磁体及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种磁体及其制造方法，该磁体为以R2Fe

【技术实现步骤摘要】
磁体及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种磁体及其制造方法，尤其是钕铁硼烧结磁体及其制造方法。

技术介绍

[0002]以R2Fe
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B型化合物为主相的稀土永磁材料具有优异的磁性能和高的性价比，被广泛应用于生活各个领域。其中，R是选自稀土元素中的至少一种，主要包含Nd和/或Pr，Fe是铁，B是硼，这些元素的一部分可以被其它元素置换。
[0003]在电动机等各种装置中使用R
‑
T
‑
B系的稀土类烧结磁体时，为了应对高温的使用环境，要求烧结磁体耐热性优异并具有高的剩磁和矫顽力。
[0004]为了提高R
‑
T
‑
B系稀土烧结磁体的矫顽力，可以使用轻稀土类元素RL一起配合规定量的重稀土类元素RH作为原料制成的合金。根据该方法，作为主相的R2Fe
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B相的轻稀土类元素RL被重稀土类元素RH置换，R2Fe
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B相的结晶磁各向异性(本质上决定矫顽力的物理量)得到提高。但是，R2Fe
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B相中的轻稀土类元素RL的磁矩与Fe的磁矩方向相同，而重稀土类元素RH的磁矩与Fe的磁矩方向相反，因此重稀土类元素RH对轻稀土类元素RL的置换量越增加，剩余磁通密度(即剩磁)Br就越低。而电动机的驱动部所使用的区域要求烧结磁体的剩磁Br高，并且要求暴露在高热、大的反磁场的区域的矫顽力要高。另外，由于世界上Dy和Tb的储量有限，大量使用Dy和Tb会造成磁体的价格上涨和重稀土资源的加速枯竭。
[0005]为了提高永磁磁体性能并减少重稀土的使用，业界做了很多的工作。其中，通过细化晶粒和扩散渗透改善晶界是最重要的两个方向。晶粒尺寸细小，会降低晶界反磁化畴形核的可能和局部退磁场，因而提高矫顽力。然而，当随着晶粒细化，氧碳等杂质含量也会增加，造成晶界富钕相的比例降低，无法阻断晶界间的交换耦合，反而造成矫顽力的降低。通过扩散渗透，使重稀土元素进入磁体晶界，可用较少重稀土大幅提高矫顽力，同时不牺牲剩磁和磁能积，有效降低了磁体成本。CN101404195A，CN101506919A和CN102103916A相继公开了表面涂覆法、金属蒸汽法、电沉积法等，使重稀土元素到达磁体表面，然后加热使之沿晶界扩散至磁体内部，进而提高了性能。
[0006]CN105938757A公开了一种提高稀土永磁材料磁性能的方法，扩散源成份为(Nd
x
Pr
’
100
‑
x
)
a
(Dy
y
Tb
100
‑
y
)
b
(Al
z
Cu
100
‑
z
)
100
‑
a
‑
b
(x＝0～100，y＝0～100，z＝5～30；a+b＝60～90，a>b≥5)。该专利文献在晶界扩散少量低熔点重稀土
‑
铜铝合金以提高矫顽力。
[0007]CN112489914A公开了一种复合扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法。将低熔点、高润湿性的R1
‑
M合金附着在钕铁硼磁体的表面，进行预扩散处理和预退火处理；再将R2
‑
M型合金作为扩散源，进行晶界扩散处理。R1为La、Ce、Nd、Pr、Sm中的至少一种，R2为Gd、Tb、Dy和Ho中的至少一种，M为Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Ga、In、Sn、Zn中的至少一种。上述扩散渗透工艺仍需要使用一定量的重稀土。
[0008]CN106782980A公开了一种永磁材料的制造方法。该方法采用离子液体电镀工艺将重稀土金属电镀在烧结磁体的表面，从而形成带有镀层的磁体。该专利文献仍需要使用一定量的重稀土。
[0009]非重稀土元素扩散的方法较少，例如，CN110033940A公开了一种含有Al和Cu的稀土铁硼永磁材料的制备方法。提供扩散源，所述扩散源包括Al、Cu和稀土化合物；将所述扩散源施加于永磁预制材料的至少部分表面，之后进行扩散处理以及回火处理，获得含有Al和Cu的稀土铁硼永磁材料。该专利文献的方法适用于较小尺寸的磁体母材的扩散，例如，磁体母材的尺寸为4mm
×
6mm
×
6mm。

技术实现思路

[0010]有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种磁体，该磁体在不增加重稀土元素用量的基础上，更大程度提高矫顽力，同时抑制剩磁的降低。
[0011]本专利技术的另一个目的在于提供上述磁体的制造方法。
[0012]本专利技术采用如下技术方案实现上述目的。
[0013]本专利技术提供一种磁体，其为以R2Fe
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B型化合物为主相的稀土类烧结永磁体，
[0014]R选自轻稀土元素中的至少一种元素，且必须含有Nd；
[0015]B为硼；
[0016]所述磁体含有Al，且磁体晶粒中心Al浓度小于0.5at％；磁体晶界相Al浓度为0.2～15at％；Al浓度至少从磁体一个表面到磁体内部逐渐降低；从该表面到磁体内部的同一深度内，晶粒表面Al浓度大于晶粒中心Al浓度；
[0017]所述磁体至少有一个方向尺寸小于10mm。
[0018]根据本专利技术所述的磁体，优选地，所述磁体至少有一个方向尺寸小于8mm。
[0019]根据本专利技术所述的磁体，优选地，磁体晶粒中心Al浓度小于0.3at％；磁体晶界相Al浓度为0.2～10at％。
[0020]根据本专利技术所述的磁体，优选地，所述磁体还含有Co，部分Fe被Co替代。
[0021]本专利技术还提供如上所述的磁体的制造方法，优选地，包括以下步骤：
[0022]1)准备磁体母材，磁体母材中Al浓度小于0.5at％，磁体母材的至少一个方向尺寸小于10mm；
[0023]2)准备用作扩散源的R
’‑
T
‑
Al合金，其中，
[0024]R
’
含量为20～50at％，T含量为40～70at％，Al含量为2～20at％；R
’
选自轻稀土元素中的一种或多种，且至少包含50at％以上的Pr或Nd；T选自Fe、Co和Ni中的至少一种，且至少包含50at％以上的Fe；
[0025]3)将用作扩散源的R
’‑
T
‑
Al合金附着于磁体母材的尺寸小于10mm的表面；
[0026]4)将附着R
’‑
T
‑
Al合金的磁体母材在真空或惰性气体保护的状态下，500～1000℃扩散处理0.5～20h，然后在400～700℃时效处理0.5～10h，得到磁体。
[0027]根据本专利技术所述的制造方法，优选地，步骤3)中，将用作扩散源的R
’‑
T
‑
Al合金作为靶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁体，其为以R2Fe
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B型化合物为主相的稀土类烧结永磁体，其特征在于，R选自轻稀土元素中的至少一种元素，且必须含有Nd；B为硼；所述磁体含有Al，且磁体晶粒中心Al浓度小于0.5at％；磁体晶界相Al浓度为0.2～15at％；Al浓度至少从磁体一个表面到磁体内部逐渐降低；从该表面到磁体内部的同一深度内，晶粒边缘Al浓度大于晶粒中心Al浓度；所述磁体至少有一个方向尺寸小于10mm。2.根据权利要求1所述的磁体，其特征在于，所述磁体至少有一个方向尺寸小于8mm。3.根据权利要求1所述的磁体，其特征在于，磁体晶粒中心Al浓度小于0.3at％；磁体晶界相Al浓度为0.2～10at％。4.根据权利要求1所述的磁体，其特征在于，所述磁体进一步含有Co，部分Fe被Co替代。5.如权利要求1～4任一项所述的磁体的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)准备磁体母材，磁体母材中Al浓度小于0.5at％，磁体母材的至少一个方向尺寸小于10mm；2)准备用作扩散源的R
’‑
T
‑
Al合金，其中，R
’
含量为20～50at％，T含量为40～70at％，Al含量为2～20at％；R
’
选自轻稀土元素中的一种或多种，且至少包含50at％以上的Pr或Nd；T选自Fe、Co和Ni中的至少一种，且至少包含50at％以上的Fe；3)将用作扩散源的R
’‑
T
‑
Al合金附着于磁体母材的尺寸小于10mm的表面；4)将附着R
’‑
T
‑
Al合金的磁体母...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴树杰，董义，张帅，周明晨，袁易，陈雅，袁文杰，
申请(专利权)人：包头天和磁材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：