一种晶界扩散制备低成本高性能大块钕铁硼磁体的方法技术

本发明专利技术属于磁性材料技术领域，涉及一种晶界扩散制备低成本大块钕铁硼磁体的方法，具体涉及选用镝、铽、铁、铝、铜、镓合金粉末作为扩散源，涂覆在2～8mm取向或非取向面上，然后根据成品最终尺寸，选用适当数量的磁体叠加放入烧结炉中扩散粘接处理，获得大块高性能的烧结磁体，再按照客户需求再经过机械精加工成其它规格的成品，取向尺寸不受限制，通过本法制备的铷铁硼磁体性能高、成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种晶界扩散制备低成本高性能大块钕铁硼磁体的方法
本专利技术属于磁性材料
，涉及一种晶界扩散制备低成本大块钕铁硼磁体的方法。
技术介绍
通过在烧结钕铁硼磁体的合金中，加入镝(Dy)或铽(Tb)的纯金属或者镝铽合金可以提高钕铁硼磁体的矫顽力，但采用此方法由于镝或铽元素主要进入主相晶粒，会造成钕铁硼磁体的剩磁明显降低，限制了更高磁能积产品的制备，但此方法可以不受磁体尺寸的限制。通过在钕铁硼主相边缘渗入镝、铽元素或镝铽合金，硬化钕铁硼主相，可以有效的提高钕铁硼磁体的矫顽力。依据此理论，目前已有很多技术通过将钕铁硼磁体置于含有镝、铽等重稀土元素的环境中，并经过高温扩散和时效处理，使得镝、铽元素沿晶界扩散至钕铁硼磁体相边界，提高钕铁硼的磁各向异性，进而有效的提高钕铁硼磁体的矫顽力。通常镝(铽)扩渗技术是以一定方式向取向厚度尺寸为1～5mm左右的薄片形状的烧结钕铁硼磁体表面供应Dy/Tb的氧化物、氢化物或是氟化物，而后进行合适的热处理与低温回火处理，从而使磁体内禀矫顽力得以大幅度提高同时其剩磁不发生明显下降。此类镝(铽)扩渗方法适用于5mm以内的磁体，对于取向尺寸大的磁体，如取向尺寸大于5mm，特别是10mm以上的磁体，无明显效果。钕铁硼永磁材料的应用领域和应用量逐日增加，每年市场需求量接近20％幅度增长，镝铁合金、铽的价格越来越高，供应量十分紧张。因此如何从工艺上提升磁体的性能，降低镝、铽的使用量，成为众多学者的研究方向。本专利技术旨在利用新的低熔点扩散源，利用新的晶界扩散工艺制备低成本高性能的大块烧结钕铁硼磁体。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题，提出一种新的晶界扩散工艺制备低成本高性能钕铁硼磁体的方法，即选用镝、铽、铁、铝、铜、镓合金粉末作为扩散源，涂覆在2～8mm取向或非取向面上，然后根据成品最终尺寸，选用适当数量的磁体叠加放入烧结炉中扩散粘接处理，获得大块高性能的烧结磁体，再按照客户需求再经过机械精加工成其它规格的成品，取向尺寸不受限制。具体的，本专利技术提供了一种新的钕铁硼磁体的制备方法，包括：1)将镝、铽、铁、铝、铜、镓合金粉末浆液均匀涂覆到钕铁硼磁体片表面；2)将涂覆好的磁体多块叠加放入料盒中，通过烧结获得粘接好的大块烧结磁体。优选的，步骤1)镝、铽、铁、铝、铜、镓合金粉末浆液均匀涂覆到钕铁硼磁体片取向或非取向面表面，取向或非取向面优选2～8mm，更优选为2～6mm。优选的，步骤2)涂覆好的磁体可沿取向面或者非取向面多块叠加。优选的，骤1)镝、铽、铁、铝、铜、镓合金铸锭选自(Dy)80Fe3Al10Cu4Ga3或(Tb)80Fe3Al10Cu4Ga3，80:3:10:4:3为重量比。优选的，步骤1)镝、铽、铁、铝、铜、镓合金铸锭为将市售铽、铁、铝、铜、镓按照重量比例配比，经过真空熔炼炉熔化制成。优选的，步骤1)镝、铽、铁、铝、铜、镓合金粉末涂覆重量占钕铁硼磁体重量的0.3～1％。优选的，步骤1)镝、铽、铁、铝、铜、镓合金粉末浆液为2～4微米的合金粉末与溶剂按照1:1～1.5质量比混合制成的浆液，其中，溶剂选自乙醇、甲醇或石油醚，优选为污水乙醇、污水甲醇或石油醚。更优选的，2～4微米的合金粉末由镝、铽、铁、铝、铜、镓合金铸锭利用氢破炉吸氢脱氢，制成110～150μm左右粒径的粉末A，再在离心式球磨机上制成2～4微米的合金粉末B。进一步优选的，镝、铽、铁、铝、铜、镓合金铸锭利用氢破炉，在0.1～0.2Mpa氢气压下饱和吸氢，在400～600℃下脱氢，制成110～150μm左右粒径的粉末A。更优选的，步骤2)叠加数量按照成品尺寸计算，涂覆好的磁体多块叠加放入料盒中，置于真空烧结炉中700～1000℃烧结3～10小时，然后快速冷却至70℃以下，再次升温至500～600℃，二级回火保温3～5小时，最终获得粘接好的大块烧结磁体。优选的，步骤2)粘接好的大块烧结磁体可按照客户需求再经过机械精加工成其它规格的成品。本专利技术采用的镝、铽、铁、铝、铜、镓合金具有比镝、铽的氢化物、氧化物、氟化物低很多的熔点，其粉末涂覆与2～8mm的非取向面，在700～1000℃，可以熔成液相，扩散至磁体内部，其扩散速度和深度高于氢化物、氧化物、氟化物，提高性能幅度也更为明显。另外，其液相起到粘接作用，可以将叠加在一起的磁体紧密粘接在一起，达到焊接的效果，最终形成大块高性能的磁体，取向尺寸可与熔炼直接添加镝铽磁体相同，然后根据客户需求再次加工成不同规格成品，，取向尺寸不受限制，通过本法制备的铷铁硼磁体性能高、成本低。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。所描述的实施例及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。实施例11)将市售镝、铁、铝、铜、镓按照比例配比，经过真空熔炼炉熔化，制成合金铸锭，其合金成分为(Dy)80Fe3Al10Cu4Ga3(重量比)；2)将(Dy)80Fe3Al10Cu4Ga3合金铸锭利用氢破炉，在0.1MPa氢气压下饱和吸氢，在500℃下脱氢，制成110～150μm左右粒径的粉末A；3)将步骤2)的(Dy)80Fe3Al10Cu4Ga3粉末在离心式球磨机上制成平均粒径3微米的(Dy)80Fe3Al10Cu4Ga3粉末B；4)将B粉末与无水乙醇按照1:1重量比混合制成浆液，均匀涂覆到清洗干净的市售N50钕铁硼基体，规格为6mm*50.8mm*51.2mm的非取向面尺寸为6mm的非取向面上，涂覆量占磁体重量的0.6％；5)将步骤4)涂覆好的磁体按照6mm方向7片叠加放入料盒中，置于真空烧结炉中900℃烧结4小时，然后快速冷却至70℃以下，再次升温至500℃，二级回火保温3～5小时，最终获得粘接好的42mm*50.8mm*51.2mm取向尺寸51.2mm的大块烧结磁体；6)将42mm*50.8mm*51.2mm的大块烧结磁体再经过机械精加工成4片41.5mm*50mm*12mm尺寸的客户需求的成品。其晶界扩散处理前基体的性能和扩散处理后磁体的性能见表1。实施例21)将市售镝、铁、铝、铜、镓按照比例配比，经过真空熔炼炉熔化，制成合金铸锭，其合金成分为(Dy)80Fe3Al10Cu4Ga3(重量比)；2)将(Dy)80Fe3Al10Cu4Ga3合金铸锭利用氢破炉，在0.1MPa氢气压下饱和吸氢，在500℃下脱氢，制成110～150μm左右粒径的粉末A；3)将步骤2)的(Dy)80Fe3Al10Cu4Ga3粉末在离心式球磨机上制成平均粒径3微米的(Dy)80Fe3Al10Cu4Ga3粉末B；4)将B粉末与无水乙醇按照1:1重量比混合制成浆液，均匀涂覆到清洗干净的市售N50钕铁硼基体，规格为3mm*50.8mm*51.2mm的非取向面尺寸为3mm的非取向面上，涂覆量占磁体重量的0.8％；5)将步骤4)涂覆好的磁体按照3mm方向14片叠加放入料盒中，置于真空烧结炉中900℃烧结4小时，然后快速冷却至70℃以下，再次升温至500℃，二级回火保温3～5小时.，最终获得粘接好的42mm*50.8mm*51.2mm取向尺寸51.2mm的大块烧结磁体；6)将42mm*50.8mm*51.2mm的大块烧结磁体再经过机械精加工成4片41.5mm*50mm*12mm或者其它规格的客户需求的成品。其扩散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新的钕铁硼磁体的制备方法，包括：1)将镝、铽、铁、铝、铜、镓合金粉末浆液均匀涂覆到钕铁硼磁体片表面；2)将涂覆好的磁体多块叠加放入料盒中，通过烧结获得粘接好的大块烧结磁体。

【技术特征摘要】
1.一种新的钕铁硼磁体的制备方法，包括：1)将镝、铽、铁、铝、铜、镓合金粉末浆液均匀涂覆到钕铁硼磁体片表面；2)将涂覆好的磁体多块叠加放入料盒中，通过烧结获得粘接好的大块烧结磁体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1)镝、铽、铁、铝、铜、镓合金粉末浆液均匀涂覆到钕铁硼磁体片取向或非取向面表面，取向或非取向面优选2～8mm，更优选2～6mm；步骤2)涂覆好的磁体优选可沿取向面或者非取向面多块叠加。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中步骤1)镝、铽、铁、铝、铜、镓合金铸锭选自(Dy)80Fe3Al10Cu4Ga3或(Tb)80Fe3Al10Cu4Ga3，80:3:10:4:3为重量比。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中步骤1)镝、铽、铁、铝、铜、镓合金铸锭为将市售铽、铁、铝、铜、镓按照重量比例配比，经过真空熔炼炉熔化制成。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1)镝、铽、铁、铝、铜、镓合金粉末涂覆重量占钕铁硼磁体重量的0.3～1％。6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：周军，孙红军，宋伟，徐鹏，刘军，
申请(专利权)人：中钢集团安徽天源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34