一种晶界扩散钕铁硼磁铁及其制备方法技术

本申请涉及磁性材料领域，具体公开了一种晶界扩散钕铁硼磁铁及其制备方法。晶界扩散钕铁硼磁铁包括磁铁本体和包裹于所述磁铁本体表面的扩散涂层，所述磁铁本体按质量百分比计，包括以下组分：PrNd，Ce，Cu，Al，Zr，Co，B，其余为Fe以及不可除去的杂质；其制备方法为：根据最终产品的组分称取原料并混合均匀得到混料，再经过熔炼，冷却辊速铸成合金薄片，再氢破成粗颗粒；粗颗粒经气流磨粉碎，得到合金粉末；合金粉末在氮气保护下模压成型，得到压坯；压坯进行烧结以及回火处理后，空冷制得磁铁本体；将磁铁本体经过晶界扩散处理后得到晶界扩散钕铁硼磁铁。本申请的晶界扩散钕铁硼磁铁具有扩散厚度大的优点。有扩散厚度大的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种晶界扩散钕铁硼磁铁及其制备方法


[0001]本申请涉及磁性材料领域，更具体地说，它涉及一种晶界扩散钕铁硼磁铁及其制备方法。

技术介绍

[0002]烧结钕铁硼永磁体是第三代永磁体，具有磁能积高、体积小及质量轻等优点。制备高矫顽力钕铁硼永磁体的常用方法是在磁体中加入重稀土元素Dy和Tb。由于(Dy、Tb)
z
Fe
14
B相比Nd2Fe
14
B具有更高的各向异性场，从而可以有效提高钕铁硼磁体的矫顽力。但是重稀土Dy和Tb资源有限，价格昂贵，提高Dy和Tb元素利用率对发展高磁性烧结钕铁硼具有重要的意义。目前在钕铁硼磁体中常用的重稀土添加物为Dy
203
、Tb
203
、DyF3、DyH3等。
[0003]而Dy
203
、Tb
203
、DyF3、DyH3等的添加方式主要包括：双合金法和晶界扩散法。通过双合金方式添加重稀土化合物，钕铁硼永磁材料具有磁体的形状和尺寸不受限制的优点，但该方法的镝、铽元素利用率较低，Dy或Tb元素分布不均匀，在富钕相富集，晶界相中Dy或Tb元素含量较少。通过晶界扩散制得的钕铁硼磁体具有优良的综合磁性能并且只需消耗少量的Dy或Tb元素。但由于晶界扩散工艺的不成熟，利用晶界扩散法生产的磁体的样品厚度受到了很大的限制。

技术实现思路

[0004]为了改善晶界扩散磁体的扩散厚度受限制的问题，本申请提供一种晶界扩散钕铁硼磁铁及其制备方法。
[0005]第一方面，本申请提供一种晶界扩散钕铁硼磁铁，采用如下的技术方案：一种晶界扩散钕铁硼磁铁，包括磁铁本体和包裹于所述磁铁本体表面的扩散涂层，所述磁铁本体按质量百分比计，包括以下组分：PrNd28
‑
33%，Ce2
‑
4%，Cu0.1
‑
0.3%，Al0.2
‑
0.6%，Zr0.1
‑
0.3%，Co0.9
‑
1.5%，B0.8
‑
0.9%，其余为Fe以及不可除去的杂质；所述扩散涂层由DyH3与DyF3的共混物组成。
[0006]通过采用上述技术方案，由于采用扩散涂层包裹磁铁的方式，DyH3与DyF3中的Dy通过磁体的晶界渗入磁体内部，然后再从晶界向各个Nd2Fe
14
B主相颗粒内部扩散，在晶界富钕相区域和主相晶粒外缘区域形成重稀土高度富集的(Nd，Dy)2Fe
14
B壳层，从而提高了晶界扩散钕铁硼磁铁的磁性能。
[0007]在晶界扩散处理过程中，富钕相在高温下已熔化成液相，使得Dy在晶界的扩散速度远大于在主相晶粒内部的扩散、取代速度。利用这两种扩散速度的差异，并适当调整扩散处理的温度和时间，最终能使Dy、Tb仅分布于主相晶粒的最外延区域，避免主相晶粒内过多的Nd被重稀土元素取代。
[0008]烧结钕铁硼晶界扩散处理技术，不仅能大幅提高磁体矫顽力、保持磁体的高剩磁，还能大幅降低磁体中重稀土使用量。主相边缘成分过渡区的各向异性场大幅提高而有效抑制了该区域反磁化核的形成。晶界扩散磁体的矫顽力之所以能够大幅提高，是因为晶界富
钕相去交换耦合作用的加强以及主相晶粒内各向异性场提高共同作用的结果。
[0009]优选的，DyH3与DyF3的质量比为（95
‑
98）：（2
‑
5）。
[0010]通过采用上述技术方案，当DyH3与DyF3的质量比在此范围内，DyF3中的F元素加快了Dy扩散进入钕铁硼晶粒的速度，减缓了沿晶界扩散进入磁体内部的速度，矫顽力增加低于扩散DyH3磁体。
[0011]磁体中添加DyF3，有利于DyH3的扩散，其矫顽力高于添加DyH3的磁体。添加DyF3有利于降低富稀土相的界面能，促进Dy向磁体更深处扩散，使矫顽力进一步提升。
[0012]第二方面，本申请提供一种晶界扩散钕铁硼磁铁的制备方法，采用如下的技术方案：一种晶界扩散钕铁硼磁铁的制备方法，包括如下制备步骤：S1、磁铁本体的制备S11、根据最终产品的组分称取原料并混合均匀，得到混料；S12、将混料进行熔炼，并使用冷却辊速铸成合金薄片；S13、将合金薄片氢破成粗颗粒；S14、粗颗粒经气流磨粉碎，得到合金粉末；S15、合金粉末在氮气保护下模压成型，得到压坯；S16、压坯进行烧结以及回火处理后，空冷制得磁铁本体；S2、扩散涂层的制备S21、电泳沉积将磁铁本体放入含纳米Al粉的异丙醇溶液中进行电泳沉积，沉积完成后进行干燥处理，得到磁铁本体一；S22、涂层涂覆按比例称取DyH3与DyF3配成含重稀土化合物的悬浊液，粘度为200～400MPa
·
s，将悬浊液涂覆在S21中干燥处理后的磁铁本体表面，然后进行真空干燥；S23、晶界扩散热处理经真空干燥后的磁铁本体进行晶界扩散热处理，得到晶界扩散钕铁硼磁铁。
[0013]通过采用上述技术方案，采用上述工艺制得的晶界扩散钕铁硼磁铁具有高矫顽力，DyH3与DyF3中的Dy通过磁体的晶界渗入磁体内部，提高了晶界扩散钕铁硼磁铁的磁性能。
[0014]电泳沉积法制得磁铁本体表面的重稀土层，具有均匀、平整、厚度可控的特点，从而实现磁铁矫顽力的增加量的可控性。
[0015]同时，采用电泳沉积法能够改善晶界扩散法只能适用于薄片磁材的局限性，实现了重稀土的高效利用。
[0016]优选的，S14中合金粉末的粒径小于4μm。
[0017]通过采用上述技术方案，粒径小于4μm的合金粉末可以直接制备钕铁硼磁铁，能够降低生产成本。
[0018]优选的，S16中烧结分两次进行烧结，先由常温加热至760
‑
780℃，保温1
‑
1.5h，再将温度升至1050
‑
1100℃，保温1.5
‑
2.5h。
[0019]通过采用上述技术方案，先由常温加热至760
‑
780℃的烧结阶段，压坯中的有机
物、颗粒表面吸附的气体及孔隙中存留的气体不断排除，温度升至1050
‑
1100℃的烧结阶段，能够使得压坯中的有机物、颗粒表面吸附的气体及孔隙中存留的气体能够充分排出。
[0020]烧结温度过高和烧结时间过长均会降低钕铁硼磁铁的磁性能，随着烧结温度的提高，会出现晶粒异常长大的现象，随着烧结时间的增加，会出现几个晶粒长成一个晶粒的现象。
[0021]优选的，S16中回火处理包括一级回火和二级回火，一级回火的回火温度为900
‑
950℃，保温时间为2
‑
3h，二级回火的回火温度为570
‑
620℃，保温时间为2
‑
3h。
[0022]通过采用上述技术方案，由于回火前富钕相存在严重的团聚现象，在二级回火后，富钕相在主相的晶界周围均匀分布，析出薄层状的晶界相，减少了其在晶界上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶界扩散钕铁硼磁铁，其特征在于，包括磁铁本体和包裹于所述磁铁本体表面的扩散涂层，所述磁铁本体按质量百分比计，包括以下组分：PrNd28
‑
33%，Ce2
‑
4%，Cu0.1
‑
0.3%，Al0.2
‑
0.6%，Zr0.1
‑
0.3%，Co0.9
‑
1.5%，B0.8
‑
0.9%，其余为Fe以及不可除去的杂质；所述扩散涂层由DyH3与DyF3的共混物组成。2.根据权利要求1所述的一种晶界扩散钕铁硼磁铁，其特征在于：DyH3与DyF3的质量比为（95
‑
98）：（2
‑
5）。3.如权利要求1
‑
2任一项所述的一种晶界扩散钕铁硼磁铁的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：S1、磁铁本体的制备S11、根据最终产品的组分称取原料并混合均匀，得到混料；S12、将混料进行熔炼，并使用冷却辊速铸成合金薄片；S13、将合金薄片氢破成颗粒；S14、颗粒经气流磨粉碎，得到合金粉末；S15、合金粉末在氮气保护下模压成型，得到压坯；S16、压坯进行烧结以及回火处理后，空冷制得磁铁本体；S2、扩散涂层的制备S21、电泳沉积将磁铁本体放入含纳米Al粉的异丙醇溶液中进行电泳沉积，沉积完成后进行干燥处理；S22、涂层涂覆按比例称取DyH3与DyF3配成含重稀土化合物的悬浊液，粘度为200～400...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵胤杰，于博，
申请(专利权)人：宁波佳丰磁材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：