烧结磁体的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种烧结磁体的处理方法。该方法包括镀膜工序、气氛控制扩散工序和气氛控制时效处理工序。本发明专利技术的方法提高了磁体的矫顽力和耐腐蚀性，并且生产效率高。

【技术实现步骤摘要】
烧结磁体的处理方法
本专利技术涉及一种烧结磁体的处理方法，尤其是一种Re-Fe-B系烧结磁体的处理方法。
技术介绍
目前，混合动力汽车、纯电动力汽车及节能空调压缩机的需求量逐年递增。作为这些设备的核心材料，高矫顽力的稀土永磁材料(例如R-Fe-B系稀土永磁体)的需求量也逐年增加。通常，提高矫顽力需要使用大量重稀土元素，造成磁体成本大幅增加。微观研究发现，晶界组织对提高磁体矫顽力的影响很大。通过扩散渗透可以使重稀土元素进入磁体晶界。这样可以使用较少的重稀土元素而大幅度提高磁体矫顽力，从而有效降低生产成本。一方面，现有的扩散渗透改善晶界的方法，往往会导致磁体的剩磁和磁能积显著降低，并使得磁体的耐腐蚀性降低。例如，CN101316674A公开了一种稀土永磁体材料的制备方法，其将重稀土元素的氟氧化物粉体布置在磁体表面，然后进行热处理，使重稀土元素扩散至磁体内部。在该方法中，重稀土元素需要脱离氟氧化物，还需要扩散至磁体内部，因而需要较长时间的保温处理。该方法所得磁体的表面的一部分会成为Nd缺损状态，间接导致耐腐蚀性降低。又如，CN101331566A公开一种R-Fe-B系烧结磁铁的制造方法，将烧结磁体和含重稀土元素的容器非接触地置于同一处理室，通过加热使重稀土元素从磁体表面扩散至磁体内部。该方法依靠金属蒸气扩散，需要更高的热处理温度，导致磁体表面损坏，耐腐蚀性降低。另一方面，现有的防腐工艺通常仅仅针对未扩散的烧结磁体进行设计。例如，CN101809690A公开了一种烧结磁体的制造方法，在氧分压为1×10-2Pa～1×105Pa、水蒸气分压为0.1Pa～1000Pa的气氛下对磁体进行热处理，从而改善未扩散处理的磁体的耐腐蚀性。经过重稀土元素扩散处理后，磁体表面发生很大改变，内部结构也发生改变。因此，通常认为上述方法并不适合于重稀土元素扩散处理后的烧结磁体的表面处理，否则将导致矫顽力的降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种烧结磁体的处理方法，其耐腐蚀性和矫顽力都得到提高，但剩磁和磁能积降低很少。本专利技术提供一种烧结磁体的处理方法，包括如下工序：镀膜工序：采用溅射方法在烧结磁体的表面形成含重稀土元素的薄膜，从而获得第一磁体；气氛控制扩散工序：将所述第一磁体置于真空烧结炉中，将所述真空烧结炉抽真空至第一真空度为0.01Pa以下，以3～10℃/min的第一速率升温至800～850℃，然后通入惰性气体至第二真空度为1～100Pa，再以1～3℃/min的第二速率升温至860～1000℃，保温5～10h，然后充入所述惰性气体，冷却至100℃以下，从而获得第二磁体；气氛控制时效处理工序：将所述第二磁体在含有氧气和水蒸气的控制气体中、在400～570℃下进行时效处理；其中，所述控制气体的氧分压为0.01Pa～20kPa、且水蒸气分压为0.001Pa～1000Pa。根据本专利技术的方法，优选地，在气氛控制扩散工序中，第一速率为5～8℃/min、且第二速率为1～2℃/min。根据本专利技术的方法，优选地，在气氛控制扩散工序中，第二真空度为10～50Pa。根据本专利技术的方法，优选地，在气氛控制时效处理工序中，所述气氛的氧分压为0.05Pa～1kPa、且水蒸气分压为0.05Pa～50Pa。根据本专利技术的方法，优选地，所述气氛控制时效处理工序为：将放置有所述第二磁体的真空烧结炉抽真空至1Pa以下，以3～10℃/min的第三速率升温至400～450℃，然后以1～3℃/min的第四速率升温至500～570℃，保温3～8h，再充入含有氧气和水蒸气的控制气体，保温0.3～2h，随后充入所述惰性气体，冷却到60℃以下。根据本专利技术的方法，优选地，第三速率为5～8℃/min、且第四速率为1～2℃/min。根据本专利技术的方法，优选地，在镀膜工序中，所述薄膜的重量为所述烧结磁体的重量的0.2～2.0wt％。根据本专利技术的方法，优选地，所述镀膜工序在镀膜室内进行，所述烧结磁体在镀膜室内的传输速度3～60mm/s。根据本专利技术的方法，优选地，在形成薄膜之前，先采用线性离子源产生的等离子体对所述烧结磁体的表面进行预处理。根据本专利技术的方法，优选地，所述重稀土元素选自钆、铽、镝和钬中的一种或多种。本专利技术的方法对扩散工序和时效处理工序进行精确控制，使得烧结磁体的矫顽力和耐腐蚀性得到提高，但剩磁和磁能积变化不大。本专利技术通过进一步控制镀膜工序，从而有利于进一步提高磁体的矫顽力和耐腐蚀性。本专利技术的方法操作工艺简单，适合大规模的工业化生产。具体实施方式下面结合具体实施例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“重稀土元素”，包括钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)等元素。本专利技术所述的“惰性气氛”、“惰性气体”可以互换使用，是指不与稀土磁体发生反应、并且不影响其磁性的气氛或气体。在本专利技术中，所述“惰性气氛”包括由惰性气体(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气)形成的气氛。在本专利技术中，真空度的数值越小，表示真空度越高。本专利技术的烧结磁体可以为稀土烧结磁体，例如，R-Fe-B系稀土磁体。R-Fe-B系稀土磁体是主要由稀土元素R与铁、硼组成的金属间化合物。在本专利技术中，R是选自Nd、Pr、La、Ce、Tb、Dy、Ho、Er、Eu、Sm、Gd、Pm、Tm、Yb、Lu、Y和Sc中的一种或多种元素；优选为Nd、Pr、La、Ce、Tb、Dy、Y和Sc中一种或多种元素；更优选为Nd或Nd与其他稀土元素的组合。Fe表示铁元素，可以用钴、铝、钒等元素取代部分铁。B表示硼元素。本专利技术的处理方法包括镀膜工序、气氛控制扩散工序和气氛控制时效处理工序；任选地，还包括磁体制造工序。下面进行详细介绍。<磁体制造工序>本专利技术的磁体制造工序可以包括熔炼工序、制粉工序、成型工序、烧结工序等。根据本专利技术优选的实施方式，磁体制造工序还可以包括切割工序。熔炼工序为对稀土磁体原料进行熔炼，使熔炼后的稀土磁体原料形成母合金。制粉工序为将由熔炼工序得到的母合金破碎成粉料。成型工序为在取向磁场的作用下，将由制粉工序得到的粉料压制成坯体。烧结工序为将由成型工序得到的坯体烧结定型，形成磁体。切割工序为对磁体进行切割，从而形成烧结磁体。本专利技术的熔炼工序最好在真空或惰性气氛中进行，这样可以防止烧结磁体原料以及由其制得的母合金被氧化。在熔炼工序中，对稀土磁体原料及其配比没有特别的限制，可使用本领域公知的原料及配比。根据本专利技术的一个实施方式，原料及其配比如下：以原子百分比计，14％的PrNd合金(Pr占25％、Nd占75％)、0.1％的Al、1.5％的Co、0.1％的Cu、0.2％的Nb、5.9％的B和余量的Fe。在熔炼工序中，熔炼工艺优选采用铸锭工艺或速凝片工艺。铸锭工艺是将熔炼后的R-Fe-B系稀土烧结磁体原料冷却凝固并制成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结磁体的处理方法，其特征在于，包括如下工序：镀膜工序：采用溅射方法在烧结磁体的表面形成含重稀土元素的薄膜，从而获得第一磁体；气氛控制扩散工序：将所述第一磁体置于真空烧结炉中，将所述真空烧结炉抽真空至第一真空度为0.01Pa以下，以3～10℃/min的第一速率升温至800～850℃，然后通入惰性气体至第二真空度为1～100Pa，再以1～3℃/min的第二速率升温至860～1000℃，保温5～10h，然后充入所述惰性气体，冷却至100℃以下，从而获得第二磁体；气氛控制时效处理工序：将所述第二磁体在含有氧气和水蒸气的控制气体中、在400～570℃下进行时效处理；其中，所述控制气体的氧分压为0.01Pa～20kPa、且水蒸气分压为0.001Pa～1000Pa。

【技术特征摘要】
1.一种烧结磁体的处理方法，其特征在于，包括如下工序：镀膜工序：采用溅射方法在烧结磁体的表面形成含重稀土元素的薄膜，从而获得第一磁体；气氛控制扩散工序：将所述第一磁体置于真空烧结炉中，将所述真空烧结炉抽真空至第一真空度为0.01Pa以下，以3～10℃/min的第一速率升温至800～850℃，然后通入惰性气体至第二真空度为1～100Pa，再以1～3℃/min的第二速率升温至860～1000℃，保温5～10h，然后充入所述惰性气体，冷却至100℃以下，从而获得第二磁体；气氛控制时效处理工序：将所述第二磁体在含有氧气和水蒸气的控制气体中、在400～570℃下进行时效处理；其中，所述控制气体的氧分压为0.01Pa～20kPa、且水蒸气分压为0.001Pa～1000Pa。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在气氛控制扩散工序中，第一速率为5～8℃/min、且第二速率为1～2℃/min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在气氛控制扩散工序中，第二真空度为10～50Pa。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在气氛控制时效处理工序中，所述气氛的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴树杰，董义，袁易，张帅，林晓勤，刁树林，伊海波，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