一种含SmFeN或SmFeC的烧结钕铁硼及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含SmFeN或SmFeC的烧结钕铁硼及其制备方法，其包含以下步骤：S1.在钕铁硼烧结体的表面形成以Sm

A kind of sintered NdFeB containing SmFeN or smfec and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种含SmFeN或SmFeC的烧结钕铁硼及其制备方法
本专利技术涉及一种含SmFeN或SmFeC的烧结钕铁硼及其制备方法。
技术介绍
现有技术中可通过添加重稀土元素如镝Dy或铽Tb，增加烧结钕铁硼材料的矫顽力。例如传统冶金法为直接添加Dy或Tb等进入主相，但该方法会造成钕铁硼磁体的剩磁Br急剧下降。再例如晶界扩散法为将Dy或Tb元素渗入到富钕相中强化主相Nd2Fe14B，从而提高产品的矫顽力，该方法虽然能减少Dy或Tb等重稀土使用量，但对扩散设备和工艺方法要求比较苛刻，最终造成产品的价格较高。自SmFeN或SmFeC材料发现以来，其具有优异的内禀磁性能，如居里温度(可达750K)、较高的电阻、磁晶各向异性场(为钕铁硼的2倍)，高剩磁(理论Br与钕铁硼相当)，因此SmFeN或SmFeC具有更高的综合性能。现有技术中，例如CN110444388A，制备得到了NdFeB-SmFeN复合磁体，其公开了将Sm2Fe17合金喷铸制成棒状并高能球磨制成纳米晶粉末合金，并与铁基自熔性合金纳米粉末混合涂敷在钕铁硼磁体表面的凹槽，并通过激光加热熔覆处理，制得激光熔覆层，并配以强磁场和N2气保护中氮化热处理，获得具有强韧性和高稳定性的钕铁硼磁体。但是该方法制备工艺复杂，需要制备悬浮液并进行激光熔覆；且需要15T以上的强磁场，对于设备要求条件比较严格，导致成本较高。
技术实现思路
针对现有技术中，为了提高钕铁硼磁体的矫顽力添加重稀土元素；或制备NdFeB-SmFeN复合磁体的工艺复杂，对于设备要求条件比较严格，导致成本较高的缺点，本专利技术提供了一种含SmFeN或SmFeC的烧结钕铁硼及其制备方法。本专利技术的含SmFeN或SmFeC的烧结钕铁硼矫顽力高、耐高温度高、电阻高，晶界扩散处理前后矫顽力增加幅度大，且制备方法操作简单，成本低。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题。本专利技术提供了一种含SmFeN或SmFeC的烧结钕铁硼的制备方法，其包含以下步骤：S1.在钕铁硼烧结体的表面形成以Sm2Fe17-xMx为扩散源的涂层，进行晶界扩散处理；S2.进行氮化处理或碳化处理；其中，若经氮化处理，则得到含Sm2Fe17-xMxNy的烧结钕铁硼；若经碳化处理，则得到含Sm2Fe17-xMxCy的烧结钕铁硼；其中，M为Co、Mo、Cu、Zr、Ti和Al的一种或多种，x＝0～2；y＝1～5。本专利技术中，所述钕铁硼烧结体可为本领域常规。较佳地，所述钕铁硼烧结体的原料包含：R：28～32％；Fe：65.5～70％；B：0.90～1.2％；M：0～5％；其中，所述百分比为所述元素占元素总量的质量百分比；所述R包含Nd、Pr、La、Ce、Sm和RH，所述RH为重稀土元素；所述M为Cu、Co、Al、Ti、Nb、Zn、Hf、Zr和Ga的一种或多种。本专利技术一优选实施方式中，所述钕铁硼烧结体的原料包含：PrNd：29.7％，Ho：1.5％；Fe：65.6％；B：0.95％；Cu：0.2％；Co：1.2％；Al：0.6％；Zr：0.15％；Ga：0.1％，所述百分比该元素占总质量的质量百分比。较佳地，所述钕铁硼烧结体由钕铁硼烧结体的原料经过熔炼、浇铸、氢破制粉、磁场压制成型、烧结制备得到。其中，所述熔炼和浇铸的设备可为本领域常规，一般为中频真空熔炼炉，例如中频真空感应速凝甩带炉。其中，所述熔炼的温度可为本领域常规，更佳地为1300～1700℃，优选为1450～1550℃，例如为1450、1500或1550℃。其中，所述浇铸的温度可为本领域常规，更佳地为1200～1600℃，优选为1350-1500℃，例如为1350、1400或1500℃。其中，所述氢破制粉的操作和条件可为本领域常规，一般包括依次进行的氢破碎工艺和气流磨工艺。其中，所述成型可为本领域常规。更佳地，磁场取向垂直压制成型或平行压制成型，取向压制时磁场强度在1.5T以上，例如为1.8T。其中，所述烧结的操作和条件可为本领域常规。更佳地，在真空度低于0.05Pa的条件下进行烧结。其中，所述烧结的温度更佳地为1000～1200℃，例如为1000、1050、1080或1090℃。其中，所述烧结的时间更佳地为0.5～10h，例如为0.5、5或10h。较佳地，所述钕铁硼烧结体取向方向的厚度为0.1～10mm，更佳地为1～3mm，例如为1、2或3mm。本专利技术一优选实施方式中，本领域技术人员知晓，为了获得取向厚度为0.1～10mm的片状钕铁硼烧结体，需对块状钕铁硼烧结体(取向厚度一般为5～70mm，更佳地为10～50mm，例如为15、30或45mm)进行切片处理。在得到片状钕铁硼烧结体后，为了去除烧结体表面的氧化层和表面劣化层，并为后续晶界扩散时扩散层的附着创造条件，对片状钕铁硼烧结体进行预处理，所述预处理可为本领域常规。更佳地，将所述钕铁硼烧结体经磨削、喷砂、酸洗后待用。本专利技术一优选实施方式中，在惰性气体和H2条件下，采用低温氢气活化方法，可进一步激发所述钕铁硼烧结体表层的活性。经活化后的钕铁硼烧结体会吸收H2，在后续晶界扩散处理的过程中，通过高温和惰性气体压力渗透作用，H2受热会快速逸出，为Sm2Fe17-xMx扩散源提供更多的扩散通道，增加晶界扩散速度和晶界扩散深度，进一步提升钕铁硼磁体的矫顽力能够制备得到，且制备得到整体矫顽力更为均一的钕铁硼磁体。较佳地，先将所述钕铁硼烧结体在惰性气体和H2条件下活化后，在活化后的钕铁硼烧结体的表面形成以Sm2Fe17-xMx为扩散源的涂层。其中，更佳地，所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气的一种或多种，例如氩气。其中，更佳地，所述惰性气体和H2的压力为0.01～1MPa，例如为0.05MPa，且所述H2占所述钕铁硼烧结体的质量百分比为0.03～0.1％，例如为0.05％。其中，所述活化的温度更佳地为200～300℃，优选为200～260℃，例如为200、240或260℃。其中，所述活化的时间更佳地为0.1～2h，优选为0.2～0.8h，例如为0.2、0.4或0.8h。本专利技术中，采用晶界扩散方法，以Sm2Fe17-xMx(M为Co、Mo、Cu、Zr、Ti、Al中的一种或多种，x＝0～2)为扩散源。在晶界扩散过程中，Sm2Fe17-xMx涂层在沿着NdFeB晶界扩散，在富钕相中沿晶界分布，扩散后的Sm2Fe17-xMx经过后续的氮化或碳化处理形成Sm2Fe17-xMxNy或者Sm2Fe17-xMxCy结构。制备得到的复合磁体矫顽力高，高温性能好，电阻高，剩磁高，具有优异的综合性能。本专利技术中，所述Sm2Fe17-xMx的制备方法可为本领域常规。较佳地，所述Sm2Fe17-xMx的制备方法可包含以下步骤：将按照名义成分为Sm2Fe17-xMx的原料进行真空熔炼、浇铸、退火、鄂破、气流磨制备得到。其中，更佳地，所述熔炼为采用熔体快淬法进行，制备得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含SmFeN或SmFeC的烧结钕铁硼的制备方法，其特征在于，其包含以下步骤：/nS1.在钕铁硼烧结体的表面形成以Sm

【技术特征摘要】
1.一种含SmFeN或SmFeC的烧结钕铁硼的制备方法，其特征在于，其包含以下步骤：
S1.在钕铁硼烧结体的表面形成以Sm2Fe17-xMx为扩散源的涂层，进行晶界扩散处理；
S2.进行氮化处理或碳化处理；其中，若经氮化处理，则得到含Sm2Fe17-xMxNy的烧结钕铁硼；若经碳化处理，则得到含Sm2Fe17-xMxCy的烧结钕铁硼；
其中，M为Co、Mo、Cu、Zr、Ti和Al的一种或多种，x＝0～2；y＝1～5。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钕铁硼烧结体的原料包含：R：28～32％；Fe：65.5～70％；B：0.90～1.2％；M：0～5％；其中，所述百分比为所述元素占元素总量的质量百分比；所述R包含Nd、Pr、La、Ce、Sm和RH，所述RH为重稀土元素；所述M为Cu、Co、Al、Ti、Nb、Zn、Hf、Zr和Ga的一种或多种；
较佳地，所述钕铁硼烧结体的原料包含：PrNd：29.7％，Ho：1.5％；Fe：65.6％；B：0.95％；Cu：0.2％；Co：1.2％；Al：0.6％；Zr：0.15％；Ga：0.1％，所述百分比该元素占总质量的质量百分比；
和/或，所述钕铁硼烧结体由钕铁硼烧结体的原料经过熔炼、浇铸、氢破制粉、磁场压制成型、烧结制备得到；
和/或，所述钕铁硼烧结体取向方向的厚度为0.1～10mm，更佳地为1～3mm，例如为1、2或3mm。


3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼和浇铸为中频真空熔炼炉，例如中频真空感应速凝甩带炉；
和/或，所述熔炼的温度为1300～1700℃，优选为1450～1550℃，例如为1450、1500或1550℃；
和/或，所述浇铸的温度为1200～1600℃，优选为1350-1500℃，例如为1350、1400或1500℃；
和/或，所述氢破制粉包括依次进行的氢破碎工艺和气流磨工艺；
和/或，所述磁场压制成型为磁场取向垂直压制成型或平行压制成型，取向压制时磁场强度在1.5T以上，例如为1.8T；
和/或，所述烧结在真空度低于0.05Pa的条件下进行；
和/或，所述烧结的温度为1000～1200℃，例如为1000、1050、1080或1090℃；
和/或，所述烧结的时间为0.5～10h，例如为0.5、5或10h；
和/或，将所述钕铁硼烧结体经磨削、喷砂、酸洗后待用。


4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，先将所述钕铁硼烧结体在惰性气体和H2条件下活化后，在活化后的钕铁硼烧结体的表面形成以Sm2Fe17-xMx为扩散源的涂层；
和/或，所述Sm2Fe17-xMx的制备方法可包含以下步骤：将按照名义成分为Sm2Fe17-xMx的原料进行真空熔炼、浇铸、退火、鄂破、气流磨制备得到。


5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气的一种或多种，例如氩气；
和/或，所述惰性气体和H2的压力为0.01～1MPa，例如为0.05MPa，且所述H2占所述钕铁硼烧结体的质量百分比为0.03～0.1％，例如为0.05％；
和/或，所述活化的温度为200～300℃，优选为200～260℃，例如为200、240或260℃；
和/或，所述活化的时间为0.1～2h，优选为0.2～0.8h，例如为0.2、0.4或0.8h；
和/或，所述熔炼为采用熔体快淬法进行；
和/或，所述熔炼和浇铸的设备为中频真空熔炼炉，例如中频真空感应速凝甩带炉；
较佳地，所述中频真空熔炼炉的频率为1500～2500Hz，例如为1500、2000或2500Hz；
和/或，所述熔炼得到的合金片的厚度为0.1～0.6mm，优选为0.2～0.4mm，例如为0.2、0.3或0.4mm；
和/或，所述熔炼的温度为1300～2000℃，优选为1500～1750℃，例如为1500、1600或1750℃；
和/或，所述浇铸的温度为1200～1900℃，优选为1450-1600℃，例如为1450、1500或1600℃；
和/或，所述退火为将所述熔炼得到的合金片置于400～600℃，例如400、500或600℃的真空炉中；
和/或，所述退火的加热时间为1～10h，优选为3～5h，例如为3、4或5h，
和/或，经所述鄂破后，得到D50＝0.2～2mm，例如D50＝0.2、1或2mm的Sm2Fe17-xMx粉体；
和/或，所述气流磨在0.1～2MPa，优选0.5～0.7...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金磊，黄清芳，黄佳莹，黎国妃，
申请(专利权)人：厦门钨业股份有限公司，福建省长汀金龙稀土有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35