹、内部晶相位错等)，同时，为在合适温度下的重稀土元素原子提供额外的应力动力，而增加渗透效率，提升整体的渗透性，实现重稀土原子在各种尺寸磁体中均匀渗透。本专利技术公开的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法的一种改进，该方法中，磁体表面附着重稀土化合物时，硬质合金辊为内加热结构，重稀土溶液通过硬质合金辊表面辊压附着到磁体表面。本方案通过采用加热合金辊而对磁体和合金辊的温度在不同的磁体压制的阶段的进行适应性控制，提升加工时温度控制的灵活性，使得加工中温度具有良好的控制精确性，可以极大地提升重稀土原子的渗透效率和渗透均匀性，从而使得各种规格尺寸的磁体产品获得具有最优化的产品质量。本专利技术公开的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法的一种改进，该方法中，磁体表面附着重稀土化合物时，内加热的硬质合金辊的表层温度加热至750℃～950℃。本方案控制控制磁体的温度，使磁体的微观结构上特别在晶界处出现输送结构——如晶界出现液化现象等，从而既利于促进重稀土原子的渗入作用，提高向磁体内部的渗透效率，并且具有良好的受压恢复性能，避免出现形变，实现重稀土原子在各种尺寸磁体中均匀渗透，同时又避免温度过高出现过渡的液化而使得磁体变形或者使得重稀土元素受压进入主相结构，而过低则毫无疑问则会阻碍渗入活性，而且受限于磁体的脆性易于发生脆性损伤。本专利技术公开的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法的一种改进，该方法中，磁体表面附着重稀土化合物时，内加热的硬质合金辊对磁体的压应力为50～150kPa。本方案通过合适的压力大小，既避免出现应力过大而致使出现应力损伤(如破损、裂纹、内部晶相位错等)，同时，为在合适温度下的重稀土元素原子提供额外的应力动力，而增加渗透效率，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法，该方法至少包括如下步骤：在经过烧结得到的磁体表面附着重稀土化合物，并经过加热、在高温下施加压应力，得到磁体。

【技术特征摘要】
1.一种高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法，该方法至少包括如下步骤：在经过烧结得到的磁体表面附着重稀土化合物，并经过加热、在高温下施加压应力，得到磁体。2.根据权利要求1所述的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法，其特征在于，所述方法中：磁体表面附着重稀土化合物时和/或加热时和/或在高温下施加压应力时，在保护气氛围下进行。3.根据权利要求1所述的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法，其特征在于，所述方法中，磁体表面附着重稀土化合物为通过硬质合金辊将重稀土化合物辊压附着到磁体表面。4.根据权利要求3所述的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法，其特征在于，所述方法中，磁体表面附着重稀土化合物时，硬质合金辊为不加热合金辊，重稀土溶液通过硬质合金辊表面辊压附着到磁体表面。5.根据权利要求4所述的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法，其特征在于，所述方法中，磁体表面附着重稀土化合物时，表面附着有重稀土的磁体加热至750℃～950...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡岭文，王会杰，赵家成，张勇，
申请(专利权)人：宁波金鸡强磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33