一种新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料及制备方法。将反铁磁氧化物与重稀土镝铽合金粉末混合后加入醋酸纤维素的乙醇溶液，制成糊状溶液，接着涂敷于表面酸洗去氧化膜后的烧结钕铁硼磁体表面，再进行激光熔覆处理，最后热处理，即得到新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料。该方法通过依靠反铁磁氧化物与钕铁硼磁体界面间的交换偏置效应，同时利用重稀土元素镝铽合金沿晶界扩散至磁体内部，通过两者协同作用，在不降低剩磁的前提下，大幅度提高了钕铁硼磁性材料的矫顽力，同时制备方法简单，可广泛用于汽车驱动电机中。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料及制备方法
本专利技术涉及电机磁性材料领域，具体涉及钕铁硼永磁材料的制备，特别是涉及一种新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料及制备方法。
技术介绍
钕铁硼永磁材料是航空航天装备、海洋工程装备、节能与新能源汽车、先进轨道交通装备和电力装备等领域的关键材料。预测未来10~15年内难以被其他永磁材料所代替，该善和调控钕铁硼永磁材料的组织结构，提高其磁性能仍然是人们不断努力的方向。钕铁硼永磁材料应用领域增长速度最快的是用于电机制备。驱动电机作为新能源汽车的核心部件，使得用于驱动电机的高矫顽力钕铁硼永磁材料具有广阔的应用前景；同时，驱动电机性能的提高迫使高矫顽力钕铁硼永磁材料的性能改善，以满足驱动电机生产企业对磁体性能的要求。对于永磁材料来说，矫顽力直接影响材料的磁能积。而材料的矫顽力与各向异性能密切相关，可以通过对Fe3+的替代调整矫顽力。而替代铁氧体的性质与替代离子的种类及在晶格中的占位情况密切相关，并且与制备方法相联系。由于Fe3+占据五种不同的次晶格，每个次晶格都对磁矩和各向异性有特别的贡献，用其他离子替代Fe3+会对磁性能产生影响。要想矫顽力减小，则替代离子应占据4f2或2b位。另外，增加材料的各向异性可以提高其矫顽力，包括磁晶各向异性、形状各向异性等。因此，开发一种制备过程简单提高钕铁硼矫顽力的制备方法具有非常重要的应用价值。中国专利技术专利申请号201510851324.0公开了一种高矫顽力的钕铁硼磁性材料及其制备方法，由以下重量份的原料制成：镝钕18~28份，铌硼铁18~28份，钕铁硼5~10份，氧化铝1~3份，三氧化二铁10~15份，纳米级四角氧化锌3~5份，氧化钕12~14份，炭黑5~8份，偶联剂2~5份，石墨粉2~5份，环氧树脂40~45份，丁基橡胶18~28份，丙烯酸甲酯10~15份。中国专利技术专利申请号201710130288.8公开了一种晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法。低熔点金属为Ga,Zn,Sn中的一种,低熔点合金成份组成为R-M,R为La,Ce,Pr,Nd,Gd,Tb,Dy,Ho,Y中的一种及以上，M为Cu,Al,Ga,Zn,Sn,Ag中的一种及以上。工艺步骤为：先对钕铁硼磁体表面进行清洁处理，然后将磁体进行真空预热，再将其放入真空熔化的金属或合金熔液中进行热浸镀实现表面包覆，最后将经过热浸镀的钕铁硼磁体进行扩散热处理及后续退火处理，改善磁体的边界结构和晶界相分布,得到所需要的高矫顽力钕铁硼磁体。中国专利技术专利申请号201710598036.8公开了一种钕铁硼磁体矫顽力提高方法，首先将钕铁硼磁体薄片放置到氩气保护仓内，将镝，铽或者镝铽合金粉末均匀的撒在钕铁硼磁体的表面，并采用快速加热的方式，使得钕铁硼磁体表面的粉末迅速加热固化成膜，之后将磁体送入真空炉内进行热处理，使重稀土元素沿晶界扩散至磁体内部，在不降低剩磁的前提下，显著提高磁体矫顽力。中国专利技术专利申请号201610790799.8公开了一种高耐蚀、高矫顽力烧结钕铁硼磁体及其制备方法，通过激光熔覆的方法在烧结钕铁硼磁体表面制备镍基/纳米重稀土氢化物复合涂层。根据上述，现有方案中用于汽车电机用的钕铁硼磁性材料，存在矫顽力差的问题，而采用对离子占位或增强材料各向异性的方法，存在制备过程复杂、效果不理想的缺陷。
技术实现思路
针对目前应用较广的汽车电机用的钕铁硼磁性材料，存在矫顽力差、制备过程复杂等缺陷，本专利技术提出一种新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料及制备方法，从而有效实现了在不降低剩磁的前提下，显著提高磁体矫顽力的效果，并且工艺过程简单，易于推广应用。本专利技术涉及的具体技术方案如下：一种新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将反铁磁氧化物与重稀土镝铽合金粉末通过机械搅拌充分混合，接着加入醋酸纤维素的乙醇溶液，搅拌混合，制成糊状溶液；（2）将烧结钕铁硼磁体进行酸洗，去除磁体表面形成的氧化膜，制得预处理的烧结钕铁硼磁体；（3）将步骤（1）制得的糊状溶液均匀涂敷于步骤（2）制得的预处理的磁体表面，接着放入干燥箱中进行干燥，制得表面涂覆预置熔覆材料涂层的磁体；（4）将步骤（3）制得的表面涂覆预置熔覆材料涂层的磁体进行激光熔覆处理，制得表面具有激光熔覆层的磁体；（5）将步骤（4）制得的表面具有激光熔覆层的磁体进行热处理，收集，即得到新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料。本专利技术通过依靠反铁磁氧化物Co3O4与钕铁硼磁体界面间的交换偏置效应，实现了离子替代，从而有效调节钕铁硼磁体的矫顽力，同时利用重稀土元素镝铽合金沿晶界扩散至磁体内部，在不降低剩磁的前提下，显著提高磁体矫顽力，两者协同作用，大幅度提高了钕铁硼磁性材料的矫顽力。优选的，步骤（1）所述反铁磁氧化物为Co3O4。优选的，步骤（1）所述重稀土镝铽合金粉末中，镝60~70重量份、铽30~40重量份。优选的，步骤（1）中，反铁磁氧化物25~28重量份、重稀土镝铽合金粉末30~33重量份、醋酸纤维素8~12重量份、乙醇27~37重量份。优选的，步骤（2）所述烧结钕铁硼磁体中，钕33~38重量份、铁57~65重量份、硼2~5重量份。优选的，步骤（2）所述酸洗采用质量浓度为5~10%的硝酸溶液，在室温下浸泡30~40s。优选的，步骤（3）所述干燥的温度为160~180℃，时间为50~60min。优选的，步骤（4）所述激光熔覆处理中，保护气体为氩气，激光功率为1.6~1.8kW，扫描速度为400~500mm/s，光斑直径为5~6mm，离焦量为20~30mm，焦距为180~190cm，时间为15~20s。优选的，步骤（5）所述热处理的温度为640~660℃，时间为2~3h。本专利技术还提供一种上述制备方法制备得到的新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料。将反铁磁氧化物与重稀土镝铽合金粉末通过机械搅拌充分混合后，加入醋酸纤维素的乙醇溶液，混合制成糊状溶液备用；接着对烧结钕铁硼磁体去除磁体表面形成的氧化膜，将制备的糊状溶液均匀涂敷在处理后的磁体表面，再放入干燥箱中进行干燥，使磁体表面制备一层预置熔覆材料涂层；然后将表面涂覆预置熔覆材料涂层的磁体进行激光熔覆处理，制备激光熔覆层，最后对制备的表面具有激光熔覆层的磁体进行热处理，得到产品。本专利技术提供了一种新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1、提出利用反铁磁氧化物和重稀土元素改性磁体制备新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料的方法。2、通过依靠反铁磁氧化物与钕铁硼磁体界面间的交换偏置效应，可有效调解钕铁硼磁体的矫顽力，同时利用重稀土元素镝铽合金沿晶界扩散至磁体内部，通过两者协同作用，在不降低剩磁的前提下，大幅度提高了钕铁硼磁性材料的矫顽力。3、本专利技术的制备方法简单，生产成本低，可广泛用于用于汽车驱动电机中。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本专利技术的范围内。实施例1制备过程为：（1）将反铁磁氧化物与重稀土镝铽合金粉末通过机械搅拌充分混合，接着加入醋酸纤维素的乙醇溶液，搅拌混合，制成糊状溶液；反铁磁氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将反铁磁氧化物与重稀土镝铽合金粉末通过机械搅拌充分混合，接着加入醋酸纤维素的乙醇溶液，搅拌混合，制成糊状溶液；（2）将烧结钕铁硼磁体进行酸洗，去除磁体表面形成的氧化膜，制得预处理的烧结钕铁硼磁体；（3）将步骤（1）制得的糊状溶液均匀涂敷于步骤（2）制得的预处理的磁体表面，接着放入干燥箱中进行干燥，制得表面涂覆预置熔覆材料涂层的磁体；（4）将步骤（3）制得的表面涂覆预置熔覆材料涂层的磁体进行激光熔覆处理，制得表面具有激光熔覆层的磁体；（5）将步骤（4）制得的表面具有激光熔覆层的磁体进行热处理，收集，即得到新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料。

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将反铁磁氧化物与重稀土镝铽合金粉末通过机械搅拌充分混合，接着加入醋酸纤维素的乙醇溶液，搅拌混合，制成糊状溶液；（2）将烧结钕铁硼磁体进行酸洗，去除磁体表面形成的氧化膜，制得预处理的烧结钕铁硼磁体；（3）将步骤（1）制得的糊状溶液均匀涂敷于步骤（2）制得的预处理的磁体表面，接着放入干燥箱中进行干燥，制得表面涂覆预置熔覆材料涂层的磁体；（4）将步骤（3）制得的表面涂覆预置熔覆材料涂层的磁体进行激光熔覆处理，制得表面具有激光熔覆层的磁体；（5）将步骤（4）制得的表面具有激光熔覆层的磁体进行热处理，收集，即得到新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料。2.根据权利要求1所述一种新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述反铁磁氧化物为Co3O4。3.根据权利要求1所述一种新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述重稀土镝铽合金粉末中，镝60~70重量份、铽30~40重量份。4.根据权利要求1所述一种新能源汽驱动电机用钕铁硼磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，反铁磁氧化物25~28重量份、重稀土镝铽合金粉末30~...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，司文彬，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51