永磁材料的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种永磁材料的生产方法。在电镀液中将重稀土金属电镀在烧结磁体的表面，从而形成带有镀层的磁体；对所述带有镀层的磁体进行热处理，从而将重稀土金属扩散至所述烧结磁体的内部；其中，所述电镀液为含有可溶性重稀土盐、可溶性第VIII族金属盐和配位剂的水溶液；所述配位剂为能够使得重稀土金属的沉积电位正移的物质。本发明专利技术在电镀液中添加配位剂和第VIII族金属盐，可以大幅提高电镀效率，并降低重稀土元素与水的反应，从而提高生产效率，并提高重稀土金属利用率。

【技术实现步骤摘要】
永磁材料的生产方法
本专利技术涉及一种永磁材料的生产方法，尤其是一种提高永磁材料的矫顽力的方法。
技术介绍
随着混合动力汽车、纯电动力汽车及节能空调压缩机的需求量越来越大，对具有高矫顽力的稀土永磁材料(例如R-Fe-B-M系稀土永磁体)的需求也越来越大。采用传统的方法提高磁体矫顽力(Hcj)，需要使用大量重稀土元素，造成磁体成本大幅增加，并且会导致剩磁(Br)和磁能积(BH)降低。研究发现，晶界组织对提高磁体矫顽力具有重要影响。通过扩散渗透可以使重稀土元素进入磁体晶界。这样可以采用较少的重稀土元素大幅提高矫顽力，同时不降低剩磁和磁能积，从而有效降低永磁材料的生产成本。现有技术中已经有一些通过扩散渗透改善磁体晶界的方法。这些方法可以提高矫顽力，但会导致剩磁和磁能积明显降低。此外，这些方法的重稀土元素使用量大、工艺比较复杂。例如，CN101316674A公开了一种稀土永磁体材料的制备方法：将稀土元素的氟氧化物粉体布置在磁体表面，然后在低于或等于磁体烧结温度下处理，使稀土元素被吸收至磁体内部。该方法将重稀土的氟氧化物粉体扩散，重稀土元素一方面要脱离氟氧化合物，一方面需要扩散至磁体内部，需要较长时间的保温处理。又如，CN101331566A公开一种R-Fe-B系稀土类烧结磁铁的制造方法：将烧结磁铁和含重稀土元素的容器非接触的放置同一处理室，通过加热使重稀土元素从磁体表面扩散至磁铁内部。该方法采用非接触扩散渗透，只能依靠金属蒸汽进行。这种方法虽然可以扩散均匀，但工艺难以控制。电沉积法也是一种在磁体表面形成重稀土金属薄膜的重要方法。电沉积法可以采用非水溶液体系和水溶液体系。CN102103916A公开一种钕铁硼磁体的镀膜方法：将沉积液作为有机熔盐体系，二甲基亚砜或甲酰胺等有机化合物作为溶剂。有机溶剂仅仅起到溶解作用，因而电镀能力差。CN105839152A和CN105648487A均公开了一种电沉积方法，采用四氟硼酸盐、双三氟甲磺酰亚胺盐和双氟磺酰亚胺盐作为离子液体进行电镀。由于离子液体的价格相对较高，导致磁体生产成本仍然较高。重稀土金属的沉积电位在-2.52～-2.25V之间。这导致以水溶液作为电镀液将重稀土金属沉积在磁体表面变得非常困难。因此，目前还没有将水溶液作为电镀液在磁体表面电镀重稀土元素以提高矫顽力的报道。
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生产方法，将水溶液作为电镀液在磁体表面电镀重稀土元素以提高矫顽力，这样可以大大降低永磁材料的生产成本。本专利技术的进一步目的在于提供一种永磁材料的生产方法，所得永磁材料的磁能积相对较高。本专利技术的更进一步目的在于提供一种永磁材料的生产方法，其重稀土金属利用率高，生产效率高，并且工艺条件温和，更适合工业化生产。本专利技术提供一种永磁材料的生产方法，所述方法包括如下步骤：S2)电镀工序：在电镀液中将重稀土金属电镀在烧结磁体的表面，从而形成带有镀层的磁体；S3)扩散工序：对所述带有镀层的磁体进行热处理，从而将重稀土金属扩散至所述烧结磁体的内部；其中，所述电镀液为含有可溶性重稀土盐、可溶性第VIII族金属盐和配位剂的水溶液；所述可溶性重稀土盐含有重稀土元素，该重稀土元素选自镨、钕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的至少一种元素；所述可溶性第VIII族金属盐的第VIII族金属选自Fe、Co或Ni；所述配位剂为能够使得重稀土金属的沉积电位正移的物质。根据本专利技术的方法，优选地，所述配位剂选自多元羧酸、硫氰酸、脂肪族氨基酸或者它们的碱金属盐；其中，所述多元羧酸包括含羟基的多元羧酸。根据本专利技术的方法，优选地，所述配位剂选自草酸、柠檬酸、硫氰酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸或者它们的碱金属盐。根据本专利技术的方法，优选地，在所述电镀液中，所述可溶性重稀土盐为所述重稀土元素的氯化物、醋酸盐、硝酸盐或硫酸盐；且所述可溶性第VIII族金属盐为第VIII族金属的氯化物或硫酸盐。根据本专利技术的方法，优选地，在所述电镀液中，所述可溶性重稀土盐的浓度为0.1～1mol/L，所述配位剂的浓度为0.1～1mol/L，并且所述可溶性第VIII族金属盐的浓度为0.05～0.5mol/L。根据本专利技术的方法，优选地，在所述电镀液中，在所述电镀液中，所述可溶性重稀土盐的浓度为0.3～0.6mol/L；所述配位剂的浓度为0.3～0.6mol/L；并且所述可溶性第VIII族金属盐的浓度为0.1～0.3mol/L。根据本专利技术的方法，优选地，电镀工序S2)的阳极选自铂电极、石墨电极或者所述重稀土金属与所述第VIII族金属形成的合金电极；并且电镀工序S2)的阴极为待电镀的烧结磁体。根据本专利技术的方法，优选地，在电镀工序S2)中，电流密度为10～100mA/cm2，电镀温度为20～50℃，且电镀时间为10～120min。根据本专利技术的方法，优选地，所述的方法还包括如下步骤：S1)磁体制造工序：将磁体原料熔炼以形成厚度为0.01～5mm的合金片，将所述合金片在氢破碎炉中进行吸氢和脱氢处理，从而形成平均粒度D50为50～500μm的粗磁粉，然后将所述粗磁粉在气流磨中破碎成平均粒度D50为2～20μm的细磁粉，在取向磁场的作用下，将所述细磁粉压制成坯体；将所述坯体在960～1100℃的烧结温度下烧结定型，然后切割，从而形成所述烧结磁体；该烧结磁体为R-Fe-B-M型，R选自Nd、Pr、La、Ce、Tb、Dy、Ho、Er、Eu、Sm、Gd、Pm、Tm、Yb、Lu、Y和Sc中的一种或多种；M选自Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Ga、Ca、Cu、Zn、Si、Al、Mg、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Mo中的一种或多种；Fe表示铁元素，B表示硼元素；和S4)时效处理工序：对扩散工序S3)得到的磁体进行时效处理。根据本专利技术的方法，优选地，在扩散工序S3)中，热处理温度为600～1060℃，且热处理时间为2～20小时；并且在时效处理工序S4)中，处理温度为400～600℃，且处理时间为0.5～10小时。本专利技术将配位剂添加至电镀液中，可以使重稀土元素的沉积电位正移，从而使在磁体表面电镀重稀土元素成为可能。本专利技术将第VIII族金属盐添加至电镀液中，可以大幅提高电镀效率，并降低重稀土元素与水的反应，从而提高生产效率，并提高重稀土金属利用率。本专利技术的生产方法将重稀土金属沉积在磁体表面，采用热处理将重稀土金属熔化并扩散至磁体内的晶间相，然后采用时效处理获得内禀矫顽力和磁能积均优异的永磁材料。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。本专利技术的“平均粒度D50”表示粒度分布曲线中累积分布为50％时的最大颗粒的等效直径。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“矫顽力”，是指使磁体的剩余磁化强度Mr降为零所需施加的反向磁场强度，单位为奥斯特(Oe)或安培/米(A/m)。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，单位为高斯·奥斯特(GOe)。本专利技术所述的“惰性气氛”，是指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁材料的生产方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：S2)电镀工序：在电镀液中将重稀土金属电镀在烧结磁体的表面，从而形成带有镀层的磁体；S3)扩散工序：对所述带有镀层的磁体进行热处理，从而将重稀土金属扩散至所述烧结磁体的内部；其中，所述电镀液为含有可溶性重稀土盐、可溶性第VIII族金属盐和配位剂的水溶液；所述可溶性重稀土盐含有重稀土元素，该重稀土元素选自镨、钕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的至少一种元素；所述可溶性第VIII族金属盐的第VIII族金属选自Fe、Co或Ni；所述配位剂为能够使得重稀土金属的沉积电位正移的物质。

【技术特征摘要】
1.一种永磁材料的生产方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：S2)电镀工序：在电镀液中将重稀土金属电镀在烧结磁体的表面，从而形成带有镀层的磁体；S3)扩散工序：对所述带有镀层的磁体进行热处理，从而将重稀土金属扩散至所述烧结磁体的内部；其中，所述电镀液为含有可溶性重稀土盐、可溶性第VIII族金属盐和配位剂的水溶液；所述可溶性重稀土盐含有重稀土元素，该重稀土元素选自镨、钕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的至少一种元素；所述可溶性第VIII族金属盐的第VIII族金属选自Fe、Co或Ni；所述配位剂为能够使得重稀土金属的沉积电位正移的物质。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配位剂选自多元羧酸、硫氰酸、脂肪族氨基酸或者它们的碱金属盐；其中，所述多元羧酸包括含羟基的多元羧酸。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配位剂选自草酸、柠檬酸、硫氰酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸或者它们的碱金属盐。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述电镀液中，所述可溶性重稀土盐为所述重稀土元素的氯化物、醋酸盐、硝酸盐或硫酸盐；且所述可溶性第VIII族金属盐为第VIII族金属的氯化物或硫酸盐。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述电镀液中，所述可溶性重稀土盐的浓度为0.1～1mol/L，所述配位剂的浓度为0.1～1mol/L，并且所述可溶性第VIII族金属盐的浓度为0.05～0.5mol/L。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述电镀液中，所述可溶性重稀土盐的浓度为0.3～0.6mol/L；所述配位剂的浓度为0.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴树杰，董义，刁树林，张帅，袁易，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